近年來，粉煤灰的種類趨于多樣化，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)時間長、強度下降、開裂等一系列問題。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粉煤灰用于預(yù)拌混凝土生產(chǎn)中易出現(xiàn)的問題并嘗試給出應(yīng)對的方法。
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，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，粉煤灰的種類趨于多樣化，現(xiàn)有研究卻相對薄弱，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，效果極為明顯。現(xiàn)今在混凝土實際生產(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。抽取原材料進行檢測時，發(fā)現(xiàn)粉煤灰的檢測結(jié)果經(jīng)常不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求或者與驗收時的結(jié)果相差甚遠(yuǎn)。現(xiàn)以某公司所用Ⅱ級粉煤灰進場及抽樣常規(guī)檢測結(jié)果進行對比，見表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。粉煤灰進場驗收時，檢測結(jié)果符合要求的原因主要是檢測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指標(biāo)往往能滿足檢驗標(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)進行檢測，檢測結(jié)果符合指標(biāo)要求，但其真實性能最多與低品質(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，這個問題應(yīng)引起大家足夠的重視。針對上述情況，除了呼吁相關(guān)部門盡快出臺具有針對性的檢測標(biāo)準(zhǔn)外，混凝土公司也應(yīng)采取相應(yīng)措施避免其蒙混過關(guān)。以某混凝土公司驗收粉煤灰為例，其采取的措施包括：
（1）與供貨廠家簽訂誠信及處罰條例，給其敲響警鐘。
（2）安排專職取樣人員，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，能反映整車大致情況。
（4）加大抽樣頻次，增加樣品數(shù)量，取多次檢測結(jié)果作對比。如果發(fā)現(xiàn)檢測結(jié)果不合格或檢測結(jié)果數(shù)據(jù)相差較大，堅決作退貨處理。
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。但總會發(fā)現(xiàn)一些深顏色的粉煤灰檢測結(jié)果與常理不符，如某公司某批次灰黑色Ⅱ級粉煤灰檢測結(jié)果見表2。
通過表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過程中黑色粉末狀顆粒明顯。該粉煤灰進行篩余分析時，篩余中會有一些黑色粉末。需水量比試驗過程中，在跳桌完成跳動后，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，在燃煤過程中添加重油等油性物質(zhì)以助燃。如果添加量過大或燃燒不充分，粉煤灰內(nèi)便會吸附一部分油分，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，強度方面沒有明顯變化。雖然此種粉煤灰并未引起工程質(zhì)量事故，其最終對混凝土強度及耐久性的影響有多大也無法確定，但我們?nèi)孕柚?jǐn)慎對待。
在日常工作中，檢測燒失量比較費時，用于車檢不太現(xiàn)實。如果發(fā)現(xiàn)顏色較深的粉煤灰，我們可以采用一個簡便方法進行判別：取一定量粉煤灰樣品置于燒杯中，然后加入水?dāng)嚢瑁头勖夯以跀嚢韬蟊砻鏁霈F(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、倉儲、供應(yīng)及公司要求等實際情況決定其去留。
3 脫硝粉煤灰
近年來，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，而且在驗收粉煤灰時進行需水量比試驗也常伴有刺鼻的氨味。出現(xiàn)氨味的混凝土有時候還伴有凝結(jié)時間延長或漲模等現(xiàn)象，有的甚至因含氣量過高而造成混凝土強度大幅度下降，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)能減排的一項重要指標(biāo)，許多燃煤電廠都增加了脫硝裝置，所以近年來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)粉煤灰沒有明顯的區(qū)別，應(yīng)用于混凝土中也不會對混凝土性能產(chǎn)生較大的不利影響。但當(dāng)脫硝過程出現(xiàn)問題，粉煤灰中含有的脫硝副產(chǎn)物NH4HSO4和(NH4)2SO4含量較高時，生產(chǎn)的混凝土就會出現(xiàn)凝結(jié)時間延長、產(chǎn)生刺激性氣體、強度下降等問題。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)時間長、強度降低等問題，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)實體
混凝土公司一般不能對粉煤灰中的元素含量進行測定，而且對混凝土造成嚴(yán)重影響的副產(chǎn)物限值也無依據(jù)可循，這導(dǎo)致很難判斷進場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)量問題，通常在生產(chǎn)或澆筑完成后才能發(fā)現(xiàn)，往往就會帶來巨大的經(jīng)濟損失甚至嚴(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)、驗收及使用過程中尋求新的應(yīng)對方式方法。作為混凝土人，我們呼吁脫硝粉煤灰生產(chǎn)工藝需要進一步完善并尋求新的檢測方法，同時采取以下措施來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出現(xiàn)刺激性的氨氣味，這可作為一項簡單的判別依據(jù)。
（2）驗收和使用過程中積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。對于脫硝粉煤灰檢測數(shù)據(jù)及試驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象進行記錄，結(jié)合混凝土生產(chǎn)狀況時常進行對比，以便及時發(fā)現(xiàn)問題。
（3）增加混凝土監(jiān)測頻率，如含氣量測定、凝結(jié)時間測定等。
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)中莫來石占很大比例，莫來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)定性都比較差等問題。
CFB固硫灰應(yīng)用于混凝土的技術(shù)相對于傳統(tǒng)粉煤灰來說還不夠成熟，易對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將其摻入傳統(tǒng)粉煤灰中，對此也應(yīng)保持警惕。對于CFB固硫灰的判別，目前還沒有簡單易行的方法。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，這就要求我們在應(yīng)用時勤觀察，多發(fā)現(xiàn)，以經(jīng)驗彌補檢測手段的不足。
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，市場需求日益增長，導(dǎo)致大量以次充好的粉煤灰流入市場。隨著生產(chǎn)工藝的改變，粉煤灰的種類日益增多，且摻和料本身性質(zhì)也發(fā)生了一定的變化，對混凝土性能產(chǎn)生一定的影響。對于粉煤灰種類的增加和性質(zhì)的變化，有關(guān)的基礎(chǔ)研究卻相對薄弱，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）針對現(xiàn)有粉煤灰種類的多樣性，積極尋求新的檢測方法，制定新的技術(shù)規(guī)范及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
（3）針對粉煤灰市場的供需量，探索新的可替代材料。
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