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。供应水泥粉煤灰目前,水泥企业所用的混合材主要是工业废渣。供应水泥粉煤灰按其性能不同,通常分为活性和非活性混合材两大类,其中前者用量较大。
粉煤灰可用作砂浆、水泥、混凝土的掺合料,并成为混凝土、水泥的组分,粉煤灰作为原料代替黏土生产水泥熟料的原料、制造烧结砖、蒸压加气混凝土、空心砌砖、泡沫混凝土、烧结或非烧结陶粒,铺筑道路。除此之外,粉煤灰还有哪些作用呢?成本降低:掺加供应水泥粉煤灰在等强度等级的条件下,可以减少水泥用量约10%~15%,因而可降低混凝土的成本。供应水泥粉煤灰耐磨性提高:粉煤灰的硬度和强度较高,因此说粉煤灰混凝土的耐磨性要好于普通混凝土。但混凝土养护不良会导致耐磨性降低。混凝土的温升降低:掺加粉煤灰后可减少水泥用量,且粉煤灰水化放热量很少,从而减少了水化放热量,因此施工时混凝土的温升降低,可明显减少温度裂缝,这对大体积混凝土工程非常有利。混凝土拌和料和易性得到改善:掺加适量的粉煤灰可以改善混凝土拌和料的流动性、粘聚性和保水性,使混凝土拌和料易于泵送、浇筑成型,并可减少坍落度时候的损失。
山西省在发展煤电行业的同时,也通过加快技术创新, 积极努力地推进粉煤灰综合利用产业的发展,使得供应水泥粉煤灰综合利用率稳步增长,利用领域逐渐拓宽,技术水平不断提升。近年来山西省供应水泥粉煤灰利用量呈持续上升趋势,从2000 年的145 万t 增加到2013年的2 687 万t, 综合利用率从18 %增加到56%,但仍低于全国68 %的平均水平12 个百分点。此外, 由于全省缺乏具有较强市场竞争力的跨区域大集团,企业资源整合能力差,无法对全省的粉煤灰资源进行合理调配。加之受地域资源、经济发展水平和城市建设规模等因素的影响, 全省各地市粉煤灰综合利用情况差异较大。
有部分供应商掺入石灰石粉对粉煤灰进行造假,石灰石粉遇酸反应起气泡,检验时可以采取用稀冷盐酸滴定的方法,观察是否发生剧烈起泡,来鉴别粉煤灰是否含有石粉。但石灰岩中含有一种叫白垩石的白色、疏松的土状岩石,主要由粉末状的方解石组成,遇酸不起泡遇到这种情况,可以使用40倍以上放大镜或显微镜观察粉煤灰的玻璃珠体含量,若玻璃体偏少或无玻璃珠体,不规则白色发光晶体多,应检测粉煤灰活性指数后,再决定是否使用。
根据研究超细矿渣粉对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响,掺入15%、25%的超细矿渣粉不仅可以增加水泥砂浆的强度,而且可以提高其抗硫酸盐侵蚀性能。利用细度分别为305m2/kg、425 m2/kg和550m2/kg的供应水泥粉煤灰制备了粉煤灰高强轻骨料混凝土,研究结果表明,供应水泥粉煤灰掺量相同时,随着粉煤灰细度的增大,混凝土抗氯离子渗透性及护筋性均随之增加。粉煤灰细度越髙,减缩效果越明显,早期抗裂性能增强越显著。掺合料超细粉能显著提高改善水泥基材料的孔结构,提高结构的密实性。改善混凝土的孔结构和界面过渡区,提高混凝土的综合耐久性。
近年来,许多混凝土公司发现生产的混凝土出现刺鼻的氨味,而且在验收粉煤灰时进行需水量比试验也常伴有刺鼻的氨味。出现氨味的混凝土有时候还伴有凝结时间延长或涨模等现象,有的甚至因含气量过高而造成混凝土强度大幅度下降,从而导致严重的工程质量事故。上述现象出现的原因主要是混凝土中掺入的脱硝供应水泥粉煤灰。脱硝作为节能减排的一项重要指标,许多燃煤电厂都增加了脱硝装置,所以近年来脱硝粉煤灰量有所增加。正常情况下的脱硝粉煤灰与传统供应水泥粉煤灰没有明显的区别,应用于混凝土中也不会对混凝土性能产生较大的不利影响。但当脱硝过程出现问题,粉煤灰中含有的脱硝副产物NH4HSO4和(NH4)2SO4含量较高时,生产的混凝土就会出现凝结时间延长、产生刺激性气体、强度下降等问题。如某工程使用了掺入非正常脱硝粉煤灰的混凝土,结果混凝土出现了和易性差、凝结时间长、强度降低等问题,导致拆模后混凝土结构出现严重缺陷.