用于混凝土中的粉煤灰及常見問題
發(fā)布時間：2023-08-02 15:38人氣：
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，當粉煤灰摻量大于膠材總量的5%～10%時，效果極為明顯?，F(xiàn)今在混凝土實際生產(chǎn)中，粉煤灰摻量往往達到20%，有的甚至高達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)常不滿足標準要求或者與驗收時的結(jié)果相差甚遠?，F(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)標準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往往能滿足檢驗標準，但其性能卻低于優(yōu)質(zhì)粉煤灰應有的性能，甚至不具備優(yōu)質(zhì)粉煤灰應有的性能。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)行粉煤灰標準進行檢測，檢測結(jié)果符合指標要求，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，這個問題應引起大家足夠的重視。
針對上述情況，除了呼吁相關部門盡快出臺具有針對性的檢測標準外，混凝土公司也應采取相應措施避免其蒙混過關。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，嚴禁送貨人員取樣或使用其提供的樣品。
（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。
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，這種粉煤灰一般細度較細或含碳量較高。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，此粉煤灰細度臨近技術(shù)指標值，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會出現(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)孕柚斏鲗Υ?/span>
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，然后加入水攪拌，含油粉煤灰在攪拌后表面會出現(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，各混凝土公司應根據(jù)工程要求、倉儲、供應及公司要求等實際情況決定其去留。
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，從而導致嚴重的工程質(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，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，導致拆模后混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重缺陷，如圖1所示。
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重影響的副產(chǎn)物限值也無依據(jù)可循，這導致很難判斷進場的脫硝粉煤灰可否安全地應用于混凝土生產(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)濟損失甚至嚴重的質(zhì)量事故。為了避免重大事故的發(fā)生，我們應在粉煤灰的生產(chǎn)、驗收及使用過程中尋求新的應對方式方法。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。
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。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，應用于混凝土中會出現(xiàn)與外加劑適應性差、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，這就要求我們在應用時勤觀察，多發(fā)現(xiàn)，以經(jīng)驗彌補檢測手段的不足。
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，有關的基礎研究卻相對薄弱，缺乏指導性研究成果。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，應加快研究的步伐，推出具有指導性意義的研究成果。
（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)范及應用標準。
（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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