据调查, 近几年山西省投产的粉煤灰综合利用项目日益增多,全省用灰企业2 000 余家,全年总产值超过100 亿元, 粉煤灰综合利用产业在全省经济总量中已经占有一席之地。供应粉煤灰厂综合利用项目主要集中在建材利用方向,包括商品粉煤灰、粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、混凝土砂浆、加气混凝土砌块、粉煤灰砖等。水泥厂利用粉煤灰生产矿渣粉煤灰硅酸盐水泥等各类水泥,年利用供应粉煤灰厂约600 万t;加气混凝土砌块生产企业40 余家,年利用粉煤灰约360 万t;年生产粉煤灰烧结砖、蒸压砖达到30 亿块,年利用粉煤灰约580 万t;混凝土、干混砂浆等消纳粉煤灰量也将近500 万t。在新型建材领域也开展了有益探索,粉煤灰生产新型轻质复合墙板、装饰板、保温板等项目已取得初步成功及市场应用。
烧结粉煤灰陶粒是一种性能很好的轻骨料,它可用于桥梁、建筑承重构件、框架结构用混凝土等,在有条件的地方应大力发展,这项技术和产品在国内外都已成熟。我国天津硅酸盐制品厂的烧结粉煤灰陶粒,英国与荷兰的“莱泰克”烧结粉煤灰陶粒皆属此类。因“莱泰克”技术对所用粉煤灰性能要求比较高,其粉煤灰中小于45 μ的颗粒含量要求高于55 %,此时在造粒成球过程中不需加入任何粘结剂,如粘土。只是在粉煤灰中含碳不足时,添加不超过5 %的煤粉。我国的粉煤灰极少能满足这些要求,若经过分选也有可能满足。一般在生产时需加入一定数量的粘土(或膨润土)做粘结剂。但增加一种原料,就要增加一个系统,并相应增加投资。目前在工艺上用烧结机焙烧比较成功。因为通过成球盘成型的粉煤灰颗粒,静置于烧结机上,在整个过程中成型的颗粒不滚动随烧结机履带移动而经过预热烧成、冷却最终烧成有相当强度的轻骨料。现在用回转窑烧成的不多,因回转窑烧成其料粒要在转动的窑体内滚动,如料粒没有足够的粘结强度,在滚动中将破碎并产生大量粉尘。不过国内一些研究者,正在探索用回转窑烧制粉煤灰陶粒的工艺。
对于水泥厂可采用“先磨后混”的后掺法,即超细粉不用经过粉磨直接按确定的掺加量在混合材出磨时后掺,节省电费和球耗。供应粉煤灰厂具体做法:经过水泥胶砂强度试验确定粉煤灰超细粉具体掺加量后,对于无均化设备的可在磨尾提升机处按比例加入混合材中,随出磨料一同进选粉机。供应粉煤灰厂超细粉因其比表面积远远低于水泥其他组分,能直接被选粉机均匀地选走,有效确保水泥的均匀性。
超细粉煤灰对水泥和高效减水剂的相容性有明显的改善作用;粉煤灰细度越小效果越好,但过度细化会对相容性产生负面效应。不同细度的粉煤灰在去离子水中的Zeta电位值不同,粉煤灰所带电荷的绝对值越大,分散均化能力越强。粉煤灰厂价格粉煤灰是火力发电厂排放的固体废物,也是一种活性矿物资源,具有特殊的活性效应、形态效应和微集料效应[1-3],高品质的粉煤灰已成为混凝土必不可少的成分。目前研究较多的是I、II级粉煤灰在混凝土中的应用,由于我国电厂排放的供应粉煤灰厂优质灰较少,95%以上的为III级灰或等外灰,活性较低,不能直接用作水泥混合材和高性能混凝土活性掺合料,因此,高效低成本的研究开发低等级粉煤灰粉磨技术具有较大的经济效益和社会效益。如能使生产的超细粉煤灰在混凝土的制备中得到广泛应用,既可改善水泥与高效减水剂的相容性、提高混凝土的抗侵蚀能力及耐久性[5-8],节约水泥用量,还可解决粉煤灰对环境的污染。但在混凝土制备过程中经常遇到水泥与减水剂相容性问题,有时尽管高效减水剂掺量很大,而混凝土仍显得干硬或坍落度经时损失很大,这些相容性问题会影响混凝土的正常工作。所以在混凝土中引入粉煤灰,需先了解超细粉煤灰对水泥与高效减水剂相容性的影响。
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,对供应粉煤灰厂、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。粉煤灰厂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。