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、每一个专业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。
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。
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。专业粉煤灰生产这时,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!
粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一,随着电力工业的发展,燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。对于粉煤灰治理问题,各国通常同时采取了污染治理和综合利用两种方法。在专业粉煤灰生产污染治理上,我国还缺乏更具针对性的法律规定,执法上更是存在“有法不依”的问题。在粉煤灰综合利用方面,我国同样环保法律与环境政府监管的缺位。本文为解决我国当前存在的粉煤灰污染治理和综合利用方面存在的相互脱节等问题,提出了相关政策建议。专业粉煤灰生产,也称煤灰,是人们在日常生活中对燃煤工业排放的粉煤灰的一种通俗称法。根据原煤炭部于1996年颁布的《煤炭工业粉煤灰综合利用管理办法实施细则》,“粉煤灰是指矿区燃煤电厂、煤矸石电厂、煤气站和各类锅炉房排放的烟道灰、炉底渣和溢流渣。”
粉煤灰的燃烧过程:煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧,燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽,而煤粉中的不燃物(主要为灰分)大量混杂在高温烟气中。专业粉煤灰生产这些不燃物因受到高温作用而部分熔融。专业粉煤灰生产同时由于其表面张力的作用,形成大量细小的球形颗粒。