总体而言,我国粉煤灰立法有如下几个明显的特点:一,就污染治理而言,粉煤灰被作为一般固体废物加以管理,适用现行的环境保护法律规定,尤其是《固体废物污染环境防治法》的规定,由环保部门负责执法。虽然在法律、行政法规、规章层面,都没有专门的粉煤灰防治法律规定,但现行环保法律相对比较健全,对于供应粉煤灰生产治理的措施与美国、欧盟、英国等发达国家的做法基本相同。实践中粉煤灰污染严重,一方面是因为缺乏更具针对性的法律规定,简单按照固体废物进行管理,更主要的方面则是因为“有法不依”造成的,因此主要属于执法范畴的问题。二,就综合利用而言,自上世纪九十年代以来甚至更早,就一直有专门的行政法规、部门规章或者规范性文件,鼓励供应粉煤灰生产的综合利用,原先由国家经贸委等经济主管部门负责这项工作,目前主要由国家发改委负责。虽然综合利用的终极目的是为了保护环境,实现可持续发展,但是在这些专门规定中,几乎没有专门的环境治理规定,全部的规定都是为了促进资源的利用。 同时,粉煤灰进入利用环节以后,其存在形态从固体废物变为各种产品或者制成品(混凝土、粉煤灰砖、路基、大坝等),无法继续适用环保法律以固体废物来加以治理,导致粉煤灰利用环节环保法律与环境政府监管的缺位。
首先,粉煤灰“填充效应”可以改善水泥与粉煤灰组成的二元胶凝材料体系的颗粒级配,降低降凝材料的空隙率,进而使填充在水泥颗粒间的“填充水”释放出来,改善混凝土的工作性。其次,粉煤灰中含有大量的球形玻璃体,在混凝土中起到“滚珠、轴承”润滑效应,减少颗粒间的摩擦力,进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损失。此外,粉煤灰对外加剂的吸附仅仅存在表面的物理吸附,优质粉煤灰对外加剂的吸附低于水泥,混凝土中使用优质粉煤灰相当于增加外加剂用量,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,混凝土中的浆体量增加,改善混凝土的粘聚性,提高抗离析能力,减水泌水,从而改善了混凝土的工作性能,使混凝土具有更好的流动性、密实性、匀质性,便于混凝土的施工。 实践应用过程中发现,质量优良的粉煤灰具有一定的减水作用,当掺量50%时,需水量减小幅度很小。粉煤灰有无减水性以及减水性的大小与其质量有很大的关系,因此应通过试验确定,不宜盲目偏信。
将粉煤灰作为原材料生产烧结砖是综合利用粉煤灰最佳途径之一,我国每年生产和使用烧结砖6000多亿块,如每块砖能利用0.5 kg粉煤灰,每年可利用3.5亿多t粉煤灰,由此看出发展烧结粉煤灰砖蕴藏着对粉煤灰利用的巨大潜力。当然,目前不是每一个地方、每一个供应粉煤灰生产砖厂都能就地就近获得粉煤灰可就地利用,但就我国电厂分布来看,很多电厂周围都分布着相当多的砖厂。另外,为了利用粉煤灰还可在电厂附近或电厂内有计划地建设一批烧结粉煤灰砖厂。经过精心有力地组织和推动,如能有5 %~10 %的烧结砖掺用粉煤灰生产,每年也可利用1750~3500 万t粉煤灰,这是一个相当可观的数量,作为第一步这一目标是非常了不起的,对国家是一大贡献。在制砖工业中利用粉煤灰不仅可以节省一部分粘土质矿物及耕地,又可减少粉煤灰排放堆存占地,改善和保护环境,还可充分利用存在于粉煤灰中未燃尽的固定炭,减少烧砖用煤,大大节约能源,这是其他利用途径所不能及的。而且在烧结砖中加入一定量粉煤灰后,每块砖的重量可减轻0.5 kg,从而进一步减轻建筑物自重,可实现一举多得之效,应大力提倡,积极发展。
由于粉煤灰超细粉的颗粒粒径较小(最小粒径仅为不到1.0μm),可以非常好的填充水泥颗粒之间的空隙,置换出水泥颗粒空隙里面的自由水,从而使得拌合物中的自由水含量增加,黏度降低,和易性变好。供应粉煤灰生产但当超细粉颗粒填满水泥颗粒之间的空隙后,多余的超细粉反而会吸附拌合物中的自由水,导致拌合物的黏度开始增大。供应粉煤灰生产这时,就要根据各家的材料特点,进行胶凝材料和砂率的反复调整,比如在强度富余系数仍然完全满足的情况下可以把水泥用量再适当降低,即降低胶凝材料用量;或适当掺用粗砂,或提高石子用量,降低砂率。在实际使用过程中,根据各家使用的材料特性不断摸索调整,这样便能找到各家施工泵送状态、生产成本以及商砼强度三者间的最佳结合点!
