為加強對粉煤灰再利用環(huán)節(jié)的污染治理,當前亟需盡快制定粉煤灰相關產(chǎn)品的環(huán)境安全檢測強制性標準,為環(huán)保部門執(zhí)法和再利用企業(yè)的再利用活動提供明確的指引。粉煤灰的污染防治工作不僅包括其排放前的預防工作和排放后的治理工作,還應當包括對其相關產(chǎn)品的環(huán)境安全檢測工作。我國現(xiàn)行立法中尚未制定專門標準對粉煤灰相關產(chǎn)品中的各種有毒微量元素和放射性元素的含量進行檢測,需要說明的是,這種標準并不是粉煤灰相關產(chǎn)品的質(zhì)量標準,而是將粉煤灰相關產(chǎn)品放在各種可能導致其中的有毒微量元素和放射性元素釋放的條件下,對粉煤灰相關產(chǎn)品進行試驗,看其是否會對粉煤灰相關產(chǎn)品的環(huán)境安全性進行檢測的標準。粉煤灰相關產(chǎn)品只有在達到環(huán)境安全檢測標準中的各項要求時,才能將其投放到市場中,并進行動態(tài)跟蹤監(jiān)管。環(huán)境安全檢測標準的制定,不僅有利于推動粉煤灰綜合利用技術的研究,更有利于減少粉煤灰二次污染的可能性。
在蒸制粉煤灰磚發(fā)展過程中,由于國內(nèi)采購不到蒸壓釜以及后來為了降低投資而采用養(yǎng)護窯(不用蒸壓釜)用普通蒸汽養(yǎng)護生產(chǎn)粉煤灰磚坯,該工藝曾一度普遍發(fā)展。由于反應溫度低、水化硅酸鹽產(chǎn)物少、結晶度不夠,雖然抗壓強度勉強可以滿足承重墻體要求,但其干燥收縮值大,用該磚建造的建筑,建成后一段時間(一般在半年至1年內(nèi)),在山墻、內(nèi)承重墻及窗臺下產(chǎn)生不同程度裂紋。最嚴重的發(fā)生在60、70年代的湖南株洲市粉煤灰磚混建筑的內(nèi)外墻體涉及建筑物安全而拆除。因此,使整個普通蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚發(fā)展受挫,一部分企業(yè)不得不因此被迫停產(chǎn)。為了解決這一問題,研究決定停止發(fā)展普通蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚,改變工藝路線,在技術政策上決定大力發(fā)展高壓蒸汽養(yǎng)護粉煤灰磚,磚的收縮大大改善,用該類磚建筑的建筑墻體及窗臺下裂縫大大減少,程度大大減輕。但通過對大量建筑物調(diào)查裂縫并未從根本消除,特別是在窗臺下仍生產(chǎn)輕微的裂縫,這說明該磚雖經(jīng)蒸壓,但收縮值仍未達到要求,為了比較徹底地解決粉煤灰磚墻體裂縫問題,必須通過改進配方,正確選擇原材料,調(diào)整混合料級配,采用輪碾攪拌混合,加強混合料消化,提高磚坯成型壓力,最好雙面加壓,以提高磚坯的密實度,提高蒸壓養(yǎng)護的溫度(相應飽和蒸汽壓力應在10~12大氣壓以上),以增加水化硅酸鹽產(chǎn)物數(shù)量和改善結晶狀況,產(chǎn)生更多的托勃莫來石晶體,改善結晶度和晶型,使磚的抗壓強度達到200 kg/cm2以上。采取上述綜合措施可以進一步減少粉煤灰磚的收縮,可以比較好地解決粉煤灰墻體的裂縫問題。若采用粉煤灰、石灰與一定級配的中砂配料,經(jīng)高壓力壓制成型和更高壓力蒸汽養(yǎng)護也可獲得較高磚強度和較低收縮值。
利用粉煤灰生產(chǎn)燒結磚是將粉煤灰摻入粘土、頁巖中或在粉煤灰中摻加粘結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),尤其是它的細度,粘土或頁巖的塑性。粉煤灰細度越細,粘土、頁巖的塑性越高,粉煤灰摻加量可越高。在現(xiàn)實生活中人們常常追求用100 %的粉煤灰生產(chǎn)燒結磚,這是一種理想,一種良好的愿望,可以理解。專業(yè)二級粉煤灰但在目前的技術水平和條件下還做不到。目前摻加到30 %已沒有問題,能摻加到50 %就非常理想。要摻到70 %~80 %,需經(jīng)相當艱巨的努力和采取更多的技術措施,即使如此,也是相當困難的。但在過去的宣傳中,宣傳研制成功全粉煤灰燒結磚,這種提法存在著一定的模糊和某種程度的誤導,①從目前水平看在技術上還不可能;②把摻加其中的粘結材料部分(約15 %~20 %)鈉基膨潤土沒有計入其內(nèi),這是值得注意的,應該實事求是在宣傳上不 該嘩眾取寵。
