粉煤灰綜合利用的途徑以從過(guò)去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應(yīng)用外,發(fā)展到目前的在水泥原料、泵送混凝土、水泥混合材、大型水利樞紐工程等高級(jí)化利用途徑。專(zhuān)業(yè)粉煤灰廠(chǎng)按照粗細(xì)分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和粗灰,最粗的稱(chēng)之粗灰。專(zhuān)業(yè)粉煤灰廠(chǎng)分選中的原灰與粗灰的區(qū)別如下:1、原灰指收塵直接得到的粉煤灰,即沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何分選、粉磨或其它加工處理的粉煤灰。2、為了得到一級(jí)粉煤灰,將粉煤灰進(jìn)行分選,分選出一級(jí)灰(比較細(xì)部分),剩余的部分就是粗灰。與原灰相比,粗灰相對(duì)比較粗。
有部分供應(yīng)商摻入石灰石粉對(duì)粉煤灰進(jìn)行造假,石灰石粉遇酸反應(yīng)起氣泡,檢驗(yàn)時(shí)可以采取用稀冷鹽酸滴定的方法,觀(guān)察是否發(fā)生劇烈起泡,來(lái)鑒別粉煤灰是否含有石粉。但石灰?guī)r中含有一種叫白堊石的白色、疏松的土狀巖石,主要由粉末狀的方解石組成,遇酸不起泡遇到這種情況,可以使用40倍以上放大鏡或顯微鏡觀(guān)察粉煤灰的玻璃珠體含量,若玻璃體偏少或無(wú)玻璃珠體,不規(guī)則白色發(fā)光晶體多,應(yīng)檢測(cè)粉煤灰活性指數(shù)后,再?zèng)Q定是否使用。
將粉煤灰作為原材料生產(chǎn)燒結(jié)磚是綜合利用粉煤灰最佳途徑之一,我國(guó)每年生產(chǎn)和使用燒結(jié)磚6000多億塊,如每塊磚能利用0.5 kg粉煤灰,每年可利用3.5億多t粉煤灰,由此看出發(fā)展燒結(jié)粉煤灰磚蘊(yùn)藏著對(duì)粉煤灰利用的巨大潛力。當(dāng)然,目前不是每一個(gè)地方、每一個(gè)專(zhuān)業(yè)粉煤灰廠(chǎng)磚廠(chǎng)都能就地就近獲得粉煤灰可就地利用,但就我國(guó)電廠(chǎng)分布來(lái)看,很多電廠(chǎng)周?chē)挤植贾喈?dāng)多的磚廠(chǎng)。另外,為了利用粉煤灰還可在電廠(chǎng)附近或電廠(chǎng)內(nèi)有計(jì)劃地建設(shè)一批燒結(jié)粉煤灰磚廠(chǎng)。經(jīng)過(guò)精心有力地組織和推動(dòng),如能有5 %~10 %的燒結(jié)磚摻用粉煤灰生產(chǎn),每年也可利用1750~3500 萬(wàn)t粉煤灰,這是一個(gè)相當(dāng)可觀(guān)的數(shù)量,作為第一步這一目標(biāo)是非常了不起的,對(duì)國(guó)家是一大貢獻(xiàn)。在制磚工業(yè)中利用粉煤灰不僅可以節(jié)省一部分粘土質(zhì)礦物及耕地,又可減少粉煤灰排放堆存占地,改善和保護(hù)環(huán)境,還可充分利用存在于粉煤灰中未燃盡的固定炭,減少燒磚用煤,大大節(jié)約能源,這是其他利用途徑所不能及的。而且在燒結(jié)磚中加入一定量粉煤灰后,每塊磚的重量可減輕0.5 kg,從而進(jìn)一步減輕建筑物自重,可實(shí)現(xiàn)一舉多得之效,應(yīng)大力提倡,積極發(fā)展。
超細(xì)粉煤灰對(duì)水泥和高效減水劑的相容性有明顯的改善作用;粉煤灰細(xì)度越小效果越好,但過(guò)度細(xì)化會(huì)對(duì)相容性產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。不同細(xì)度的粉煤灰在去離子水中的Zeta電位值不同,粉煤灰所帶電荷的絕對(duì)值越大,分散均化能力越強(qiáng)。粉煤灰廠(chǎng)廠(chǎng)家粉煤灰是火力發(fā)電廠(chǎng)排放的固體廢物,也是一種活性礦物資源,具有特殊的活性效應(yīng)、形態(tài)效應(yīng)和微集料效應(yīng)[1-3],高品質(zhì)的粉煤灰已成為混凝土必不可少的成分。