如何快速有效地判别粉煤灰的优劣成为目前混凝土行业面临的一道难题。截至目前,许多混凝土公司都发现供应粉煤灰生产供货厂家有掺假行为,这个问题应引起大家足够的重视。针对上述情况,除了呼吁相关部门尽快出台具有针对性的检测标准外,混凝土公司也应采取相应措施避免其蒙混过关。以某混凝土公司验收粉煤灰为例,其采取的措施包括:供应粉煤灰生产(1)与供货厂家签订诚信及处罚条例,给其敲响警钟。(2)安排专职取样人员,严禁送货人员取样或使用其提供的样品。(3)取样须具有代表性,能反映整车大致情况。(4)加大抽样频次,增加样品数量,取多次检测结果作对比。如果发现检测结果不合格或检测结果数据相差较大,坚决作退货处理。
利用粉煤灰作为原料生产墙体材料在我国已有几十年历史和经验,先后研制和生产了粉煤灰泡沫混凝土制品、蒸养粉煤灰中型密实砌块、小型粉煤灰空心砌块、蒸养、蒸压粉煤灰砖,蒸养、蒸压加气混凝土制品、粉煤灰烧结陶粒。 为了处理工业固体废弃物粉煤灰、保护环境,早在20世纪50年代中后期,国内就开展了大量利用粉煤灰的研究,首先生产了粉煤灰泡沫混凝土板,用于北京首都机场的机库屋面。60年代,粉煤灰中型密实砌块在上海市公共住宅建筑普遍应用,在上海城市建设中发挥了重大作用。受上海启发和影响,苏州、无锡、常州、南京、济南、成都、攀枝花等地相继建设了近30条生产线,一直生产到80年代中后期,后因块型大、块太重、施工麻烦,而逐渐改产、停产。当在蒸压灰砂砖在我国开发成功,并普遍推广后,受其启发,研究用粉煤灰和炉渣代替砂子做原料生产蒸养和蒸压粉煤灰砖,并获得成功,随即在全国推广相继建成近40条生产线,因性能、价格、市场问题经营销售一些年以后陆续萎缩、停产,但也有部分企业至今仍继续生产,并取得不错的效益,如武汉硅酸盐制品厂等,目前也有些新的生产线在建设。70年代在引进消化蒸压加气混凝土技术的基础上,研究成功用粉煤灰代替砂子生产粉煤灰加气混凝土制品,目前用粉煤灰做原料的加气混凝土产品的产量已占全国加气混凝土总产量的80 %。70年代又进行了利用粉煤灰做原料生产烧结陶粒的研究,在天津硅酸盐制品厂建成了我国惟一的一条采用烧结机和燃煤粉烧结粉煤灰陶粒生产线,成功生产出粉煤灰陶粒用于天津市建筑和建筑构件生产,如预制混凝土大板,至90年代因城市的拓展,该厂场地改作房地产开发用地,而被迫停产。同期很多单位以粉煤灰代替部分粘土生产烧结实心砖和空心砖,并探索不断提高粉煤灰掺加量,力求最大限度地利用粉煤灰。