利用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚的技術關鍵除原材料的品種、性能外,還在于:①粉煤灰與粘土、頁巖的混合均勻程度,如何使粉煤灰在粘土、頁巖中混合分布均勻;②與所要生產(chǎn)磚的規(guī)格、品種相適應的擠出成型的工藝參數(shù)及擠出機性能;③成型坯體的密實度;④相應的干燥、燒成及碼、搬運技術水平,在這4方面,我國在技術上還未成熟,仍需進一步研究開發(fā)和探索。從南京、鞍山、秦皇島引進的生產(chǎn)技術及裝備所建設生產(chǎn)線的生產(chǎn)運作情況看也說明了這一問題。在這些生產(chǎn)線引進合同中都規(guī)定了粉煤灰重量摻入比例為50%,甚至更高,但經(jīng)生產(chǎn)實踐均沒有達到。
在蒸制粉煤灰磚發(fā)展過程中,由于國內(nèi)采購不到蒸壓釜以及后來為了降低投資而采用養(yǎng)護窯(不用蒸壓釜)用普通蒸汽養(yǎng)護生產(chǎn)粉煤灰磚坯,該工藝曾一度普遍發(fā)展。由于反應溫度低、水化硅酸鹽產(chǎn)物少、結(jié)晶度不夠,雖然抗壓強度勉強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,建成后一段時間(一般在半年至1年內(nèi)),在山墻、內(nèi)承重墻及窗臺下產(chǎn)生不同程度裂紋。最嚴重的發(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,使整個普通蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚發(fā)展受挫,一部分企業(yè)不得不因此被迫停產(chǎn)。為了解決這一問題,研究決定停止發(fā)展普通蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚,改變工藝路線,在技術政策上決定大力發(fā)展高壓蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚,磚的收縮大大改善,用該類磚建筑的建筑墻體及窗臺下裂縫大大減少,程度大大減輕。但通過對大量建筑物調(diào)查裂縫并未從根本消除,特別是在窗臺下仍生產(chǎn)輕微的裂縫,這說明該磚雖經(jīng)蒸壓,但收縮值仍未達到要求,為了比較徹底地解決粉煤灰磚墻體裂縫問題,必須通過改進配方,正確選擇原材料,調(diào)整混合料級配,采用輪碾攪拌混合,加強混合料消化,提高磚坯成型壓力,最好雙面加壓,以提高磚坯的密實度,提高蒸壓養(yǎng)護的溫度(相應飽和蒸汽壓力應在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)生更多的托勃莫來石晶體,改善結(jié)晶度和晶型,使磚的抗壓強度達到200 kg/cm2以上。采取上述綜合措施可以進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題。若采用粉煤灰、石灰與一定級配的中砂配料,經(jīng)高壓力壓制成型和更高壓力蒸汽養(yǎng)護也可獲得較高磚強度和較低收縮值。
燒結(jié)粉煤灰陶粒是一種性能很好的輕骨料,它可用于橋梁、建筑承重構(gòu)件、框架結(jié)構(gòu)用混凝土等,在有條件的地方應大力發(fā)展,這項技術和產(chǎn)品在國內(nèi)外都已成熟。我國天津硅酸鹽制品廠的燒結(jié)粉煤灰陶粒,英國與荷蘭的“萊泰克”燒結(jié)粉煤灰陶粒皆屬此類。因“萊泰克”技術對所用粉煤灰性能要求比較高,其粉煤灰中小于45 μ的顆粒含量要求高于55 %,此時在造粒成球過程中不需加入任何粘結(jié)劑,如粘土。只是在粉煤灰中含碳不足時,添加不超過5 %的煤粉。我國的粉煤灰極少能滿足這些要求,若經(jīng)過分選也有可能滿足。一般在生產(chǎn)時需加入一定數(shù)量的粘土(或膨潤土)做粘結(jié)劑。但增加一種原料,就要增加一個系統(tǒng),并相應增加投資。目前在工藝上用燒結(jié)機焙燒比較成功。因為通過成球盤成型的粉煤灰顆粒,靜置于燒結(jié)機上,在整個過程中成型的顆粒不滾動隨燒結(jié)機履帶移動而經(jīng)過預熱燒成、冷卻最終燒成有相當強度的輕骨料。現(xiàn)在用回轉(zhuǎn)窯燒成的不多,因回轉(zhuǎn)窯燒成其料粒要在轉(zhuǎn)動的窯體內(nèi)滾動,如料粒沒有足夠的粘結(jié)強度,在滾動中將破碎并產(chǎn)生大量粉塵。不過國內(nèi)一些研究者,正在探索用回轉(zhuǎn)窯燒制粉煤灰陶粒的工藝。
粉煤灰綜合利用的途徑以從過去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應用外,發(fā)展到目前的在水泥原料、泵送混凝土、水泥混合材、大型水利樞紐工程等高級化利用途徑。找電廠粉煤灰按照粗細分為一級、二級、三級和粗灰,最粗的稱之粗灰。找電廠粉煤灰分選中的原灰與粗灰的區(qū)別如下:1、原灰指收塵直接得到的粉煤灰,即沒有經(jīng)過任何分選、粉磨或其它加工處理的粉煤灰。2、為了得到一級粉煤灰,將粉煤灰進行分選,分選出一級灰(比較細部分),剩余的部分就是粗灰。與原灰相比,粗灰相對比較粗。
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)量有很大的關系,因此應通過試驗確定,不宜盲目偏信。
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找電廠粉煤灰。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)找電廠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.