提及對粉煤灰的綜合利用,大家往往容易想到粉煤灰可以用來生產(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。還可以通過采用濕法冶金的方法由粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁、分子篩等。三級粉煤灰批發(fā)供應商對粉煤灰的綜合利用為國家產(chǎn)業(yè)政策所鼓勵,近幾年發(fā)展迅速。尤其是將粉煤灰用于建材領域及用于生產(chǎn)氧化鋁,更是受到各界重視。對供應三級粉煤灰的綜合利用有利于消除由粉煤灰的積存對環(huán)境造成的污染,并能夠創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。但據(jù)筆者調(diào)研的情況看,粉煤灰用于建材領域雖屬大宗量利用途徑,但利用過程所創(chuàng)造的經(jīng)濟價值不高,從粉煤灰所含的硅、鋁、鐵等有價元素看,其實質(zhì)上是對所述有價資源的低層次利用。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其他有價元素棄之不用,則不僅不能創(chuàng)造應有的經(jīng)濟效益,而且還會因廢水和廢渣的產(chǎn)生而對環(huán)境造成更為嚴重的污染,對此,已為近幾年來一些單位所進行的工業(yè)化實踐所證明。總之,對粉煤灰的綜合利用符合國家產(chǎn)業(yè)政策,既是環(huán)境保護的需要,也是經(jīng)濟發(fā)展的需要。
近年來,許多混凝土公司發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的混凝土出現(xiàn)刺鼻的氨味,而且在驗收粉煤灰時進行需水量比試驗也常伴有刺鼻的氨味。出現(xiàn)氨味的混凝土有時候還伴有凝結(jié)時間延長或漲模等現(xiàn)象,有的甚至因含氣量過高而造成混凝土強度大幅度下降,從而導致嚴重的工程質(zhì)量事故。上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是混凝土中摻入的脫硝供應三級粉煤灰。脫硝作為節(jié)能減排的一項重要指標,許多燃煤電廠都增加了脫硝裝置,所以近年來脫硝粉煤灰量有所增加。正常情況下的脫硝粉煤灰與傳統(tǒng)供應三級粉煤灰沒有明顯的區(qū)別,應用于混凝土中也不會對混凝土性能產(chǎn)生較大的不利影響。但當脫硝過程出現(xiàn)問題,粉煤灰中含有的脫硝副產(chǎn)物NH4HSO4和(NH4)2SO4含量較高時,生產(chǎn)的混凝土就會出現(xiàn)凝結(jié)時間延長、產(chǎn)生刺激性氣體、強度下降等問題。如某工程使用了摻入非正常脫硝粉煤灰的混凝土,結(jié)果混凝土出現(xiàn)了和易性差、凝結(jié)時間長、強度降低等問題,導致拆模后混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重缺陷.
首先,粉煤灰“填充效應”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,減少顆粒間的摩擦力,進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,因此應通過試驗確定,不宜盲目偏信。
采用45um方孔篩做篩析試驗,劣質(zhì)粉煤灰的細度通常在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)加工達到超細狀態(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歸結(jié)起來可分為形態(tài)效應、活性效應和微集料效應。1、形態(tài)效應:泛指混凝土或砂漿中的供應三級粉煤灰, 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。供應三級粉煤灰2、活性效應:指粉煤灰中的活性成分SiO2 和Al2O3 與水泥中的礦物質(zhì)發(fā)生化學反應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。隨著超細粉體粒徑的降低