固體廢棄物粉煤灰在蒸壓加氣混凝土板材中的應(yīng)用

作者：景進(jìn)兵

粉煤灰主要產(chǎn)生于燃煤發(fā)電廠，是煤炭燃燒后產(chǎn)生的廢棄物。為了使資源的利用率得到有效提升，粉煤灰被廣泛應(yīng)用于建筑材料領(lǐng)域，粉煤灰雖然能夠作為蒸壓加氣混凝土砌塊、板材的關(guān)鍵主要材料，但是在實(shí)際應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)粉煤灰氨味、膨脹等異常現(xiàn)象，從而使蒸壓加氣混凝土砌塊、板材質(zhì)量受到極大影響。為了解決這一問題，必須對粉煤灰異常原因進(jìn)行分析，并且對粉煤灰質(zhì)量給予有效檢測。

一、粉煤灰檢測方法分析

本次實(shí)驗(yàn)主要對GC/T1596－2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》文件給予詳細(xì)參照，從而分析粉煤灰的燒失量、細(xì)度、活性指數(shù)和化學(xué)組成等內(nèi)容。

具體來看，粉煤灰的基本性能包括以下內(nèi)容：F1號粉煤灰的燒失量為1.0%，細(xì)度為11.2%，需水量為92%，安定性和放射性均為合格，強(qiáng)度活性指數(shù)為64%；F2號粉煤灰的燒失量為1.0%，細(xì)度為9.5%，需水量為90%，安定性和放射性均為合格，強(qiáng)度活性指數(shù)為77%；F3號粉煤灰的燒失量為0.2%，細(xì)度為19.2%，需水量為91%，安定性和放射性均為合格，強(qiáng)度活性指數(shù)為62%；F4號粉煤灰的燒失量為6.3%，細(xì)度為26.4%，需水量為98%，安定性和放射性均為合格，強(qiáng)度活性指數(shù)為64%；F5號粉煤灰的燒失量為6.0%，細(xì)度為41.3%，需水量為106%，安定性和放射性均為合格，強(qiáng)度活性指數(shù)為71%。

粉煤灰的化學(xué)成分包括以下幾部分：

F1號粉煤灰的二氧化硅含量為48.27%，氧化鋁含量為30.75%，氧化鈣含量為4.94%，氧化鐵含量為8.12%，氧化鎂含量為2.53%，三氧化硫含量為0.35%，五氧化二磷含量為0.23%；F2號粉煤灰的化學(xué)成分含量依次為48.40%、33.25%、3.46%、3.78%、2.40%、0.25%和0.26%；F3號粉煤灰的化學(xué)成分含量分別為50.47%、25.53%、7.62%、5.27%、1.25%、0.50%和0.43%；F4號粉煤灰的化學(xué)成分含量分別為39.00%、23.02%、13.74%6.95%、1.72%、1.80%和1.63%；F5號粉煤灰的化學(xué)成分含量分別為41.05%、27.04%、11.89%、5.13%、1.83%、1.96%和0.98%。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的粉煤灰基本性能和化學(xué)組成可以看到，普通粉煤灰的燒失量、細(xì)度、活性指數(shù)和化學(xué)成分含量均達(dá)到GC/T1596－2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足蒸壓加氣混凝土砌塊、板材的生產(chǎn)的主要原材料。

二、粉煤灰異常檢測方法分析

(1)氨味問題。

與沒有氣味的普通粉煤灰相比，異常粉煤灰散發(fā)出刺激性氨味，這主要因?yàn)榉勖夯以陔姀S經(jīng)歷脫硝工藝，因此氨會殘留在粉煤灰中。現(xiàn)階段電力行業(yè)的發(fā)展水平不斷提升，因此燃煤發(fā)電廠的污染治理力度越來越大，由于在治理過程中會應(yīng)用到煙氣脫硝技術(shù)，因此會應(yīng)用到尿素、氨成分的脫硝劑，而粉煤灰本身屬于多孔結(jié)構(gòu)，因此會大量吸收催化反應(yīng)殘留的硫酸氫銨，從而導(dǎo)致氨氣問題發(fā)生。

在對異常粉煤灰的氨氣問題進(jìn)行檢測時，主要經(jīng)歷以下幾個步驟：首先，檢驗(yàn)人員要嚴(yán)格將溫度控制在18℃～22℃之間，并且對實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性進(jìn)行檢查；其次，檢驗(yàn)人員要定量稱取粉煤灰5.00g，并且準(zhǔn)備500mL的0.1mol/L氫氧化鈉溶液；第三，檢驗(yàn)人員要將二者分別加入錐形瓶和分液漏洞中，然后對測量管和平衡管的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其與液面保持平衡，然后對計量數(shù)據(jù)V1進(jìn)行準(zhǔn)確記錄；第四，檢驗(yàn)人員要對分液漏洞的閥門進(jìn)行調(diào)整，從而使粉煤灰充分混合在氫氧化鈉溶液中，并用電磁攪拌器混合均勻；第五，檢驗(yàn)人員需要再次對測量管和平衡管的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保障與液面的一致性，再次準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)V2；第六，根據(jù)以下公式對單位氣體釋放量進(jìn)行計算：c=(V2－V1)/m。最終測量出普通粉煤灰的單位氣體釋放量均為0，而F4號異常粉煤灰的單位氣體釋放量為5.46mL/g，F(xiàn)5號異常粉煤灰的單位氣體釋放量為0.50mL/g。

（2）膨脹問題。

普通粉煤灰與堿性溶液混合時不會發(fā)生膨脹反應(yīng)，而粉煤灰的膨脹反應(yīng)非常明顯，這主要是因?yàn)榉勖夯視趬A性溶液中散發(fā)爆燃性氣體，因此體積會發(fā)生顯著變化。導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生的主要原因在于粉煤灰的采集運(yùn)輸過程，由于粉煤灰中混入大量垃圾焚燒后的殘渣，因此會造成膠砂體積發(fā)生膨脹。

在對粉煤灰的膨脹問題進(jìn)行檢測時，主要經(jīng)歷以下幾個步驟：首先，檢驗(yàn)人員要選用摻有30%粉煤灰的基準(zhǔn)水泥，然后根據(jù)0.5的固定水膠比制備水泥凈漿；其次，檢驗(yàn)人員要準(zhǔn)備質(zhì)量為48g～52g的玻璃板和長、寬、高分別為100mm的試模，并且將水泥凈漿注入到試模中，一直到另一側(cè)溢出試模邊緣2mm，再用濕潤的棉布覆蓋在上方；第三，檢驗(yàn)人員用千分表讀取加水?dāng)嚢钑r的數(shù)據(jù)，最后用以下公式計算出檢測結(jié)果：c=（h1－h(huán)0）/100×100%，最后可知普通煤粉灰性能正常，而F4和F5的豎向膨脹率均達(dá)到0.20%以上。

結(jié)論

綜上所述，針對固體廢棄物粉煤灰原因及檢測方法的探究是非常必要的。現(xiàn)階段粉煤灰已經(jīng)在建筑工程材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但是粉煤灰現(xiàn)象卻嚴(yán)重影響蒸壓加氣混凝土砌塊板材生產(chǎn)質(zhì)量的問題，因此必須對粉煤灰的異常原因及質(zhì)量檢測方法給予深入分析。研究可得，不同類型的粉煤灰在應(yīng)用中具有不同效果，而經(jīng)過不同的工藝配方處理的粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊和板材強(qiáng)度較高，能夠有效替代砂作用。

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