1、基本情况 随着我国经济建设和电力事业的发展，全国发电总装机容量近6亿kw，其中，燃煤发电约占80%，粉煤灰的年排量近3亿吨，粉煤灰利用量和技术途径均有了新的发展，技术水平不断提高，但是，利用工作开展也不平衡，边远地区，堆存量占用了大量农田，对环境造成很大威胁，因此，开展粉煤灰综合利用，保护环境，是我国一项长期的技术经济政策。 几十年来，国家为鼓励工业废渣综合利用，制定了一系列技术、经济和管理方面的政策，原国家计委对粉煤灰综合利用技术政策总的原则是：“突出重点，因地制宜”和“巩固、完善、推广、提高的方针，把大批量用灰技术作为重点，注重提高粉煤灰综合利用的经济效益、社会效益，推广成熟的粉煤灰综合利用技术。 几十年来，普通低钙粉煤灰的研究工作始终未停止，上世纪50年代，首先从水泥、砂浆、混凝土中做混合材和掺合料开始研发，以后又发展到建材制品、筑路等领域，随着生产的发展，利用率在不断提高。在一些大中城市，粉煤灰在混凝土中已成为不可缺少的一种材料。在应用过程中，对粉煤灰提出了品质要求，自1979年[GB/1596-1979]出台后，到2005年为止，又陆续出台了[GB/T15321-94]、[GBJ146-90]、[GB/T1596-1991]、[GB/T1596-2005]等国标和行标，有的省市还制订了地方标准，完善了对质量的要求，为生产应用创造了条件。国家为鼓励粉煤灰利用，为粉煤灰的利用铺平道路;80年代联合国出资援助中国，派国内技术人员赴国外学习考察，请国外专家来华技术座谈、交流;国内各地逐步建立学会、协会，不定期进行生产、学术交流，为粉煤灰的利用工作形成了一条龙配套服务。 进入21世纪后，由于发电量猛增，燃煤电厂SO2排放巨增，2005年排放达2000万吨以上。导至SO2污染严重的原因：一是发电用煤量幅度增加，煤质下降。二是电力行业的脱硫能力严重滞后，仅占装机容量的10%.三是火电机组超标排放普遍存在。四是由于给电力企业增加了成本，延缓污染治理。最新研究表明，每排放一吨SO2可造成近2万元的经济损失，因此，SO2污染控制工作已成为我国电力行业当前的首要任务。为了有效控制SO2的排放，最经济最有效的措施是：通过向烟气中喷入石灰石（脱硫剂）用来吸收烟气中的SO2，控制其排放量。当脱硫剂喷入后在烟气中反应生成Caso3、Caso4，由于脱硫剂的加入，所排灰渣，其物理、化学性能与未脱硫灰渣发生了很大变化。 根据国家能源政策的改变，今后火力发电的重点是在煤矿区建立坑口电站，鼓励用低热值燃料发电。发电厂（站）炉型将过去以煤粉炉为主转化为以循环流化床锅炉为主，炉型的改变、燃料品种的改变，所排放的灰渣品质也随之发生变化，在使用时一定要分清粉煤灰的品质、性能，切忌套用。 我国粉煤灰主要利用途径及利用量分别是： 1.1建材制品：占用灰总量35%，主要技术有：做水泥的原料和混合材、加气混凝土、烧结陶粒、烧结砖、蒸压砖等。 1.2建筑工程：占用灰总量10%，主要用于砂浆或混凝土的掺合料等。 1.3道路工程：占用灰总量20%，主要用于路基基层，沥青混凝土掺料，护坡等。 1.4农业：占用灰总量15%，主要用于改良土壤，制作肥料。 1.5回填：占用灰总量15%，主要有工程回填，矿井回填等。 1.6提取矿物：占用灰总量5%，主要有提取漂珠、微珠、铝等;作为塑料、橡胶的填充料。 本文重点介绍砂浆和混凝土中掺用粉煤灰的质量控制问题。 2、粉煤灰在砂浆中的应用 在砂浆中，对粉煤灰的品质无特殊要求，根据砂浆强度等级一般II、III级灰、原状灰均可采用。 2.1粉煤灰砂浆品种及适用范围 砂浆分为砌筑用粉煤灰砂浆、抹灰用粉煤灰砂浆、填筑用粉煤灰砂浆。 2.1.1砌筑用粉煤灰砂浆，强度等级有M2.5、M5、M7.5、M10、四种标号，适用于各种砌筑工程中，依其组成成份，分为水泥粉煤灰砌筑砂浆、水泥石灰粉煤灰砂浆。水泥粉煤灰砌筑砂浆主要用于各种砌筑工程;水泥石灰粉煤灰砂浆主要用于地面以上砌筑工程。 在砌筑砂浆中，粉煤灰掺入量一般可取代水泥20-30%，为改善砂浆的和易性，在拌制砂浆时可掺入适量的外加剂。 2.1.2抹灰用粉煤灰砂浆：依其组成成份，分为水泥粉煤灰抹灰砂浆和水泥石灰粉煤灰砂浆。水泥粉煤灰砂浆主要用于内外墙面、踢脚、窗口、沿口、勒脚、墙体勾缝等抹灰装修工程;石灰粉煤灰砂浆主要用于内墙基层抹灰。 