用于混凝土中的粉煤灰及常见问题

1、用于混凝土中的粉煤灰及常见问题前言众所周知，粉煤灰是电厂煤粉炉烟道气体中收集的 粉末，是现代高性能混凝土的重要掺和料之一。粉煤灰掺入 混凝土不仅可降低成本，减少环境污染，改善混凝土的拌合 物性能，而且能使混凝土获得干缩性小、抗渗性好等一系列 优良性能。鉴于粉煤灰的多种优点，粉煤灰被大量地、广泛 地应用于混凝土生产中，导致粉煤灰的需求量日益增加。由 于粉煤灰货源分布不均匀，利用率有限，许多地区的优质粉 煤灰明显供不应求，供需矛盾日渐加剧。因供需矛盾加剧及 现行行业标准的不足，导致市场上出现了许多劣质粉煤灰。 另外，随着现代生产工艺的改变， 粉煤灰的种类趋于多样化， 现有研究却相对薄弱，导致粉煤灰

2、应用于混凝土时出现了一 定的未知性。劣质粉煤灰或具有未知性能的粉煤灰掺入混凝 土中，不仅不能使混凝土获得应有的优良性能，甚至严重威 胁混凝土的质量和使用寿命。 1 1 掺假粉煤灰优质的粉煤灰掺 入混凝土可明显地改善混凝土的和易性，当粉煤灰掺量大于 胶材总量的5%5%10%10%时，效果极为明显。现今在混凝土实 际生产中， 粉煤灰掺量往往达到 20%20% ，有的甚至高达 30%30% ， 但混凝土的和易性却不尽人意。抽取原材料进行检测时，发 现粉煤灰的检测结果经常不满足标准要求或者与验收时的 结果相差甚远。现以某公司所用口级粉煤灰进场及抽样常规检测结果进行对比， 见表 1 1 。出现这种情况的

3、最大原因就是粉煤灰供货厂家为谋求利益而以次充好，甚至掺假。 粉煤灰进场验收时，检测结果符合要求的原因主要是检测的 样品是供货厂家提前准备好的合格样品或是在易取样部位 装入合格粉煤灰。有些公司由于人员配备或节省成本等原因 不能做到车检或抽检，就导致许多劣质粉煤灰被用于混凝土 生产中。结果不仅没有起到应有的作用，反而给混凝土的质 量埋下了隐患。由于现行行业标准的局限性以及混凝土公司 常规试验的局限性，很难判断粉煤灰的优劣。某些劣质粉煤 灰或假粉煤灰的检验指标往往能满足检验标准，但其性能却 低于优质粉煤灰应有的性能，甚至不具备优质粉煤灰应有的 性能。如大家比较熟悉的，有些厂家将煤矸石等固体废弃物 进

4、行粉磨后充当粉煤灰。煤矸石粉作为“非常规粉煤灰”按照 现行粉煤灰标准进行检测，检测结果符合指标要求，但其真 实性能最多与低品质粉煤灰持平。如何快速有效地判别粉煤 灰的优劣成为目前混凝土行业面临的一道难题。截至目前， 许多混凝土公司都发现粉煤灰供货厂家有掺假行为，这个问 题应引起大家足够的重视。针对上述情况，除了呼吁相关部 门尽快出台具有针对性的检测标准外，混凝土公司也应采取 相应措施避免其蒙混过关。以某混凝土公司验收粉煤灰为例， 其采取的措施包括： （ 1 1）与供货厂家签订诚信及处罚条例， 给其敲响警钟。 （2 2）安排专职取样人员，严禁送货人员取样或使用其提供的样品。 （ 3 3）取样须具

5、有代表性，能反映整车大致情况。（ 4 4）加大抽样频次，增加样品数量，取多次检测 结果作对比。如果发现检测结果不合格或检测结果数据相差 较大，坚决作退货处理。 2 2 含油粉煤灰混凝土公司大多数使 用的粉煤灰颜色与水泥相近，多呈灰色；也有部分粉煤灰颜 色较深呈灰黑色，这种粉煤灰一般细度较细或含碳量较高。 但总会发现一些深颜色的粉煤灰检测结果与常理不符，如某 公司某批次灰黑色级粉煤灰检测结果见表2 2。通过表 2 2 看出，此粉煤灰细度临近技术指标值，含碳量也不高。 但是其颜色较深且试验过程中黑色粉末状颗粒明显。该粉煤 灰进行筛余分析时，筛余中会有一些黑色粉末。需水量比试 验过程中， 在跳桌完成

6、跳动后， 胶砂表层浮有一层黑色物质。 而且，这样的粉煤灰用于混凝土生产后，混凝土浆体表面也 会呈现灰黑色，振捣后更为明显。此现象已在多家混凝土公 司出现，而出现此现象的原因应该是粉煤灰中吸附了一定量 的油分。电厂出于提高燃煤效率或辅助劣质煤燃烧等原因， 在燃煤过程中添加重油等油性物质以助燃。如果添加量过大 或燃烧不充分，粉煤灰内便会吸附一部分油分，因此便出现 上述情况的粉煤灰。混凝土中混入油性物质会影响混凝土中 的胶骨粘结，界面作用力减弱，最终影响混凝土的强度及耐 久性。根据混凝土浇筑后的跟踪观察，我们发现掺入此种粉 煤灰的混凝土会出现一定程度上的色差，强度方面没有明显 变化。虽然此种粉煤灰并

