粉煤灰綜合利用的途徑以從過去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應(yīng)用外,發(fā)展到目前的在水泥原料、泵送混凝土、水泥混合材、大型水利樞紐工程等高級化利用途徑。專業(yè)粉煤灰廠按照粗細分為一級、二級、三級和粗灰,最粗的稱之粗灰。專業(yè)粉煤灰廠分選中的原灰與粗灰的區(qū)別如下:1、原灰指收塵直接得到的粉煤灰,即沒有經(jīng)過任何分選、粉磨或其它加工處理的粉煤灰。2、為了得到一級粉煤灰,將粉煤灰進行分選,分選出一級灰(比較細部分),剩余的部分就是粗灰。與原灰相比,粗灰相對比較粗。
有部分供應(yīng)商摻入石灰石粉對粉煤灰進行造假,石灰石粉遇酸反應(yīng)起氣泡,檢驗時可以采取用稀冷鹽酸滴定的方法,觀察是否發(fā)生劇烈起泡,來鑒別粉煤灰是否含有石粉。但石灰?guī)r中含有一種叫白堊石的白色、疏松的土狀巖石,主要由粉末狀的方解石組成,遇酸不起泡遇到這種情況,可以使用40倍以上放大鏡或顯微鏡觀察粉煤灰的玻璃珠體含量,若玻璃體偏少或無玻璃珠體,不規(guī)則白色發(fā)光晶體多,應(yīng)檢測粉煤灰活性指數(shù)后,再決定是否使用。
將粉煤灰作為原材料生產(chǎn)燒結(jié)磚是綜合利用粉煤灰最佳途徑之一,我國每年生產(chǎn)和使用燒結(jié)磚6000多億塊,如每塊磚能利用0.5 kg粉煤灰,每年可利用3.5億多t粉煤灰,由此看出發(fā)展燒結(jié)粉煤灰磚蘊藏著對粉煤灰利用的巨大潛力。當然,目前不是每一個地方、每一個專業(yè)粉煤灰廠磚廠都能就地就近獲得粉煤灰可就地利用,但就我國電廠分布來看,很多電廠周圍都分布著相當多的磚廠。另外,為了利用粉煤灰還可在電廠附近或電廠內(nèi)有計劃地建設(shè)一批燒結(jié)粉煤灰磚廠。經(jīng)過精心有力地組織和推動,如能有5 %~10 %的燒結(jié)磚摻用粉煤灰生產(chǎn),每年也可利用1750~3500 萬t粉煤灰,這是一個相當可觀的數(shù)量,作為第一步這一目標是非常了不起的,對國家是一大貢獻。在制磚工業(yè)中利用粉煤灰不僅可以節(jié)省一部分粘土質(zhì)礦物及耕地,又可減少粉煤灰排放堆存占地,改善和保護環(huán)境,還可充分利用存在于粉煤灰中未燃盡的固定炭,減少燒磚用煤,大大節(jié)約能源,這是其他利用途徑所不能及的。而且在燒結(jié)磚中加入一定量粉煤灰后,每塊磚的重量可減輕0.5 kg,從而進一步減輕建筑物自重,可實現(xiàn)一舉多得之效,應(yīng)大力提倡,積極發(fā)展。
超細粉煤灰對水泥和高效減水劑的相容性有明顯的改善作用;粉煤灰細度越小效果越好,但過度細化會對相容性產(chǎn)生負面效應(yīng)。不同細度的粉煤灰在去離子水中的Zeta電位值不同,粉煤灰所帶電荷的絕對值越大,分散均化能力越強。粉煤灰廠廠家粉煤灰是火力發(fā)電廠排放的固體廢物,也是一種活性礦物資源,具有特殊的活性效應(yīng)、形態(tài)效應(yīng)和微集料效應(yīng)[1-3],高品質(zhì)的粉煤灰已成為混凝土必不可少的成分。目前研究較多的是I、II級粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用,由于我國電廠排放的專業(yè)粉煤灰廠優(yōu)質(zhì)灰較少,95%以上的為III級灰或等外灰,活性較低,不能直接用作水泥混合材和高性能混凝土活性摻合料,因此,高效低成本的研究開發(fā)低等級粉煤灰粉磨技術(shù)具有較大的經(jīng)濟效益和社會效益。如能使生產(chǎn)的超細粉煤灰在混凝土的制備中得到廣泛應(yīng)用,既可改善水泥與高效減水劑的相容性、提高混凝土的抗侵蝕能力及耐久性[5-8],節(jié)約水泥用量,還可解決粉煤灰對環(huán)境的污染。但在混凝土制備過程中經(jīng)常遇到水泥與減水劑相容性問題,有時盡管高效減水劑摻量很大,而混凝土仍顯得干硬或坍落度經(jīng)時損失很大,這些相容性問題會影響混凝土的正常工作。所以在混凝土中引入粉煤灰,需先了解超細粉煤灰對水泥與高效減水劑相容性的影響。
利用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚是將粉煤灰摻入粘土、頁巖中或在粉煤灰中摻加粘結(jié)材料共同混合擠出成型。粉煤灰能摻入的數(shù)量取決于粉煤灰的品質(zhì),尤其是它的細度,粘土或頁巖的塑性。粉煤灰細度越細,粘土、頁巖的塑性越高,粉煤灰摻加量可越高。在現(xiàn)實生活中人們常常追求用100 %的粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚,這是一種理想,一種良好的愿望,可以理解。專業(yè)粉煤灰廠但在目前的技術(shù)水平和條件下還做不到。目前摻加到30 %已沒有問題,能摻加到50 %就非常理想。要摻到70 %~80 %,需經(jīng)相當艱巨的努力和采取更多的技術(shù)措施,即使如此,也是相當困難的。但在過去的宣傳中,宣傳研制成功全粉煤灰燒結(jié)磚,這種提法存在著一定的模糊和某種程度的誤導,①從目前水平看在技術(shù)上還不可能;②把摻加其中的粘結(jié)材料部分(約15 %~20 %)鈉基膨潤土沒有計入其內(nèi),這是值得注意的,應(yīng)該實事求是在宣傳上不 該嘩眾取寵。
利用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚的技術(shù)關(guān)鍵除原材料的品種、性能外,還在于:①粉煤灰與粘土、頁巖的混合均勻程度,如何使粉煤灰在粘土、頁巖中混合分布均勻;②與所要生產(chǎn)磚的規(guī)格、品種相適應(yīng)的擠出成型的工藝參數(shù)及擠出機性能;③成型坯體的密實度;④相應(yīng)的干燥、燒成及碼、搬運技術(shù)水平,在這4方面,我國在技術(shù)上還未成熟,仍需進一步研究開發(fā)和探索。從南京、鞍山、秦皇島引進的生產(chǎn)技術(shù)及裝備所建設(shè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)運作情況看也說明了這一問題。在這些生產(chǎn)線引進合同中都規(guī)定了粉煤灰重量摻入比例為50%,甚至更高,但經(jīng)生產(chǎn)實踐均沒有達到。