目前研究較多的是I、II級(jí)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用,由于我國(guó)電廠(chǎng)排放的專(zhuān)業(yè)粉煤灰廠(chǎng)優(yōu)質(zhì)灰較少,95%以上的為III級(jí)灰或等外灰,活性較低,不能直接用作水泥混合材和高性能混凝土活性摻合料,因此,高效低成本的研究開(kāi)發(fā)低等級(jí)粉煤灰粉磨技術(shù)具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如能使生產(chǎn)的超細(xì)粉煤灰在混凝土的制備中得到廣泛應(yīng)用,既可改善水泥與高效減水劑的相容性、提高混凝土的抗侵蝕能力及耐久性[5-8],節(jié)約水泥用量,還可解決粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染。但在混凝土制備過(guò)程中經(jīng)常遇到水泥與減水劑相容性問(wèn)題,有時(shí)盡管高效減水劑摻量很大,而混凝土仍顯得干硬或坍落度經(jīng)時(shí)損失很大,這些相容性問(wèn)題會(huì)影響混凝土的正常工作。所以在混凝土中引入粉煤灰,需先了解超細(xì)粉煤灰對(duì)水泥與高效減水劑相容性的影響。
利用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚是將粉煤灰摻入粘土、頁(yè)巖中或在粉煤灰中摻加粘結(jié)材料共同混合擠出成型。粉煤灰能摻入的數(shù)量取決于粉煤灰的品質(zhì),尤其是它的細(xì)度,粘土或頁(yè)巖的塑性。粉煤灰細(xì)度越細(xì),粘土、頁(yè)巖的塑性越高,粉煤灰摻加量可越高。在現(xiàn)實(shí)生活中人們常常追求用100 %的粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚,這是一種理想,一種良好的愿望,可以理解。專(zhuān)業(yè)粉煤灰廠(chǎng)但在目前的技術(shù)水平和條件下還做不到。目前摻加到30 %已沒(méi)有問(wèn)題,能摻加到50 %就非常理想。要摻到70 %~80 %,需經(jīng)相當(dāng)艱巨的努力和采取更多的技術(shù)措施,即使如此,也是相當(dāng)困難的。但在過(guò)去的宣傳中,宣傳研制成功全粉煤灰燒結(jié)磚,這種提法存在著一定的模糊和某種程度的誤導(dǎo),①?gòu)哪壳八娇丛诩夹g(shù)上還不可能;②把摻加其中的粘結(jié)材料部分(約15 %~20 %)鈉基膨潤(rùn)土沒(méi)有計(jì)入其內(nèi),這是值得注意的,應(yīng)該實(shí)事求是在宣傳上不 該嘩眾取寵。
利用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚的技術(shù)關(guān)鍵除原材料的品種、性能外,還在于:①粉煤灰與粘土、頁(yè)巖的混合均勻程度,如何使粉煤灰在粘土、頁(yè)巖中混合分布均勻;②與所要生產(chǎn)磚的規(guī)格、品種相適應(yīng)的擠出成型的工藝參數(shù)及擠出機(jī)性能;③成型坯體的密實(shí)度;④相應(yīng)的干燥、燒成及碼、搬運(yùn)技術(shù)水平,在這4方面,我國(guó)在技術(shù)上還未成熟,仍需進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)和探索。從南京、鞍山、秦皇島引進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)及裝備所建設(shè)生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)運(yùn)作情況看也說(shuō)明了這一問(wèn)題。在這些生產(chǎn)線(xiàn)引進(jìn)合同中都規(guī)定了粉煤灰重量摻入比例為50%,甚至更高,但經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐均沒(méi)有達(dá)到。