在粉磨水泥時(shí),為改善水泥工作性能、調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)、增加水泥產(chǎn)量等而摻入的人工或天然的礦物材料,稱為水泥混合材。目前,水泥企業(yè)所用的混合材主要是工業(yè)廢渣。按其性能不同,通常分為活性和非活性混合材兩大類,其中前者用量較大。物理激活也稱機(jī)械激活,對(duì)找三級(jí)粉煤灰、礦渣、煤矸石等具有很好的處理效果。超細(xì)粉磨可以使粉煤灰顆粒粒徑變小,比表面積增加,有效填充于水泥硬化漿體的孔隙,起到密實(shí)增強(qiáng)的作用。同時(shí),超細(xì)顆粒表面出現(xiàn)錯(cuò)位、點(diǎn)缺陷和結(jié)構(gòu)缺陷,表面自由能增加,活性提高。在水泥水化過(guò)程中超細(xì)粉煤灰會(huì)與水泥初期水化生成的氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng),不但有助于提高水泥后期強(qiáng)度,而且降低體系堿度,改善耐久性。三級(jí)粉煤灰價(jià)格超細(xì)粉粒徑比水泥粒徑小很多,其密實(shí)填充效應(yīng)將水泥空隙中的水置換出來(lái),抵消了比表面積高而增加的濕潤(rùn)水部分,所以摻加超細(xì)粉會(huì)不提高而是減少水泥需水量。另超細(xì)粉顏色較深能改善水泥顏色,增強(qiáng)水泥和減水劑的適應(yīng)性。
2000 年山西省火電裝機(jī)容量為1 290 萬(wàn)kW,至2013 年增長(zhǎng)了3 倍,達(dá)到5 202 萬(wàn)kw。全省發(fā)電量由2000 年的620 億kw 增長(zhǎng)到2013 年的2527 億kw 粉煤灰也由2000 年的805 萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2013 年的4799 萬(wàn)噸(約占全國(guó)找三級(jí)粉煤灰總產(chǎn)生量的8.4 %)。由于燃煤品質(zhì)下降以及低熱值煤發(fā)電項(xiàng)目的逐步實(shí)施,燃料發(fā)熱量低,灰分普遍提高,找三級(jí)粉煤灰產(chǎn)生量年增長(zhǎng)速度較發(fā)電量增長(zhǎng)速度快。
總體而言,我國(guó)粉煤灰立法有如下幾個(gè)明顯的特點(diǎn):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(hù)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(fù)責(zé)執(zhí)法。雖然在法律、行政法規(guī)、規(guī)章層面,都沒(méi)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(duì)比較健全,對(duì)于找三級(jí)粉煤灰治理的措施與美國(guó)、歐盟、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的做法基本相同。實(shí)踐中粉煤灰污染嚴(yán)重,一方面是因?yàn)槿狈Ω哚槍?duì)性的法律規(guī)定,簡(jiǎn)單按照固體廢物進(jìn)行管理,更主要的方面則是因?yàn)椤坝蟹ú灰馈痹斐傻?,因此主要屬于?zhí)法范疇的問(wèn)題。二,就綜合利用而言,自上世紀(jì)九十年代以來(lái)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(lì)找三級(jí)粉煤灰的綜合利用,原先由國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等經(jīng)濟(jì)主管部門負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作,目前主要由國(guó)家發(fā)改委負(fù)責(zé)。雖然綜合利用的終極目的是為了保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,但是在這些專門規(guī)定中,幾乎沒(méi)有專門的環(huán)境治理規(guī)定,全部的規(guī)定都是為了促進(jìn)資源的利用。 同時(shí),粉煤灰進(jìn)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(wú)法繼續(xù)適用環(huán)保法律以固體廢物來(lái)加以治理,導(dǎo)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。
近年來(lái),許多混凝土公司發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的混凝土出現(xiàn)刺鼻的氨味,而且在驗(yàn)收粉煤灰時(shí)進(jìn)行需水量比試驗(yàn)也常伴有刺鼻的氨味。出現(xiàn)氨味的混凝土有時(shí)候還伴有凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)或漲模等現(xiàn)象,有的甚至因含氣量過(guò)高而造成混凝土強(qiáng)度大幅度下降,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的工程質(zhì)量事故。上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是混凝土中摻入的脫硝找三級(jí)粉煤灰。脫硝作為節(jié)能減排的一項(xiàng)重要指標(biāo),許多燃煤電廠都增加了脫硝裝置,所以近年來(lái)脫硝粉煤灰量有所增加。正常情況下的脫硝粉煤灰與傳統(tǒng)找三級(jí)粉煤灰沒(méi)有明顯的區(qū)別,應(yīng)用于混凝土中也不會(huì)對(duì)混凝土性能產(chǎn)生較大的不利影響。但當(dāng)脫硝過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題,粉煤灰中含有的脫硝副產(chǎn)物NH4HSO4和(NH4)2SO4含量較高時(shí),生產(chǎn)的混凝土就會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)、產(chǎn)生刺激性氣體、強(qiáng)度下降等問(wèn)題。如某工程使用了摻入非正常脫硝粉煤灰的混凝土,結(jié)果混凝土出現(xiàn)了和易性差、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度降低等問(wèn)題,導(dǎo)致拆模后混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷.