1、基本情況 隨著我國經濟建設和電力事業的發展，全國發電總裝機容量近6億kw，其中，燃煤發電約占80%，粉煤灰的年排量近3億噸，粉煤灰利用量和技術途徑均有了新的發展，技術水平不斷提高，但是，利用工作開展也不平衡，邊遠地區，堆存量占用了大量農田，對環境造成很大威脅，因此，開展粉煤灰綜合利用，保護環境，是我國一項長期的技術經濟政策。 幾十年來，國家為鼓勵工業廢渣綜合利用，制定了一系列技術、經濟和管理方面的政策，原國家計委對粉煤灰綜合利用技術政策總的原則是：“突出重點，因地制宜”和“鞏固、完善、推廣、提高的方針，把大批量用灰技術作為重點，注重提高粉煤灰綜合利用的經濟效益、社會效益，推廣成熟的粉煤灰綜合利用技術。 幾十年來，普通低鈣粉煤灰的研究工作始終未停止，上世紀50年代，首先從水泥、砂漿、混凝土中做混合材和摻合料開始研發，以后又發展到建材制品、筑路等領域，隨著生產的發展，利用率在不斷提高。在一些大中城市，粉煤灰在混凝土中已成為不可缺少的一種材料。在應用過程中，對粉煤灰提出了品質要求，自1979年[GB/1596-1979]出臺后，到2005年為止，又陸續出臺了[GB/T15321-94]、[GBJ146-90]、[GB/T1596-1991]、[GB/T1596-2005]等國標和行標，有的省市還制訂了地方標準，完善了對質量的要求，為生產應用創造了條件。國家為鼓勵粉煤灰利用，為粉煤灰的利用鋪平道路;80年代聯合國出資援助中國，派國內技術人員赴國外學習考察，請國外專家來華技術座談、交流;國內各地逐步建立學會、協會，不定期進行生產、學術交流，為粉煤灰的利用工作形成了一條龍配套服務。 進入21世紀后，由于發電量猛增，燃煤電廠SO2排放巨增，2005年排放達2000萬噸以上。導至SO2污染嚴重的原因：一是發電用煤量幅度增加，煤質下降。二是電力行業的脫硫能力嚴重滯后，僅占裝機容量的10%.三是火電機組超標排放普遍存在。四是由于給電力企業增加了成本，延緩污染治理。最新研究表明，每排放一噸SO2可造成近2萬元的經濟損失，因此，SO2污染控制工作已成為我國電力行業當前的首要任務。為了有效控制SO2的排放，最經濟最有效的措施是：通過向煙氣中噴入石灰石（脫硫劑）用來吸收煙氣中的SO2，控制其排放量。當脫硫劑噴入后在煙氣中反應生成Caso3、Caso4，由于脫硫劑的加入，所排灰渣，其物理、化學性能與未脫硫灰渣發生了很大變化。 根據國家能源政策的改變，今后火力發電的重點是在煤礦區建立坑口電站，鼓勵用低熱值燃料發電。發電廠（站）爐型將過去以煤粉爐為主轉化為以循環流化床鍋爐為主，爐型的改變、燃料品種的改變，所排放的灰渣品質也隨之發生變化，在使用時一定要分清粉煤灰的品質、性能，切忌套用。 我國粉煤灰主要利用途徑及利用量分別是： 1.1建材制品：占用灰總量35%，主要技術有：做水泥的原料和混合材、加氣混凝土、燒結陶粒、燒結磚、蒸壓磚等。 1.2建筑工程：占用灰總量10%，主要用于砂漿或混凝土的摻合料等。 1.3道路工程：占用灰總量20%，主要用于路基基層，瀝青混凝土摻料，護坡等。 1.4農業：占用灰總量15%，主要用于改良土壤，制作肥料。 1.5回填：占用灰總量15%，主要有工程回填，礦井回填等。 1.6提取礦物：占用灰總量5%，主要有提取漂珠、微珠、鋁等;作為塑料、橡膠的填充料。 本文重點介紹砂漿和混凝土中摻用粉煤灰的質量控制問題。 2、粉煤灰在砂漿中的應用 在砂漿中，對粉煤灰的品質無特殊要求，根據砂漿強度等級一般II、III級灰、原狀灰均可采用。 2.1粉煤灰砂漿品種及適用范圍 砂漿分為砌筑用粉煤灰砂漿、抹灰用粉煤灰砂漿、填筑用粉煤灰砂漿。 2.1.1砌筑用粉煤灰砂漿，強度等級有M2.5、M5、M7.5、M10、四種標號，適用于各種砌筑工程中，依其組成成份，分為水泥粉煤灰砌筑砂漿、水泥石灰粉煤灰砂漿。水泥粉煤灰砌筑砂漿主要用于各種砌筑工程;水泥石灰粉煤灰砂漿主要用于地面以上砌筑工程。 在砌筑砂漿中，粉煤灰摻入量一般可取代水泥20-30%，為改善砂漿的和易性，在拌制砂漿時可摻入適量的外加劑。 2.1.2抹灰用粉煤灰砂漿：依其組成成份，分為水泥粉煤灰抹灰砂漿和水泥石灰粉煤灰砂漿。