利用粉煤灰進(jìn)行路基及工程填筑、填溝造地、沉陷區(qū)治理等生態(tài)修復(fù)工程也已有成功的范例。如運城市風(fēng)陵渡開發(fā)區(qū)通過設(shè)置攔渣壩、排水井、防滲等設(shè)施將應(yīng)用于專業(yè)三級粉煤灰填溝造地百余畝;太原東山煤礦采用以專業(yè)三級粉煤灰為主的漿料填充密實矸石空隙的方法,將粉煤灰輸送到井下,填充到采空區(qū),從而減少地面沉降。
采用45um方孔篩做篩析試驗,劣質(zhì)粉煤灰的細(xì)度通常在30%以上的粉煤灰。粉煤灰中粗顆粒較多,海綿體多,含炭量高,“兩多一高”使粉煤灰的填充效應(yīng)下降,吸水性和吸附外加劑能力增加,混凝土工作性能明顯變差,28d活性也會隨之下降。在加上玻璃體微珠少,起不到“滾珠軸承”潤滑作用。
粉煤灰經(jīng)加工達(dá)到超細(xì)狀態(tài)后,其物理性能發(fā)生改變,比表面積加大,表面能提高,表面活性增加,在水泥混凝土水化過程中的效應(yīng)歸結(jié)起來可分為形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)。1、形態(tài)效應(yīng):泛指混凝土或砂漿中的專業(yè)三級粉煤灰, 由其顆粒的外觀形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、顆粒級配等物理性狀所產(chǎn)生的效應(yīng)。專業(yè)三級粉煤灰2、活性效應(yīng):指粉煤灰中的活性成分SiO2 和Al2O3 與水泥中的礦物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水化硅酸鈣凝膠和水化鋁酸鈣晶體的能力。這是因為粉煤灰超細(xì)粉中SiO2、Al2O3等活性成分在熟料水化產(chǎn)物氫氧化鈣的作用下,發(fā)生二次水化反應(yīng)生成水化硅酸鈣凝膠,增強了水泥石體系的粘接,減少了混凝土內(nèi)不利于耐久性的晶相含量。隨著超細(xì)粉體粒徑的降低
首先,粉煤灰“填充效應(yīng)”可以改善水泥與粉煤灰組成的二元膠凝材料體系的顆粒級配,降低降凝材料的空隙率,進(jìn)而使填充在水泥顆粒間的“填充水”釋放出來,改善混凝土的工作性。其次,粉煤灰中含有大量的球形玻璃體,在混凝土中起到“滾珠、軸承”潤滑效應(yīng),減少顆粒間的摩擦力,進(jìn)而改善混凝土的工作性。再次,粉煤灰的活性大大低于水泥活性,可以降低混凝土坍落度損失。此外,粉煤灰對外加劑的吸附僅僅存在表面的物理吸附,優(yōu)質(zhì)粉煤灰對外加劑的吸附低于水泥,混凝土中使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰相當(dāng)于增加外加劑用量,混凝土初始坍落度及保持能力都有提高。最后,粉煤灰的密度小于水泥,等量取代水泥后,混凝土中的漿體量增加,改善混凝土的粘聚性,提高抗離析能力,減水泌水,從而改善了混凝土的工作性能,使混凝土具有更好的流動性、密實性、勻質(zhì)性,便于混凝土的施工。 實踐應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn),質(zhì)量優(yōu)良的粉煤灰具有一定的減水作用,當(dāng)摻量50%時,需水量減小幅度很小。粉煤灰有無減水性以及減水性的大小與其質(zhì)量有很大的關(guān)系,因此應(yīng)通過試驗確定,不宜盲目偏信。
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(xì)度,粘土或頁巖的塑性。粉煤灰細(xì)度越細(xì),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)三級粉煤灰但在目前的技術(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(dāng)艱巨的努力和采取更多的技術(shù)措施,即使如此,也是相當(dāng)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(dǎo),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。
普通蒸汽養(yǎng)護和高壓蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚是我國較早發(fā)展的利用粉煤灰生產(chǎn)墻體材料的品種。它是將粉煤灰、爐渣(或砂子、石屑)與石灰或再加上少許二水石膏經(jīng)計量、攪拌混合、消化、壓制成型、普通蒸汽養(yǎng)護(100 ℃飽和蒸汽)或高壓蒸汽養(yǎng)護(180~200 ℃飽和蒸汽)而成的具有一定抗壓強度的磚制品。由于生產(chǎn)工藝成熟,并能大量利用粉煤灰、爐渣(1億磚可利用18~20 萬t粉煤灰和爐渣),抗壓強度可達(dá)100~200#,能滿足承重墻體的要求,因而受到人們的重視,在60年代至80年代得到較大發(fā)展,累計投資5.4億元人民幣建設(shè)了159條生產(chǎn)線。