7、未引起工程质量事故，其最终对混 凝土强度及耐久性的影响有多大也无法确定，但我们仍需谨 慎对待。在日常工作中，检测烧失量比较费时，用于车检不 太现实。如果发现颜色较深的粉煤灰，我们可以采用一个简 便方法进行判别：取一定量粉煤灰样品置于烧杯中，然后加 入水搅拌，含油粉煤灰在搅拌后表面会出现一层黑色油状物， 颜色分层明显。如果发现其为含油粉煤灰，各混凝土公司应 根据工程要求、仓储、供应及公司要求等实际情况决定其去 留。 3 3 脱硝粉煤灰近年来，许多混凝土公司发现生产的混凝 土出现刺鼻的氨味，而且在验收粉煤灰时进行需水量比试验 也常伴有刺鼻的氨味。出现氨味的混凝土有时候还伴有凝结 时间延长或涨模等现

8、象，有的甚至因含气量过高而造成混凝 土强度大幅度下降，从而导致严重的工程质量事故。上述现 象出现的原因主要是混凝土中掺入的脱硝粉煤灰。脱硝作为 节能减排的一项重要指标，许多燃煤电厂都增加了脱硝装置， 所以近年来脱硝粉煤灰量有所增加。正常情况下的脱硝粉煤 灰与传统粉煤灰没有明显的区别，应用于混凝土中也不会对 混凝土性能产生较大的不利影响。但当脱硝过程出现问题， 粉煤灰中含有的脱硝副产物 NH4HSO4NH4HSO4 和 (NH4)2SO4(NH4)2SO4 含量 较高时，生产的混凝土就会出现凝结时间延长、产生刺激性 气体、强度下降等问题 11 。如某工程使用了掺入非正常脱硝 粉煤灰的混凝土， 结

9、果混凝土出现了和易性差、 凝结时间长、强度降低等问题，导致拆模后混凝土结构出现严重缺陷，如 图 1 1 所示。混凝土公司一般不能对粉煤灰中的元素含量进行 测定，而且对混凝土造成严重影响的副产物限值也无依据可 循，这导致很难判断进场的脱硝粉煤灰可否安全地应用于混 凝土生产。如果生产的混凝土有质量问题，通常在生产或浇 筑完成后才能发现，往往就会带来巨大的经济损失甚至严重 的质量事故。为了避免重大事故的发生，我们应在粉煤灰的 生产、验收及使用过程中寻求新的应对方式方法。作为混凝 土人，我们呼吁脱硝粉煤灰生产工艺需要进一步完善并寻求 新的检测方法，同时采取以下措施来辨别和使用脱硝粉煤灰： （1 1）脱

10、硝粉煤灰加入热水中或与水泥掺和搅拌后往往会出 现刺激性的氨气味，这可作为一项简单的判别依据。 （ 2 2）验 收和使用过程中积累经验和数据。对于脱硝粉煤灰检测数据 及试验过程中出现的现象进行记录，结合混凝土生产状况时 常进行对比， 以便及时发现问题。（3 3）增加混凝土监测频率， 如含气量测定、凝结时间测定等。 4 4 CFBCFB 固硫灰 CFBCFB 固硫 灰是指含硫煤与脱硫剂按一定比例混合后在流化床锅炉 850850C900900C温度燃烧固硫后排出的飞灰。CFBCFB固硫灰不同于传统的煤粉炉粉煤灰，由于燃煤工艺的不同，两者在矿 物组成、物理性质等方面都有较大的差异。传统粉煤灰所含 结晶

11、相物质中莫来石占很大比例，莫来石是由黏土中的高岭 石在10001000 C以上的高温中形成，其含量与煤种有关。而在 流化床锅炉工艺中，黏土中的高岭石以偏高岭石的形式存在。 而且， CFBCFB 固硫灰中由于固硫剂的掺入会含有脱硫产物 CaSO4CaSO4 、 CaSO3CaSO3 及固硫剂残留产生的 f-CaOf-CaO 等物质。上述 物质的存在使得 CFBCFB 固硫灰不论是物理特性还是火山灰活 性，都与传统粉煤灰有较大差别，应用于混凝土中会出现与 外加剂适应性差、需水量大、和易性及体积稳定性都比较差 等问题2 2。CFBCFB固硫灰应用于混凝土的技术相对于传统粉煤 灰来说还不够成熟，易对混

12、凝土造成各种不利影响。鉴于上 述原因，供货厂家一般不会向混凝土公司供应固硫灰。但供 货厂家在货源不足等情况下难保不会将其掺入传统粉煤灰 中，对此也应保持警惕。对于 CFBCFB 固硫灰的判别，目前还 没有简单易行的方法。颜色一般发红的 CFBCFB 固硫灰，比较 容易辨别。但因含碳量的不同或煤种的不同，也可能与传统 粉煤灰颜色相近，这就要求我们在应用时勤观察，多发现， 以经验弥补检测手段的不足。结论粉煤灰作为现代混凝土胶 结材料中不可缺少的材料之一，市场需求日益增长，导致大 量以次充好的粉煤灰流入市场。随着生产工艺的改变，粉煤 灰的种类日益增多，且掺和料本身性质也发生了一定的变化， 对混凝土性能产生一定的影响。对于粉煤灰种类的增加和性 质的变化，有关的基础研究却相对薄弱，缺乏指导性研究成 果。鉴于上述情况，作者在此建议： （ 1 1）针对粉煤灰生产工 艺的改变及其性质的变化，应加快研究的步伐，推出具有指导性意义的研究成果。 ( 2 2)针对现有粉煤灰种类的多样性， 积极寻求新的检测方法， 制定新的技术规范及应用标准。 ( 3 3) 针对粉煤灰市场