水泥粉煤灰砂漿主要用于內外墻面、踢腳、窗口、沿口、勒腳、墻體勾縫等抹灰裝修工程;石灰粉煤灰砂漿主要用于內墻基層抹灰。 內墻抹灰粉煤灰砂漿強度等級在M0.4以上。 外墻抹灰粉煤灰砂漿強度等級在M5以上。 2.1.3填筑砂漿，可配制水泥粉煤灰砂漿、水泥石灰粉煤灰砂漿、石灰粉煤灰砂漿三個系列產品，用于不同類型的填筑及灌漿工程，需根據工程要求確定強度等級及配合比。 填筑砂漿適用范圍：地下工程中盾構法施工的取水隧道、地鐵，越江隧道的襯砌壁的間隙注漿;頂管法施工的地下大型管道外壁與地層間的間隙注漿;地層加固和地層縫隙中的注漿等。 2.2干拌砂漿（商品砂漿） 隨著建筑工業的大發展，砂漿在各類建筑工程中的應用，量大面廣，國外砂漿已實現產品多功能、品種多樣化、系列化配套生產。目前國內仍處于現場拌制砂漿的局面，在現場制備砂漿時會造成環境污染，質量得不到保證。這就對砂漿的制備與生產提出了新的課題—商品砂漿，即效法商品混凝土生產模式。 目前國內一些大城市已開始逐漸走商品砂漿發展之路。建設部等相關部門已列入十一五規劃。 3粉煤灰在混凝土中的應用 3.1用于水泥和混凝土中的粉煤灰國家標準GB/T1596-2005簡介 該標準由國家質檢總局和國家標準化管委會于2005年1月19日發布，2005年8月1日實施。 我國第一個有關粉煤灰品質和應用的國家標準是在1979年制定的，1980年實施，1991年又作了修定，用于水泥作混合材的粉煤灰按品質分為兩個等級;用于混凝土做摻合料的粉煤灰分為三個等級，新標準與老標準作了較大的修改和補充。新標準將粉煤灰劃分為“F”類和“C”類：由無煙煤或煙煤煅燒收集的粉煤灰為F類粉煤灰;由褐煤或次煙煤煅燒收集的粉煤灰為C類粉煤灰，其C類氧化鈣含量一般大于10%稱為“高鈣灰”。 新標準中提出了游離氧化鈣的限量指標，C類灰不超過4%，因為在高溫燒成的氧化鈣，水化速度較慢，混凝土凝結以后游離氧化鈣繼續水化，將使混凝土發生體積膨脹，游離氧化鈣含量過高，體積超過一定程度，會導致混凝土破壞。所以新標準規定C類灰的游離氧化鈣不超過4%。同時為確保安全，新標準還規定C類灰要進行安定性檢驗。 新標準GB/T1596-2005拌制混凝土和砂漿用粉煤灰技術要求，詳見表1 表1 拌制混凝土和砂漿用粉煤灰的技術要求
表中細度，需水量比及燒失量等品質參數的規定主要是確保粉煤灰對混凝土的強度貢獻;三氧化硫是出于耐久性的考慮，含水量是與粉煤灰的貯存及運輸性能有關。 根據GBJ146-90《粉煤灰混凝土應用技術規范》的規定，I級灰適用于鋼筋混凝土和跨度小于6m的予應力鋼筋混凝土;II級灰適用于鋼筋混凝土及無筋混凝土;III級灰主要用于無筋混凝土。對設計強度等級C30及以上的無筋混凝土，宜采用I、II級粉煤灰。GBJ1465-90同時規定，用于予應力混凝土、鋼筋混凝土及設計強度等級C30及以上的無筋混凝土的粉煤灰等級，如經試驗論證，可采用比規范規定低一級的粉煤灰。 粉煤灰的品質有較大的波動性，各種收塵裝置所采集的粉煤灰，其品質都難以穩定地達到I、II級粉煤灰的質量標準。為此，粉煤灰往往必須進行加工以達到結構混凝土用粉煤灰的質量要求。通常使用的方法有二種：磨細法及分選法。磨細法的設備簡單，投資少且可將全部粗灰加工成結構混凝土用灰，分選法能較方便地調節產品的質量要求，一次投資較大，排灰單位大多采用此法。其他還有振動磨等設備被采用。 3.2關于高鈣灰 新標準規定C類灰Cao含量大于10%屬于高鈣灰，高鈣灰具有需水量低、活性高和自硬性等特點，由于高鈣灰具有較高的游離氧化鈣（fcao）含量，摻入混凝土后，如配合比不合理，氧化鈣含量過高水泥水化時，體積會增加，將對混凝土產生膨脹。當遇到C類灰Cao含量高時，要進行安定性試驗和對不同粉煤灰摻量的水泥、混凝土配合比試配，在保證水泥、混凝土體積安定性基礎上，以實際試驗結果來確定高鈣灰的適宜摻量。 高鈣灰對混凝土的性能，如強度、收縮、抗滲有良好的貢獻。 3.3混凝土的配制 粉煤灰混凝土的早期強度發展較緩，但后期強度的增長幅度較快。其設計強度等級的齡期，按GBJ146-90的規定，地上工程宜為28d.;地下工程或大體積混凝土宜為60d.;或90d.;。 