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)用于專業(yè)電廠粉煤灰填溝造地百余畝;太原東山煤礦采用以專業(yè)電廠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。
粉煤灰作為一種十分常見(jiàn)的礦物摻合料,其質(zhì)量差別很大,經(jīng)常有劣質(zhì)粉煤灰混入,給生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來(lái)麻煩。這里所說(shuō)的劣質(zhì)粉煤灰主要包括分Ⅲ級(jí)灰和統(tǒng)灰以及假灰和不適合商品混凝土使用的粉煤灰。這些劣質(zhì)粉煤灰的主要特點(diǎn)是:玻璃珠體少,需水量大,使用后易造成混凝土泌水或滯后泌水,不但不能改善混凝土和易性,反而降低混凝土的工作性能。此外,劣質(zhì)粉煤灰的使用易導(dǎo)致混凝土28d強(qiáng)度不足,后期強(qiáng)度增長(zhǎng)低,造成混凝土工程質(zhì)量不合格。
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)專業(yè)電廠粉煤灰、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。電廠粉煤灰價(jià)格超細(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。
由于粉煤灰超細(xì)粉的顆粒粒徑較?。ㄗ钚×絻H為不到1.0μm),可以非常好的填充水泥顆粒之間的空隙,置換出水泥顆粒空隙里面的自由水,從而使得拌合物中的自由水含量增加,黏度降低,和易性變好。專業(yè)電廠粉煤灰但當(dāng)超細(xì)粉顆粒填滿水泥顆粒之間的空隙后,多余的超細(xì)粉反而會(huì)吸附拌合物中的自由水,導(dǎo)致拌合物的黏度開(kāi)始增大。專業(yè)電廠粉煤灰這時(shí),就要根據(jù)各家的材料特點(diǎn),進(jìn)行膠凝材料和砂率的反復(fù)調(diào)整,比如在強(qiáng)度富余系數(shù)仍然完全滿足的情況下可以把水泥用量再適當(dāng)降低,即降低膠凝材料用量;或適當(dāng)摻用粗砂,或提高石子用量,降低砂率。在實(shí)際使用過(guò)程中,根據(jù)各家使用的材料特性不斷摸索調(diào)整,這樣便能找到各家施工泵送狀態(tài)、生產(chǎn)成本以及商砼強(qiáng)度三者間的最佳結(jié)合點(diǎn)!
根據(jù)研究超細(xì)礦渣粉對(duì)水泥砂漿抗硫酸鹽侵蝕性能的影響,摻入15%、25%的超細(xì)礦渣粉不僅可以增加水泥砂漿的強(qiáng)度,而且可以提高其抗硫酸鹽侵蝕性能。利用細(xì)度分別為305m2/kg、425 m2/kg和550m2/kg的專業(yè)電廠粉煤灰制備了粉煤灰高強(qiáng)輕骨料混凝土,研究結(jié)果表明,專業(yè)電廠粉煤灰摻量相同時(shí),隨著粉煤灰細(xì)度的增大,混凝土抗氯離子滲透性及護(hù)筋性均隨之增加。粉煤灰細(xì)度越髙,減縮效果越明顯,早期抗裂性能增強(qiáng)越顯著。摻合料超細(xì)粉能顯著提高改善水泥基材料的孔結(jié)構(gòu),提高結(jié)構(gòu)的密實(shí)性。改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)和界面過(guò)渡區(qū),提高混凝土的綜合耐久性。
在蒸制粉煤灰磚發(fā)展過(guò)程中,由于國(guó)內(nèi)采購(gòu)不到蒸壓釜以及后來(lái)為了降低投資而采用養(yǎng)護(hù)窯(不用蒸壓釜)用普通蒸汽養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)粉煤灰磚坯,該工藝曾一度普遍發(fā)展。由于反應(yīng)溫度低、水化硅酸鹽產(chǎn)物少、結(jié)晶度不夠,雖然抗壓強(qiáng)度勉強(qiáng)可以滿足承重墻體要求,但其干燥收縮值大,用該磚建造的建筑,建成后一段時(shí)間(一般在半年至1年內(nèi)),在山墻、內(nèi)承重墻及窗臺(tái)下產(chǎn)生不同程度裂紋。最嚴(yán)重的發(fā)生在60、70年代的湖南株洲市粉煤灰磚混建筑的內(nèi)外墻體涉及建筑物安全而拆除。因此,使整個(gè)普通蒸汽養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚發(fā)展受挫,一部分企業(yè)不得不因此被迫停產(chǎn)。為了解決這一問(wèn)題,研究決定停止發(fā)展普通蒸汽養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚,改變工藝路線,在技術(shù)政策上決定大力發(fā)展高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)粉煤灰磚,磚的收縮大大改善,用該類磚建筑的建筑墻體及窗臺(tái)下裂縫大大減少,程度大大減輕。但通過(guò)對(duì)大量建筑物調(diào)查裂縫并未從根本消除,特別是在窗臺(tái)下仍生產(chǎn)輕微的裂縫,這說(shuō)明該磚雖經(jīng)蒸壓,但收縮值仍未達(dá)到要求,為了比較徹底地解決粉煤灰磚墻體裂縫問(wèn)題,必須通過(guò)改進(jìn)配方,正確選擇原材料,調(diào)整混合料級(jí)配,采用輪碾攪拌混合,加強(qiáng)混合料消化,提高磚坯成型壓力,最好雙面加壓,以提高磚坯的密實(shí)度,提高蒸壓養(yǎng)護(hù)的溫度(相應(yīng)飽和蒸汽壓力應(yīng)在10~12大氣壓以上),以增加水化硅酸鹽產(chǎn)物數(shù)量和改善結(jié)晶狀況,產(chǎn)生更多的托勃莫來(lái)石晶體,改善結(jié)晶度和晶型,使磚的抗壓強(qiáng)度達(dá)到200 kg/cm2以上。采取上述綜合措施可以進(jìn)一步減少粉煤灰磚的收縮,可以比較好地解決粉煤灰墻體的裂縫問(wèn)題。若采用粉煤灰、石灰與一定級(jí)配的中砂配料,經(jīng)高壓力壓制成型和更高壓力蒸汽養(yǎng)護(hù)也可獲得較高磚強(qiáng)度和較低收縮值。