燒結粉煤灰陶粒是一種性能很好的輕骨料,它可用于橋梁、建筑承重構件、框架結構用混凝土等,在有條件的地方應大力發(fā)展,這項技術和產(chǎn)品在國內(nèi)外都已成熟。我國天津硅酸鹽制品廠的燒結粉煤灰陶粒,英國與荷蘭的“萊泰克”燒結粉煤灰陶粒皆屬此類。因“萊泰克”技術對所用粉煤灰性能要求比較高,其粉煤灰中小于45 μ的顆粒含量要求高于55 %,此時在造粒成球過程中不需加入任何粘結劑,如粘土。只是在粉煤灰中含碳不足時,添加不超過5 %的煤粉。我國的粉煤灰極少能滿足這些要求,若經(jīng)過分選也有可能滿足。一般在生產(chǎn)時需加入一定數(shù)量的粘土(或膨潤土)做粘結劑。但增加一種原料,就要增加一個系統(tǒng),并相應增加投資。目前在工藝上用燒結機焙燒比較成功。因為通過成球盤成型的粉煤灰顆粒,靜置于燒結機上,在整個過程中成型的顆粒不滾動隨燒結機履帶移動而經(jīng)過預熱燒成、冷卻最終燒成有相當強度的輕骨料。現(xiàn)在用回轉窯燒成的不多,因回轉窯燒成其料粒要在轉動的窯體內(nèi)滾動,如料粒沒有足夠的粘結強度,在滾動中將破碎并產(chǎn)生大量粉塵。不過國內(nèi)一些研究者,正在探索用回轉窯燒制粉煤灰陶粒的工藝。
采用45um方孔篩做篩析試驗,劣質(zhì)粉煤灰的細度通常在30%以上的粉煤灰。粉煤灰中粗顆粒較多,海綿體多,含炭量高,“兩多一高”使粉煤灰的填充效應下降,吸水性和吸附外加劑能力增加,混凝土工作性能明顯變差,28d活性也會隨之下降。在加上玻璃體微珠少,起不到“滾珠軸承”潤滑作用。
總體而言,我國粉煤灰立法有如下幾個明顯的特點:一,就污染治理而言,粉煤灰被作為一般固體廢物加以管理,適用現(xiàn)行的環(huán)境保護法律規(guī)定,尤其是《固體廢物污染環(huán)境防治法》的規(guī)定,由環(huán)保部門負責執(zhí)法。雖然在法律、行政法規(guī)、規(guī)章層面,都沒有專門的粉煤灰防治法律規(guī)定,但現(xiàn)行環(huán)保法律相對比較健全,對于專業(yè)二級粉煤灰治理的措施與美國、歐盟、英國等發(fā)達國家的做法基本相同。實踐中粉煤灰污染嚴重,一方面是因為缺乏更具針對性的法律規(guī)定,簡單按照固體廢物進行管理,更主要的方面則是因為“有法不依”造成的,因此主要屬于執(zhí)法范疇的問題。二,就綜合利用而言,自上世紀九十年代以來甚至更早,就一直有專門的行政法規(guī)、部門規(guī)章或者規(guī)范性文件,鼓勵專業(yè)二級粉煤灰的綜合利用,原先由國家經(jīng)貿(mào)委等經(jīng)濟主管部門負責這項工作,目前主要由國家發(fā)改委負責。雖然綜合利用的終極目的是為了保護環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,但是在這些專門規(guī)定中,幾乎沒有專門的環(huán)境治理規(guī)定,全部的規(guī)定都是為了促進資源的利用。 同時,粉煤灰進入利用環(huán)節(jié)以后,其存在形態(tài)從固體廢物變?yōu)楦鞣N產(chǎn)品或者制成品(混凝土、粉煤灰磚、路基、大壩等),無法繼續(xù)適用環(huán)保法律以固體廢物來加以治理,導致粉煤灰利用環(huán)節(jié)環(huán)保法律與環(huán)境政府監(jiān)管的缺位。