粉煤灰混凝土配合比的設計通常采用超量取代法，即粉煤灰在混凝土中的摻入量高于其取代的水泥量，其超量系數取決于粉煤灰的等級。配制大體積混凝土時可采用等量取代法，當主要為改善混凝土的和易性時，亦可采用外加法。 為確保混凝土的長期性能，粉煤灰取代水泥的最大限量應符合GBJ146-90的規定。 3.4關于粉煤灰混凝土質量的控制 3.4.1商品混凝土的發展加速了粉煤灰的利用，特別是90年代以來大中型城市商品混凝土發展迅猛。以2006年為例，4個直轄市年產混凝土1.5億m3；北京市的奧運工程為粉煤灰在混凝土中應用提供了有利的發展空間，目前，北京市的粉煤灰供不應求，需要周邊地區供應。 在進行混凝土配合比設計時，除遵循有關規范外，對于粉煤灰的選擇要特別注意： 3.4.2試驗室檢測人員，技術負責人盡快熟悉并掌握GB1596/T2005全部內容。 3.4.3向供灰廠家索取粉煤灰化驗報告，但不能片面相信其化驗報告，要跟蹤調查電廠粉煤灰的相關信息，掌握第一手資料。 3.4.4在簽訂供灰合同時，將技術要求明確寫進合同中。 3.4.5按新標準中6.1要求做性能檢測，其中任何一項不符合要求的，允許復檢，復檢不合格者，即降級處理。 3.4.6待粉煤灰性能檢測合格后，做混凝土試驗，進行外觀檢查和物理力學性能試驗。 3.4.7未經試驗室簽發的配合比，不準上攪拌樓。 3.4.8對于新供應的粉煤灰或發現異常，一定要對粉煤灰進行物化檢測。 3.5粉煤灰混凝土的性能 粉煤灰摻入混凝土后，特別是雙摻技術（混凝土即摻粉煤灰又摻減水劑）不僅對新拌混凝土性能有所改善，如和易性，可泵性，減少坍落度損失，而且對硬化后的混凝土某些性能有所改善：如密實度、抗滲性、后期強度、水化熱、改善堿骨料反應，抗硫酸鹽性能等。 粉煤灰混凝土性能詳見表2 表2 粉煤灰混凝土性能對比
注：1、使用一般適用于結構混凝土的中等質量粉煤灰，減水劑為木質素磺酸鈣，對比條件為等坍落度和28天等強度。 2、符號說明：#——以往認為粉煤灰混凝土性能顯著降低；≈——性能近似；＋——性能稍好；＋＋——性能較大改善；－——性能稍差。 3.6適宜摻用粉煤灰的混凝土 3.6.1在商品混凝土生產中，絕大部分均以泵送混凝土方式供應。粉煤灰在泵送混凝土中已成為不可缺少的一種主要原材料。 3.6.2在地下混凝土和大體積混凝土中，盡可能選用60天齡期做為檢驗混凝土強度等級的標準，這樣做，充分發揮粉煤灰混凝土后期強度增長的優勢，又可以節約水泥，一般來說，60天強度可比28天強度提高10%—15%，水泥可節省20~50kg/m3。 3.6.3結合粉煤灰物化性能的特性，適宜摻粉煤灰的混凝土種類有：泵送混凝土、大體積混凝土、抗滲混凝土、抗硫酸鹽和抗軟水侵蝕混凝土、蒸養混凝土、輕骨料混凝土、地下工程混凝土、水下工程混凝土、壓漿混凝土、碾壓混凝土。 3.7粉煤灰混凝土的應用 幾十年來，特別是近20年，無論是水利工程、建筑、市政地下工程。凡是混凝土工程中絕大部分均摻有粉煤灰，尤其大中城市的高層建筑、地鐵工程，粉煤灰已是一種不可缺少的一種材料。工程數不勝數。 如三峽工程、北京的奧運工程、地鐵工程；電視塔等混凝土工程中均摻用了粉煤灰；在地下大體積混凝土中，摻用粉煤灰是降低混凝土水化熱的唯一有效措施。 4幾點體會 4.1幾十年來對普通粉煤灰（低鈣灰）的研發工作，一直呈在札札實實地進行，即科研先行、結合工程進行試點，取得成效，逐步推廣。上有國家的政策支持，下有地方相關部門的積極配合與執行，才能有今日之碩果。 4.2進入21世紀后，粉煤灰品種將發生變化，面對來勢兇猛的突變，排灰、供灰、用灰單位，均要冷靜地對待，不可亂套低鈣灰的標準和規程。 4.3各地發展不平衡，要結合當地條件因地制宜地開展粉煤灰利用工作，在充分調研的基礎上通過專家論證，制定出自己的可行性方案，避免走彎路。   更多行業信息 新型砂漿網：http://www.www.azcospm.cn/ 保溫工程網：http://www.bwgcw.com/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
