近年來(lái)，粉煤灰的種類(lèi)趨于多樣化，應(yīng)用于混凝土后產(chǎn)生混凝 土和易性差、表觀顏色差、氨味嚴(yán)重、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度下降、開(kāi)裂等一系列問(wèn)題。為了保質(zhì)保量生產(chǎn)混凝土，本文提出摻假粉煤灰、含油粉煤灰、脫硝粉煤灰和固硫粉煤灰四類(lèi)粉煤灰用于預(yù)拌混凝土生產(chǎn)中易出現(xiàn)的問(wèn)題并嘗試給出應(yīng)對(duì)的方法。
前言
眾所周知，粉煤灰是電廠煤粉爐煙道氣體中收集的粉末，是現(xiàn)代高性能混凝土的重要摻和料之一。粉煤灰摻入混凝土不僅可降低成本，減少環(huán)境污染，改善混凝土的拌合物性能，而且能使混凝土獲得干縮性小、抗?jié)B性好等一系列優(yōu)良性能。鑒于粉煤灰的多種優(yōu)點(diǎn)，粉煤灰被大量地、廣泛地應(yīng)用于混凝土生產(chǎn)中，導(dǎo)致粉煤灰的需求量日益增加。由于粉煤灰貨源分布不均勻，利用率有限，許多地區(qū)的優(yōu)質(zhì)粉煤灰明顯供不應(yīng)求，供需矛盾日漸加劇。
因供需矛盾加劇及現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不足，導(dǎo)致市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多劣質(zhì)粉煤灰。另外，隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的改變，粉煤灰的種類(lèi)趨于多樣化，現(xiàn)有研究卻相對(duì)薄弱，導(dǎo)致粉煤灰應(yīng)用于混凝土?xí)r出現(xiàn)了一定的未知性。劣質(zhì)粉煤灰或具有未知性能的粉煤灰摻入混凝土中，不僅不能使混凝土獲得應(yīng)有的優(yōu)良性能，甚至嚴(yán)重威脅混凝土的質(zhì)量和使用壽命。
1 摻假粉煤灰
優(yōu)質(zhì)的粉煤灰摻入混凝土可明顯地改善混凝土的和易性，當(dāng)粉煤灰摻量大于膠材總量的5%～10%時(shí)，效果極為明顯?，F(xiàn)今在混凝土實(shí)際生產(chǎn)中，粉煤灰摻量往往達(dá)到20%，有的甚至高達(dá)30%，但混凝土的和易性卻不盡人意。抽取原材料進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)粉煤灰的檢測(cè)結(jié)果經(jīng)常不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求或者與驗(yàn)收時(shí)的結(jié)果相差甚遠(yuǎn)。現(xiàn)以某公司所用Ⅱ級(jí)粉煤灰進(jìn)場(chǎng)及抽樣常規(guī)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表1。
出現(xiàn)這種情況的最大原因就是粉煤灰供貨廠家為謀求利益而以次充好，甚至摻假。粉煤灰進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí)，檢測(cè)結(jié)果符合要求的原因主要是檢測(cè)的樣品是供貨廠家提前準(zhǔn)備好的合格樣品或是在易取樣部位裝入合格粉煤灰。有些公司由于人員配備或節(jié)省成本等原因不能做到車(chē)檢或抽檢，就導(dǎo)致許多劣質(zhì)粉煤灰被用于混凝土生產(chǎn)中。結(jié)果不僅沒(méi)有起到應(yīng)有的作用，反而給混凝土的質(zhì)量埋下了隱患。
由于現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的局限性以及混凝土公司常規(guī)試驗(yàn)的局限性，很難判斷粉煤灰的優(yōu)劣。某些劣質(zhì)粉煤灰或假粉煤灰的檢驗(yàn)指標(biāo)往往能滿(mǎn)足檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，但其性能卻低于優(yōu)質(zhì)粉煤灰應(yīng)有的性能，甚至不具備優(yōu)質(zhì)粉煤灰應(yīng)有的性能。如大家比較熟悉的，有些廠家將煤矸石等固體廢棄物進(jìn)行粉磨后充當(dāng)粉煤灰。煤矸石粉作為“非常規(guī)粉煤灰”按照現(xiàn)行粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合指標(biāo)要求，但其真實(shí)性能最多與低品質(zhì)粉煤灰持平。