内墙抹灰粉煤灰砂浆强度等级在M0.4以上。 外墙抹灰粉煤灰砂浆强度等级在M5以上。 2.1.3填筑砂浆，可配制水泥粉煤灰砂浆、水泥石灰粉煤灰砂浆、石灰粉煤灰砂浆三个系列产品，用于不同类型的填筑及灌浆工程，需根据工程要求确定强度等级及配合比。 填筑砂浆适用范围：地下工程中盾构法施工的取水隧道、地铁，越江隧道的衬砌壁的间隙注浆;顶管法施工的地下大型管道外壁与地层间的间隙注浆;地层加固和地层缝隙中的注浆等。 2.2干拌砂浆（商品砂浆） 随着建筑工业的大发展，砂浆在各类建筑工程中的应用，量大面广，国外砂浆已实现产品多功能、品种多样化、系列化配套生产。目前国内仍处于现场拌制砂浆的局面，在现场制备砂浆时会造成环境污染，质量得不到保证。这就对砂浆的制备与生产提出了新的课题—商品砂浆，即效法商品混凝土生产模式。 目前国内一些大城市已开始逐渐走商品砂浆发展之路。建设部等相关部门已列入十一五规划。 3粉煤灰在混凝土中的应用 3.1用于水泥和混凝土中的粉煤灰国家标准GB/T1596-2005简介 该标准由国家质检总局和国家标准化管委会于2005年1月19日发布，2005年8月1日实施。 我国第一个有关粉煤灰品质和应用的国家标准是在1979年制定的，1980年实施，1991年又作了修定，用于水泥作混合材的粉煤灰按品质分为两个等级;用于混凝土做掺合料的粉煤灰分为三个等级，新标准与老标准作了较大的修改和补充。新标准将粉煤灰划分为“F”类和“C”类：由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰为F类粉煤灰;由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰为C类粉煤灰，其C类氧化钙含量一般大于10%称为“高钙灰”。 新标准中提出了游离氧化钙的限量指标，C类灰不超过4%，因为在高温烧成的氧化钙，水化速度较慢，混凝土凝结以后游离氧化钙继续水化，将使混凝土发生体积膨胀，游离氧化钙含量过高，体积超过一定程度，会导致混凝土破坏。所以新标准规定C类灰的游离氧化钙不超过4%。同时为确保安全，新标准还规定C类灰要进行安定性检验。 新标准GB/T1596-2005拌制混凝土和砂浆用粉煤灰技术要求，详见表1 表1 拌制混凝土和砂浆用粉煤灰的技术要求
表中细度，需水量比及烧失量等品质参数的规定主要是确保粉煤灰对混凝土的强度贡献;三氧化硫是出于耐久性的考虑，含水量是与粉煤灰的贮存及运输性能有关。 根据GBJ146-90《粉煤灰混凝土应用技术规范》的规定，I级灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6m的予应力钢筋混凝土;II级灰适用于钢筋混凝土及无筋混凝土;III级灰主要用于无筋混凝土。对设计强度等级C30及以上的无筋混凝土，宜采用I、II级粉煤灰。GBJ1465-90同时规定，用于予应力混凝土、钢筋混凝土及设计强度等级C30及以上的无筋混凝土的粉煤灰等级，如经试验论证，可采用比规范规定低一级的粉煤灰。 粉煤灰的品质有较大的波动性，各种收尘装置所采集的粉煤灰，其品质都难以稳定地达到I、II级粉煤灰的质量标准。为此，粉煤灰往往必须进行加工以达到结构混凝土用粉煤灰的质量要求。通常使用的方法有二种：磨细法及分选法。磨细法的设备简单，投资少且可将全部粗灰加工成结构混凝土用灰，分选法能较方便地调节产品的质量要求，一次投资较大，排灰单位大多采用此法。其他还有振动磨等设备被采用。 3.2关于高钙灰 新标准规定C类灰Cao含量大于10%属于高钙灰，高钙灰具有需水量低、活性高和自硬性等特点，由于高钙灰具有较高的游离氧化钙（fcao）含量，掺入混凝土后，如配合比不合理，氧化钙含量过高水泥水化时，体积会增加，将对混凝土产生膨胀。当遇到C类灰Cao含量高时，要进行安定性试验和对不同粉煤灰掺量的水泥、混凝土配合比试配，在保证水泥、混凝土体积安定性基础上，以实际试验结果来确定高钙灰的适宜掺量。 高钙灰对混凝土的性能，如强度、收缩、抗渗有良好的贡献。 3.3混凝土的配制 粉煤灰混凝土的早期强度发展较缓，但后期强度的增长幅度较快。