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。
粉煤灰经加工达到超细状态后,其物理性能发生改变,比表面积加大,表面能提高,表面活性增加,在水泥混凝土水化过程中的效应归结起来可分为形态效应、活性效应和微集料效应。1、形态效应:泛指混凝土或砂浆中的专业粉煤灰生产, 由其颗粒的外观形貌、内部结构、表面性质、颗粒级配等物理性状所产生的效应。专业粉煤灰生产2、活性效应:指粉煤灰中的活性成分SiO2 和Al2O3 与水泥中的矿物质发生化学反应生成水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙晶体的能力。这是因为粉煤灰超细粉中SiO2、Al2O3等活性成分在熟料水化产物氢氧化钙的作用下,发生二次水化反应生成水化硅酸钙凝胶,增强了水泥石体系的粘接,减少了混凝土内不利于耐久性的晶相含量。随着超细粉体粒径的降低
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,使得专业粉煤灰生产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。近年来山西省专业粉煤灰生产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。
混凝土中混入油性物质会影响混凝土中的胶骨粘结,界面作用力减弱,最终影响混凝土的强度及耐久性。根据混凝土浇筑后的跟踪观察,我们发现掺入此种粉煤灰的混凝土会出现一定程度上的色差,强度方面没有明显变化。虽然此种专业粉煤灰生产并未引起工程质量事故,其最终对混凝土强度及耐久性的影响有多大也无法确定,但我们仍需谨慎对待。专业粉煤灰生产在日常工作中,检测烧失量比较费时,用于车检不太现实。如果发现颜色较深的粉煤灰,我们可以采用一个简便方法进行判别:取一定量粉煤灰样品置于烧杯中,然后加入水搅拌,含油粉煤灰在搅拌后表面会出现一层黑色油状物,颜色分层明显。如果发现其为含油粉煤灰,各混凝土公司应根据工程要求、仓储、供应及公司要求等实际情况决定其去留。
优质的粉煤灰掺入混凝土可明显地改善混凝土的和易性,当粉煤灰掺量大于胶材总量的5%~10%时,效果极为明显。现今在混凝土实际生产中,粉煤灰掺量往往达到20%,有的甚至高达30%,但混凝土的和易性却不尽人意。抽取原材料进行检测时,发现专业粉煤灰生产的检测结果经常不满足标准要求或者与验收时的结果相差甚远。现以某公司所用Ⅱ级粉煤灰进场及抽样常规检测结果进行对比,出现这种情况的最大原因就是粉煤灰供货厂家为谋求利益而以次充好,甚至掺假。专业粉煤灰生产进场验收时,检测结果符合要求的原因主要是检测的样品是供货厂家提前准备好的合格样品或是在易取样部位装入合格粉煤灰。有些公司由于人员配备或节省成本等原因不能做到车检或抽检,就导致许多劣质粉煤灰被用于混凝土生产中。结果不仅没有起到应有的作用,反而给混凝土的质量埋下了隐患。
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(约占全国专业粉煤灰生产总产生量的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,专业粉煤灰生产产生量年增长速度较发电量增长速度快。