山西省在發(fā)展煤電行業(yè)的同時(shí),也通過(guò)加快技術(shù)創(chuàng)新, 積極努力地推進(jìn)粉煤灰綜合利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使得供應(yīng)混凝土粉煤灰綜合利用率穩(wěn)步增長(zhǎng),利用領(lǐng)域逐漸拓寬,技術(shù)水平不斷提升。近年來(lái)山西省供應(yīng)混凝土粉煤灰利用量呈持續(xù)上升趨勢(shì),從2000 年的145 萬(wàn)t 增加到2013年的2 687 萬(wàn)t, 綜合利用率從18 %增加到56%,但仍低于全國(guó)68 %的平均水平12 個(gè)百分點(diǎn)。此外, 由于全省缺乏具有較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的跨區(qū)域大集團(tuán),企業(yè)資源整合能力差,無(wú)法對(duì)全省的粉煤灰資源進(jìn)行合理調(diào)配。加之受地域資源、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和城市建設(shè)規(guī)模等因素的影響, 全省各地市粉煤灰綜合利用情況差異較大。
混凝土公司大多數(shù)使用的粉煤灰顏色與水泥相近,多呈灰色;也有部分粉煤灰顏色較深呈灰黑色,這種粉煤灰一般細(xì)度較細(xì)或含碳量較高。但總會(huì)發(fā)現(xiàn)一些深顏色的粉煤灰檢測(cè)結(jié)果與常理不符,此供應(yīng)混凝土粉煤灰細(xì)度臨近技術(shù)指標(biāo)值,含碳量也不高。但是其顏色較深且試驗(yàn)過(guò)程中黑色粉末狀顆粒明顯。該粉煤灰進(jìn)行篩余分析時(shí),篩余中會(huì)有一些黑色粉末。需水量比試驗(yàn)過(guò)程中,在跳桌完成跳動(dòng)后,膠砂表層浮有一層黑色物質(zhì)。而且,這樣的粉煤灰用于混凝土生產(chǎn)后,混凝土漿體表面也會(huì)呈現(xiàn)灰黑色,振搗后更為明顯。混凝土粉煤灰價(jià)格此現(xiàn)象已在多家混凝土公司出現(xiàn),而出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因應(yīng)該是粉煤灰中吸附了一定量的油分。電廠出于提高燃煤效率或輔助劣質(zhì)煤燃燒等原因,在燃煤過(guò)程中添加重油等油性物質(zhì)以助燃。如果添加量過(guò)大或燃燒不充分,粉煤灰內(nèi)便會(huì)吸附一部分油分,因此便出現(xiàn)上述情況的粉煤灰。
粉煤灰可用作砂漿、水泥、混凝土的摻合料,并成為混凝土、水泥的組分,粉煤灰作為原料代替黏土生產(chǎn)水泥熟料的原料、制造燒結(jié)磚、蒸壓加氣混凝土、空心砌磚、泡沫混凝土、燒結(jié)或非燒結(jié)陶粒,鋪筑道路。除此之外,粉煤灰還有哪些作用呢?成本降低:摻加供應(yīng)混凝土粉煤灰在等強(qiáng)度等級(jí)的條件下,可以減少水泥用量約10%~15%,因而可降低混凝土的成本。供應(yīng)混凝土粉煤灰耐磨性提高:粉煤灰的硬度和強(qiáng)度較高,因此說(shuō)粉煤灰混凝土的耐磨性要好于普通混凝土。但混凝土養(yǎng)護(hù)不良會(huì)導(dǎo)致耐磨性降低?;炷恋臏厣档停簱郊臃勖夯液罂蓽p少水泥用量,且粉煤灰水化放熱量很少,從而減少了水化放熱量,因此施工時(shí)混凝土的溫升降低,可明顯減少溫度裂縫,這對(duì)大體積混凝土工程非常有利。混凝土拌和料和易性得到改善:摻加適量的粉煤灰可以改善混凝土拌和料的流動(dòng)性、粘聚性和保水性,使混凝土拌和料易于泵送、澆筑成型,并可減少坍落度時(shí)候的損失。
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(yùn)城市風(fēng)陵渡開(kāi)發(fā)區(qū)通過(guò)設(shè)置攔渣壩、排水井、防滲等設(shè)施將應(yīng)用于供應(yīng)混凝土粉煤灰填溝造地百余畝;太原東山煤礦采用以供應(yīng)混凝土粉煤灰為主的漿料填充密實(shí)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。
總體而言,我國(guó)粉煤灰立法有如下幾個(gè)明顯的特點(diǎn):一,就污染治理而言,粉煤灰被作為一般固體廢物加以管理,適用現(xiàn)行的環(huán)境保護(hù)法律規(guī)定,尤其是《固體廢物污染環(huán)境防治法》的規(guī)定,由環(huán)保部門負(fù)責(zé)執(zhí)法。雖然在法律、行政法規(guī)、規(guī)章層面,都沒(méi)有專門的粉煤灰防治法律規(guī)定,但現(xiàn)行環(huán)保法律相對(duì)比較健全,對(duì)于供應(yīng)混凝土粉煤灰治理的措施與美國(guó)、歐盟、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的做法基本相同。實(shí)踐中粉煤灰污染嚴(yán)重,一方面是因?yàn)槿狈Ω哚槍?duì)性的法律規(guī)定,簡(jiǎn)單按照固體廢物進(jìn)行管理,更主要的方面則是因?yàn)椤坝蟹ú灰馈痹斐傻?,因此主要屬于?zhí)法范疇的問(wèn)題。二,就綜合利用而言,自上世紀(jì)九十年代以來(lái)甚至更早,就一直有專門的行政法規(guī)、部門規(guī)章或者規(guī)范性文件,鼓勵(lì)供應(yīng)混凝土粉煤灰的綜合利用,原先由國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等經(jīng)濟(jì)主管部門負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作,目前主要由國(guó)家發(fā)改委負(fù)責(zé)。雖然綜合利用的終極目的是為了保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,但是在這些專門規(guī)定中,幾乎沒(méi)有專門的環(huán)境治理規(guī)定,全部的規(guī)定都是為了促進(jìn)資源的利用。 同時(shí),粉煤灰進(jìn)入利用環(huán)節(jié)以后,其存在形態(tài)從固體廢物變?yōu)楦鞣N產(chǎn)品或者制成品(混凝土、粉煤灰磚、路基、大壩等),無(wú)法繼續(xù)適用環(huán)保法律以固體廢物來(lái)加以治理,導(dǎo)致粉煤灰利用環(huán)節(jié)環(huán)保法律與環(huán)境政府監(jiān)管的缺位。
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(guò)程中的效應(yīng)歸結(jié)起來(lái)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供應(yīng)混凝土粉煤灰, 由其顆粒的外觀形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、顆粒級(jí)配等物理性狀所產(chǎn)生的效應(yīng)。供應(yīng)混凝土粉煤灰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?yàn)榉勖夯页?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(qiáng)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