如何快速有效地判別粉煤灰的優(yōu)劣成為目前混凝土行業(yè)面臨的一道難題。截至目前，許多混凝土公司都發(fā)現(xiàn)粉煤灰供貨廠家有摻假行為，這個(gè)問(wèn)題應(yīng)引起大家足夠的重視。針對(duì)上述情況，除了呼吁相關(guān)部門(mén)盡快出臺(tái)具有針對(duì)性的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)外，混凝土公司也應(yīng)采取相應(yīng)措施避免其蒙混過(guò)關(guān)。以某混凝土公司驗(yàn)收粉煤灰為例，其采取的措施包括：
（1）與供貨廠家簽訂誠(chéng)信及處罰條例，給其敲響警鐘。
（2）安排專(zhuān)職取樣人員，嚴(yán)禁送貨人員取樣或使用其提供的樣品。
（3）取樣須具有代表性，能反映整車(chē)大致情況。
（4）加大抽樣頻次，增加樣品數(shù)量，取多次檢測(cè)結(jié)果作對(duì)比。如果發(fā)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果不合格或檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)相差較大，堅(jiān)決作退貨處理。
2 含油粉煤灰
混凝土公司大多數(shù)使用的粉煤灰顏色與水泥相近，多呈灰色；也有部分粉煤灰顏色較深呈灰黑色，這種粉煤灰一般細(xì)度較細(xì)或含碳量較高。但總會(huì)發(fā)現(xiàn)一些深顏色的粉煤灰檢測(cè)結(jié)果與常理不符，如某公司某批次灰黑色Ⅱ級(jí)粉煤灰檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
通過(guò)表2看出，此粉煤灰細(xì)度臨近技術(shù)指標(biāo)值，含碳量也不高。但是其顏色較深且試驗(yàn)過(guò)程中黑色粉末狀顆粒明顯。該粉煤灰進(jìn)行篩余分析時(shí)，篩余中會(huì)有一些黑色粉末。需水量比試驗(yàn)過(guò)程中，在跳桌完成跳動(dòng)后，膠砂表層浮有一層黑色物質(zhì)。而且，這樣的粉煤灰用于混凝土生產(chǎn)后，混凝土漿體表面也會(huì)呈現(xiàn)灰黑色，振搗后更為明顯。此現(xiàn)象已在多家混凝土公司出現(xiàn)，而出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因應(yīng)該是粉煤灰中吸附了一定量的油分。電廠出于提高燃煤效率或輔助劣質(zhì)煤燃燒等原因，在燃煤過(guò)程中添加重油等油性物質(zhì)以助燃。如果添加量過(guò)大或燃燒不充分，粉煤灰內(nèi)便會(huì)吸附一部分油分，因此便出現(xiàn)上述情況的粉煤灰。
混凝土中混入油性物質(zhì)會(huì)影響混凝土中的膠骨粘結(jié)，界面作用力減弱，最終影響混凝土的強(qiáng)度及耐久性。根據(jù)混凝土澆筑后的跟蹤觀察，我們發(fā)現(xiàn)摻入此種粉煤灰的混凝土?xí)霈F(xiàn)一定程度上的色差，強(qiáng)度方面沒(méi)有明顯變化。雖然此種粉煤灰并未引起工程質(zhì)量事故，其最終對(duì)混凝土強(qiáng)度及耐久性的影響有多大也無(wú)法確定，但我們?nèi)孕柚?jǐn)慎對(duì)待。
在日常工作中，檢測(cè)燒失量比較費(fèi)時(shí)，用于車(chē)檢不太現(xiàn)實(shí)。如果發(fā)現(xiàn)顏色較深的粉煤灰，我們可以采用一個(gè)簡(jiǎn)便方法進(jìn)行判別：取一定量粉煤灰樣品置于燒杯中，然后加入水?dāng)嚢?，含油粉煤灰在攪拌后表面?huì)出現(xiàn)一層黑色油狀物，顏色分層明顯。如果發(fā)現(xiàn)其為含油粉煤灰，各混凝土公司應(yīng)根據(jù)工程要求、倉(cāng)儲(chǔ)、供應(yīng)及公司要求等實(shí)際情況決定其去留。
3 脫硝粉煤灰
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)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，如圖1所示。
圖1 摻入非正常脫硝粉煤灰的混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體
