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:摻加找粉煤灰廠在等強(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。找粉煤灰廠耐磨性提高: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。混凝土的溫升降低:摻加粉煤灰后可減少水泥用量,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。
混凝土中混入油性物質(zhì)會(huì)影響混凝土中的膠骨粘結(jié),界面作用力減弱,最終影響混凝土的強(qiáng)度及耐久性。根據(jù)混凝土澆筑后的跟蹤觀察,我們發(fā)現(xiàn)摻入此種粉煤灰的混凝土?xí)霈F(xiàn)一定程度上的色差,強(qiáng)度方面沒(méi)有明顯變化。雖然此種找粉煤灰廠并未引起工程質(zhì)量事故,其最終對(duì)混凝土強(qiáng)度及耐久性的影響有多大也無(wú)法確定,但我們?nèi)孕柚?jǐn)慎對(duì)待。找粉煤灰廠在日常工作中,檢測(cè)燒失量比較費(fèi)時(shí),用于車檢不太現(xiàn)實(shí)。如果發(fā)現(xiàn)顏色較深的粉煤灰,我們可以采用一個(gè)簡(jiǎn)便方法進(jìn)行判別:取一定量粉煤灰樣品置于燒杯中,然后加入水?dāng)嚢?,含油粉煤灰在攪拌后表面?huì)出現(xiàn)一層黑色油狀物,顏色分層明顯。如果發(fā)現(xiàn)其為含油粉煤灰,各混凝土公司應(yīng)根據(jù)工程要求、倉(cāng)儲(chǔ)、供應(yīng)及公司要求等實(shí)際情況決定其去留。
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)用于找粉煤灰廠填溝造地百余畝;太原東山煤礦采用以找粉煤灰廠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。
在粉磨水泥時(shí),為改善水泥工作性能、調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)、增加水泥產(chǎn)量等而摻入的人工或天然的礦物材料,稱為水泥混合材。目前,水泥企業(yè)所用的混合材主要是工業(yè)廢渣。按其性能不同,通常分為活性和非活性混合材兩大類,其中前者用量較大。物理激活也稱機(jī)械激活,對(duì)找粉煤灰廠、礦渣、煤矸石等具有很好的處理效果。超細(xì)粉磨可以使粉煤灰顆粒粒徑變小,比表面積增加,有效填充于水泥硬化漿體的孔隙,起到密實(shí)增強(qiáng)的作用。同時(shí),超細(xì)顆粒表面出現(xiàn)錯(cuò)位、點(diǎn)缺陷和結(jié)構(gòu)缺陷,表面自由能增加,活性提高。在水泥水化過(guò)程中超細(xì)粉煤灰會(huì)與水泥初期水化生成的氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng),不但有助于提高水泥后期強(qiáng)度,而且降低體系堿度,改善耐久性。粉煤灰廠廠家超細(xì)粉粒徑比水泥粒徑小很多,其密實(shí)填充效應(yīng)將水泥空隙中的水置換出來(lái),抵消了比表面積高而增加的濕潤(rùn)水部分,所以摻加超細(xì)粉會(huì)不提高而是減少水泥需水量。另超細(xì)粉顏色較深能改善水泥顏色,增強(qiáng)水泥和減水劑的適應(yīng)性。
提及對(duì)粉煤灰的綜合利用,大家往往容易想到粉煤灰可以用來(lái)生產(chǎn)加氣混凝土、建筑砌塊、微晶玻璃,還可用作水泥生產(chǎn)原料,用于生產(chǎn)各種裝飾板材、地聚物等。還可以通過(guò)采用濕法冶金的方法由粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁、分子篩等。粉煤灰廠廠家對(duì)粉煤灰的綜合利用為國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策所鼓勵(lì),近幾年發(fā)展迅速。尤其是將粉煤灰用于建材領(lǐng)域及用于生產(chǎn)氧化鋁,更是受到各界重視。