粉煤灰是火力發(fā)電廠的主要廢棄物,其產(chǎn)量逐年增大,處理不當(dāng)將嚴(yán)重污染環(huán)境目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)把粉煤灰廣泛應(yīng)用于建材、建工、回填、筑路、農(nóng)業(yè)、化工、環(huán)保、高性能陶瓷材料等眾多領(lǐng)域。
[1].國(guó)外粉煤灰利用情況
國(guó)外20世紀(jì)30年代就用粉煤灰配置混凝土英國(guó)粉煤灰利用率為46.2%,德國(guó)65%, 法國(guó)75%。美國(guó)把粉煤灰列入礦物資源的第七位,排在礦渣石灰與石膏之前。美國(guó)20世紀(jì)30、40年代就用粉煤灰建造水壩日本也從20世紀(jì)50年代起用粉煤灰建造水壩。
[2].國(guó)內(nèi)粉煤灰利用情況
我國(guó)粉煤灰的綜合利用技術(shù)有近200項(xiàng),其中得到實(shí)施應(yīng)用的近70項(xiàng)。但是相對(duì)來(lái)說(shuō)我國(guó)粉煤灰的利用率還是較低產(chǎn)生的附加值并不是很高。所以我們必須加緊對(duì)粉煤灰在高新技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究。
據(jù)資料統(tǒng)計(jì),中國(guó)的粉煤灰堆積量已達(dá)到120億t,且每年以1.6 億t 速度增加,用這些粉煤灰堆成4 m 寬、4m高的城墻,長(zhǎng)達(dá)80,000km,比長(zhǎng)城長(zhǎng)16 倍多,可以繞地球兩圈以上,目前我國(guó)粉煤灰利用率約為45%左右。
以前是發(fā)電廠頭痛該如何處理的發(fā)電垃圾自從變?yōu)榻ú闹螅儚U為寶,特別是水泥廠和商品混凝土站,需求量很大,價(jià)格也一路攀升,于是有些不法商販打起了歪主意,拿砂子磨細(xì)成石粉摻到煤灰中或全部是石粉供應(yīng)給攪拌站,我們知道,粉煤灰在混凝土中起到的主要作用是潤(rùn)滑,改善和易性,特別是泵送混凝土尤為重要,攪拌站在用到這類假灰時(shí),會(huì)出現(xiàn)和易性差,難泵送,后期強(qiáng)度增長(zhǎng)不上去的情況,對(duì)混凝土質(zhì)量造成不良后果,建筑結(jié)構(gòu)的安全不能得到保證,嚴(yán)重的危害人民群眾的財(cái)產(chǎn)安全,對(duì)于這類粉煤灰我們混凝土企業(yè)技術(shù)從業(yè)人員該如何去鑒別,參照下面提到幾點(diǎn):
1.外觀特性
粉煤灰外觀類似水泥,顏色在乳白色到灰黑色之間變化,粉煤灰的顏色是一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo),可以反映含碳量的多少和差異,在一定程度上也可以反映粉煤灰的細(xì)度,顏色越深,粉煤灰粒度越細(xì),含碳量越高。
粉煤灰就有低鈣粉煤灰和高鈣粉煤灰之分。通常高鈣粉煤灰的顏色偏黃,低鈣粉煤灰的顏色偏灰。粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織,比表面積較大,具有較高的吸附活性,顆粒的粒徑范圍為0.5~300μm。并且珠壁具有多孔結(jié)構(gòu),孔隙率高達(dá)50%—80%,有很強(qiáng)的吸水性。
(假灰在顯微鏡下呈棱角狀)
鑒別假灰,首先篩分,一般來(lái)說(shuō)較小粒徑級(jí)別的粉煤灰顆粒在顯微鏡下光滑的玻璃球狀較多,較大粒徑級(jí)別的顆粒表面不規(guī)則但也大致呈球狀。如果摻入過(guò)多磨細(xì)沙粉、石粉、鍋爐渣粉,則各粒徑級(jí)別的不規(guī)則顆粒較多,尤其是小粒徑級(jí)別下,呈現(xiàn)不規(guī)則棱角狀,如上圖所示。
2、化學(xué)成分
粉煤灰物理化學(xué)性質(zhì)波動(dòng)比較大,這主要是煤質(zhì)的不同、鍋爐技術(shù)參數(shù)不同、技術(shù)管理水平不同等造成的。粉煤灰的主要化學(xué)成分為:SiO2:33%—63%;AlO3:16%—40%;Fe2O3:1.5%—6%;CaO:2%—8%;MgO:1.5%—4%;Na2O:0.5%—2.5%;K2O:0.3%—2%;TiO2:0.3%—1.6%。
3、微觀性能
粉煤灰的顯微結(jié)構(gòu)主要是研究顆粒形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及物相種類等特性。
3.1 漂珠
漂珠一般呈乳白色,密度小于1g/cm3,粒徑15μm—180μm,以玻璃相為主,空心球,漂于水面,玻璃相內(nèi)有殘存氣體包裹。在熔融態(tài)時(shí),因表面張力的作用,在終收縮過(guò)程中,產(chǎn)生復(fù)合結(jié)構(gòu)的微珠(即子母珠)。有呈定向針狀莫來(lái)石集合體和交織狀的針狀莫來(lái)石晶體。
3.2 沉珠(硅鋁質(zhì)玻璃微珠)
一般呈灰白色,粒徑小于50μm,密度為1.8-2.7g/cm3可沉于水底。SiO2和Al2O3的總和通常在80%以上,珠體形成的溫度為1300℃-1400℃左右,其物相主要為玻璃相、莫來(lái)石及少量鱗石英晶體析出,莫來(lái)石的含量與晶體的程度高于石英如果對(duì)微珠進(jìn)行輕度溶蝕,使殼層玻璃體溶解,可清晰見(jiàn)到從珠壁向內(nèi)生長(zhǎng)的針狀莫來(lái)石晶體,并且大微珠內(nèi)還包裹著更小的微珠。也有微珠在玻璃質(zhì)珠壁上析出莫來(lái)石和鱗石英。其玻璃基質(zhì)有很多氣孔出現(xiàn)。
3.3海綿體玻璃體(也稱不規(guī)則微珠)
當(dāng)煤粉粒子較粗或鍋爐溫度低于1300℃時(shí),煤粉中的鋁硅酸鹽黏土礦物來(lái)不及完全液化,通過(guò)固-液相反應(yīng)和快速冷卻而形成的。在液相粘度較大所形成的硅鋁玻璃體表面極為粗糙,具有大量微孔的近似圓形的海綿體的不規(guī)則微珠。該微珠呈乳白色-灰色,粒徑小。含硅量高,有少量的莫來(lái)石等。
3.4磁珠
也稱高鐵微珠,呈黑色,粒徑為50μm左右,導(dǎo)電,并顯磁性,密度為3.8—4.2 g/cm3。該珠體是由富鐵組成的粉煤灰溶體從高溫快速冷卻,通過(guò)表面張力收縮形。