混凝土公司一般不能對(duì)粉煤灰中的元素含量進(jìn)行測(cè)定，而且對(duì)混凝土造成嚴(yán)重影響的副產(chǎn)物限值也無(wú)依據(jù)可循，這導(dǎo)致很難判斷進(jìn)場(chǎng)的脫硝粉煤灰可否安全地應(yīng)用于混凝土生產(chǎn)。如果生產(chǎn)的混凝土有質(zhì)量問(wèn)題，通常在生產(chǎn)或澆筑完成后才能發(fā)現(xiàn)，往往就會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至嚴(yán)重的質(zhì)量事故。為了避免重大事故的發(fā)生，我們應(yīng)在粉煤灰的生產(chǎn)、驗(yàn)收及使用過(guò)程中尋求新的應(yīng)對(duì)方式方法。作為混凝土人，我們呼吁脫硝粉煤灰生產(chǎn)工藝需要進(jìn)一步完善并尋求新的檢測(cè)方法，同時(shí)采取以下措施來(lái)辨別和使用脫硝粉煤灰：
（1）脫硝粉煤灰加入熱水中或與水泥摻和攪拌后往往會(huì)出現(xiàn)刺激性的氨氣味，這可作為一項(xiàng)簡(jiǎn)單的判別依據(jù)。
（2）驗(yàn)收和使用過(guò)程中積累經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。對(duì)于脫硝粉煤灰檢測(cè)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行記錄，結(jié)合混凝土生產(chǎn)狀況時(shí)常進(jìn)行對(duì)比，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
（3）增加混凝土監(jiān)測(cè)頻率，如含氣量測(cè)定、凝結(jié)時(shí)間測(cè)定等。
4 CFB固硫灰
CFB固硫灰是指含硫煤與脫硫劑按一定比例混合后在流化床鍋爐850℃～900℃溫度燃燒固硫后排出的飛灰。CFB固硫灰不同于傳統(tǒng)的煤粉爐粉煤灰，由于燃煤工藝的不同，兩者在礦物組成、物理性質(zhì)等方面都有較大的差異。傳統(tǒng)粉煤灰所含結(jié)晶相物質(zhì)中莫來(lái)石占很大比例，莫來(lái)石是由黏土中的高嶺石在1000℃以上的高溫中形成，其含量與煤種有關(guān)。而在流化床鍋爐工藝中，黏土中的高嶺石以偏高嶺石的形式存在。而且，CFB固硫灰中由于固硫劑的摻入會(huì)含有脫硫產(chǎn)物CaSO4、CaSO3及固硫劑殘留產(chǎn)生的f-CaO等物質(zhì)。上述物質(zhì)的存在使得CFB固硫灰不論是物理特性還是火山灰活性，都與傳統(tǒng)粉煤灰有較大差別，應(yīng)用于混凝土中會(huì)出現(xiàn)與外加劑適應(yīng)性差、需水量大、和易性及體積穩(wěn)定性都比較差等問(wèn)題。
CFB固硫灰應(yīng)用于混凝土的技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)粉煤灰來(lái)說(shuō)還不夠成熟，易對(duì)混凝土造成各種不利影響。鑒于上述原因，供貨廠家一般不會(huì)向混凝土公司供應(yīng)固硫灰。但供貨廠家在貨源不足等情況下難保不會(huì)將其摻入傳統(tǒng)粉煤灰中，對(duì)此也應(yīng)保持警惕。對(duì)于CFB固硫灰的判別，目前還沒(méi)有簡(jiǎn)單易行的方法。顏色一般發(fā)紅的CFB固硫灰，比較容易辨別。但因含碳量的不同或煤種的不同，也可能與傳統(tǒng)粉煤灰顏色相近，這就要求我們?cè)趹?yīng)用時(shí)勤觀察，多發(fā)現(xiàn)，以經(jīng)驗(yàn)彌補(bǔ)檢測(cè)手段的不足。
結(jié)論
粉煤灰作為現(xiàn)代混凝土膠結(jié)材料中不可缺少的材料之一，市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)，導(dǎo)致大量以次充好的粉煤灰流入市場(chǎng)。隨著生產(chǎn)工藝的改變，粉煤灰的種類(lèi)日益增多，且摻和料本身性質(zhì)也發(fā)生了一定的變化，對(duì)混凝土性能產(chǎn)生一定的影響。對(duì)于粉煤灰種類(lèi)的增加和性質(zhì)的變化，有關(guān)的基礎(chǔ)研究卻相對(duì)薄弱，缺乏指導(dǎo)性研究成果。鑒于上述情況，作者在此建議：
（1）針對(duì)粉煤灰生產(chǎn)工藝的改變及其性質(zhì)的變化，應(yīng)加快研究的步伐，推出具有指導(dǎo)性意義的研究成果。
（2）針對(duì)現(xiàn)有粉煤灰種類(lèi)的多樣性，積極尋求新的檢測(cè)方法，制定新的技術(shù)規(guī)范及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
（3）針對(duì)粉煤灰市場(chǎng)的供需量，探索新的可替代材料。
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