提及对粉煤灰的综合利用,大家往往容易想到粉煤灰可以用来生产加气混凝土、建筑砌块、微晶玻璃,还可用作水泥生产原料,用于生产各种装饰板材、地聚物等。还可以通过采用湿法冶金的方法由粉煤灰生产氧化铝、分子筛等。一级粉煤灰价格对粉煤灰的综合利用为国家产业政策所鼓励,近几年发展迅速。尤其是将粉煤灰用于建材领域及用于生产氧化铝,更是受到各界重视。对专业一级粉煤灰的综合利用有利于消除由粉煤灰的积存对环境造成的污染,并能够创造一定的经济效益。但据笔者调研的情况看,粉煤灰用于建材领域虽属大宗量利用途径,但利用过程所创造的经济价值不高,从粉煤灰所含的硅、铝、铁等有价元素看,其实质上是对所述有价资源的低层次利用。由粉煤灰生产氧化铝是一条较好的利用途径,但单纯的提纯氧化铝而对其他有价元素弃之不用,则不仅不能创造应有的经济效益,而且还会因废水和废渣的产生而对环境造成更为严重的污染,对此,已为近几年来一些单位所进行的工业化实践所证明。总之,对粉煤灰的综合利用符合国家产业政策,既是环境保护的需要,也是经济发展的需要。
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。专业一级粉煤灰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。专业一级粉煤灰这时,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!
2000 年山西省火电装机容量为1 290 万kW,至2013 年增长了3 倍,达到5 202 万kw。全省发电量由2000 年的620 亿kw 增长到2013 年的2527 亿kw 粉煤灰也由2000 年的805 万吨增长到2013 年的4799 万吨(约占全国专业一级粉煤灰总产生量的8.4 %)。由于燃煤品质下降以及低热值煤发电项目的逐步实施,燃料发热量低,灰分普遍提高,专业一级粉煤灰产生量年增长速度较发电量增长速度快。
80年代初,为了推动节能,国家计委联合国家建材局曾组织过非烧结粘土砖的研究开发。当时的非烧结粘土砖是特指用风化的山土、砂土或其他劣质杂土加上10 %以内的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥经搅拌混合、机械压制成型、堆放在场地上经自然养护硬化而得的产品。为了开拓粉煤灰的利用途径,扩大粉煤灰利用,曾将这一工艺方法引入非烧结粉煤灰砖生产,经苏州水泥混凝土研究设计院在望亭电厂试验和生产证明当水泥加到10 %左右时,砖的抗压强度可以达到100 kg/cm2,但用这些砖建造的2~5层砖混结构建筑(包括围墙)像普通蒸汽养护、压制粉煤灰砖建筑一样,建成一段时间后在山墙及窗台下出现裂缝。近两年来,北京东方化工厂自备电厂用其新建的蒸压粉煤灰砖厂的粉煤灰砖所建四层办公楼也产生了较严重的裂缝。因此,在没有新的重大有效改进措施之前,不宜盲目发展。另外,在一些研究者的宣传中提出要加入各种“固化剂”,并将“固化剂”搞得很“玄”,故弄玄虚,其实所谓“固化剂”就是水泥,即使加入一些其他掺加剂,也是调节水泥水化、硬化的外加剂。温州一级粉煤灰
利用粉煤灰生产烧结砖的技术关键除原材料的品种、性能外,还在于:①粉煤灰与粘土、页岩的混合均匀程度,如何使粉煤灰在粘土、页岩中混合分布均匀;②与所要生产砖的规格、品种相适应的挤出成型的工艺参数及挤出机性能;③成型坯体的密实度;④相应的干燥、烧成及码、搬运技术水平,在这4方面,我国在技术上还未成熟,仍需进一步研究开发和探索。从南京、鞍山、秦皇岛引进的生产技术及装备所建设生产线的生产运作情况看也说明了这一问题。在这些生产线引进合同中都规定了粉煤灰重量掺入比例为50%,甚至更高,但经生产实践均没有达到。
在粉磨水泥时,为改善水泥工作性能、调节水泥强度等级、增加水泥产量等而掺入的人工或天然的矿物材料,称为水泥混合材。目前,水泥企业所用的混合材主要是工业废渣。按其性能不同,通常分为活性和非活性混合材两大类,其中前者用量较大。物理激活也称机械激活,对专业一级粉煤灰、矿渣、煤矸石等具有很好的处理效果。超细粉磨可以使粉煤灰颗粒粒径变小,比表面积增加,有效填充于水泥硬化浆体的孔隙,起到密实增强的作用。同时,超细颗粒表面出现错位、点缺陷和结构缺陷,表面自由能增加,活性提高。在水泥水化过程中超细粉煤灰会与水泥初期水化生成的氢氧化钙发生二次水化反应,不但有助于提高水泥后期强度,而且降低体系碱度,改善耐久性。一级粉煤灰价格超细粉粒径比水泥粒径小很多,其密实填充效应将水泥空隙中的水置换出来,抵消了比表面积高而增加的湿润水部分,所以掺加超细粉会不提高而是减少水泥需水量。另超细粉颜色较深能改善水泥颜色,增强水泥和减水剂的适应性。