其设计强度等级的龄期，按GBJ146-90的规定，地上工程宜为28d.;地下工程或大体积混凝土宜为60d.;或90d.;。 粉煤灰混凝土配合比的设计通常采用超量取代法，即粉煤灰在混凝土中的掺入量高于其取代的水泥量，其超量系数取决于粉煤灰的等级。配制大体积混凝土时可采用等量取代法，当主要为改善混凝土的和易性时，亦可采用外加法。 为确保混凝土的长期性能，粉煤灰取代水泥的最大限量应符合GBJ146-90的规定。 3.4关于粉煤灰混凝土质量的控制 3.4.1商品混凝土的发展加速了粉煤灰的利用，特别是90年代以来大中型城市商品混凝土发展迅猛。以2006年为例，4个直辖市年产混凝土1.5亿m3；北京市的奥运工程为粉煤灰在混凝土中应用提供了有利的发展空间，目前，北京市的粉煤灰供不应求，需要周边地区供应。 在进行混凝土配合比设计时，除遵循有关规范外，对于粉煤灰的选择要特别注意： 3.4.2试验室检测人员，技术负责人尽快熟悉并掌握GB1596/T2005全部内容。 3.4.3向供灰厂家索取粉煤灰化验报告，但不能片面相信其化验报告，要跟踪调查电厂粉煤灰的相关信息，掌握第一手资料。 3.4.4在签订供灰合同时，将技术要求明确写进合同中。 3.4.5按新标准中6.1要求做性能检测，其中任何一项不符合要求的，允许复检，复检不合格者，即降级处理。 3.4.6待粉煤灰性能检测合格后，做混凝土试验，进行外观检查和物理力学性能试验。 3.4.7未经试验室签发的配合比，不准上搅拌楼。 3.4.8对于新供应的粉煤灰或发现异常，一定要对粉煤灰进行物化检测。 3.5粉煤灰混凝土的性能 粉煤灰掺入混凝土后，特别是双掺技术（混凝土即掺粉煤灰又掺减水剂）不仅对新拌混凝土性能有所改善，如和易性，可泵性，减少坍落度损失，而且对硬化后的混凝土某些性能有所改善：如密实度、抗渗性、后期强度、水化热、改善碱骨料反应，抗硫酸盐性能等。 粉煤灰混凝土性能详见表2 表2 粉煤灰混凝土性能对比
注：1、使用一般适用于结构混凝土的中等质量粉煤灰，减水剂为木质素磺酸钙，对比条件为等坍落度和28天等强度。 2、符号说明：#——以往认为粉煤灰混凝土性能显著降低；≈——性能近似；＋——性能稍好；＋＋——性能较大改善；－——性能稍差。 3.6适宜掺用粉煤灰的混凝土 3.6.1在商品混凝土生产中，绝大部分均以泵送混凝土方式供应。粉煤灰在泵送混凝土中已成为不可缺少的一种主要原材料。 3.6.2在地下混凝土和大体积混凝土中，尽可能选用60天龄期做为检验混凝土强度等级的标准，这样做，充分发挥粉煤灰混凝土后期强度增长的优势，又可以节约水泥，一般来说，60天强度可比28天强度提高10%—15%，水泥可节省20~50kg/m3。 3.6.3结合粉煤灰物化性能的特性，适宜掺粉煤灰的混凝土种类有：泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐和抗软水侵蚀混凝土、蒸养混凝土、轻骨料混凝土、地下工程混凝土、水下工程混凝土、压浆混凝土、碾压混凝土。 3.7粉煤灰混凝土的应用 几十年来，特别是近20年，无论是水利工程、建筑、市政地下工程。凡是混凝土工程中绝大部分均掺有粉煤灰，尤其大中城市的高层建筑、地铁工程，粉煤灰已是一种不可缺少的一种材料。工程数不胜数。 如三峡工程、北京的奥运工程、地铁工程；电视塔等混凝土工程中均掺用了粉煤灰；在地下大体积混凝土中，掺用粉煤灰是降低混凝土水化热的唯一有效措施。 4几点体会 4.1几十年来对普通粉煤灰（低钙灰）的研发工作，一直呈在札札实实地进行，即科研先行、结合工程进行试点，取得成效，逐步推广。上有国家的政策支持，下有地方相关部门的积极配合与执行，才能有今日之硕果。 4.2进入21世纪后，粉煤灰品种将发生变化，面对来势凶猛的突变，排灰、供灰、用灰单位，均要冷静地对待，不可乱套低钙灰的标准和规程。 4.3各地发展不平衡，要结合当地条件因地制宜地开展粉煤灰利用工作，在充分调研的基础上通过专家论证，制定出自己的可行性方案，避免走弯路。   更多行业信息 新型砂浆网：http://www.maor.cn/ 保温工程网：http://www.bwgcw.com/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