對(duì)找粉煤灰廠的綜合利用有利于消除由粉煤灰的積存對(duì)環(huán)境造成的污染,并能夠創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。但據(jù)筆者調(diào)研的情況看,粉煤灰用于建材領(lǐng)域雖屬大宗量利用途徑,但利用過(guò)程所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高,從粉煤灰所含的硅、鋁、鐵等有價(jià)元素看,其實(shí)質(zhì)上是對(duì)所述有價(jià)資源的低層次利用。由粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁是一條較好的利用途徑,但單純的提純氧化鋁而對(duì)其他有價(jià)元素棄之不用,則不僅不能創(chuàng)造應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益,而且還會(huì)因廢水和廢渣的產(chǎn)生而對(duì)環(huán)境造成更為嚴(yán)重的污染,對(duì)此,已為近幾年來(lái)一些單位所進(jìn)行的工業(yè)化實(shí)踐所證明。總之,對(duì)粉煤灰的綜合利用符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策,既是環(huán)境保護(hù)的需要,也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。
利用粉煤灰作為原料生產(chǎn)墻體材料在我國(guó)已有幾十年歷史和經(jīng)驗(yàn),先后研制和生產(chǎn)了粉煤灰泡沫混凝土制品、蒸養(yǎng)粉煤灰中型密實(shí)砌塊、小型粉煤灰空心砌塊、蒸養(yǎng)、蒸壓粉煤灰磚,蒸養(yǎng)、蒸壓加氣混凝土制品、粉煤灰燒結(jié)陶粒。 為了處理工業(yè)固體廢棄物粉煤灰、保護(hù)環(huán)境,早在20世紀(jì)50年代中后期,國(guó)內(nèi)就開(kāi)展了大量利用粉煤灰的研究,首先生產(chǎn)了粉煤灰泡沫混凝土板,用于北京首都機(jī)場(chǎng)的機(jī)庫(kù)屋面。60年代,粉煤灰中型密實(shí)砌塊在上海市公共住宅建筑普遍應(yīng)用,在上海城市建設(shè)中發(fā)揮了重大作用。受上海啟發(fā)和影響,蘇州、無(wú)錫、常州、南京、濟(jì)南、成都、攀枝花等地相繼建設(shè)了近30條生產(chǎn)線,一直生產(chǎn)到80年代中后期,后因塊型大、塊太重、施工麻煩,而逐漸改產(chǎn)、停產(chǎn)。當(dāng)在蒸壓灰砂磚在我國(guó)開(kāi)發(fā)成功,并普遍推廣后,受其啟發(fā),研究用粉煤灰和爐渣代替砂子做原料生產(chǎn)蒸養(yǎng)和蒸壓粉煤灰磚,并獲得成功,隨即在全國(guó)推廣相繼建成近40條生產(chǎn)線,因性能、價(jià)格、市場(chǎng)問(wèn)題經(jīng)營(yíng)銷售一些年以后陸續(xù)萎縮、停產(chǎn),但也有部分企業(yè)至今仍繼續(xù)生產(chǎn),并取得不錯(cuò)的效益,如武漢硅酸鹽制品廠等,目前也有些新的生產(chǎn)線在建設(shè)。70年代在引進(jìn)消化蒸壓加氣混凝土技術(shù)的基礎(chǔ)上,研究成功用粉煤灰代替砂子生產(chǎn)粉煤灰加氣混凝土制品,目前用粉煤灰做原料的加氣混凝土產(chǎn)品的產(chǎn)量已占全國(guó)加氣混凝土總產(chǎn)量的80 %。70年代又進(jìn)行了利用粉煤灰做原料生產(chǎn)燒結(jié)陶粒的研究,在天津硅酸鹽制品廠建成了我國(guó)惟一的一條采用燒結(jié)機(jī)和燃煤粉燒結(jié)粉煤灰陶粒生產(chǎn)線,成功生產(chǎn)出粉煤灰陶粒用于天津市建筑和建筑構(gòu)件生產(chǎn),如預(yù)制混凝土大板,至90年代因城市的拓展,該廠場(chǎng)地改作房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)用地,而被迫停產(chǎn)。同期很多單位以粉煤灰代替部分粘土生產(chǎn)燒結(jié)實(shí)心磚和空心磚,并探索不斷提高粉煤灰摻加量,力求最大限度地利用粉煤灰。