粉煤灰经加工达到超细状态后,其物理性能发生改变,比表面积加大,表面能提高,表面活性增加,在水泥混凝土水化过程中的效应归结起来可分为形态效应、活性效应和微集料效应。1、形态效应:泛指混凝土或砂浆中的专业水泥粉煤灰, 由其颗粒的外观形貌、内部结构、表面性质、颗粒级配等物理性状所产生的效应。专业水泥粉煤灰2、活性效应:指粉煤灰中的活性成分SiO2 和Al2O3 与水泥中的矿物质发生化学反应生成水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙晶体的能力。这是因为粉煤灰超细粉中SiO2、Al2O3等活性成分在熟料水化产物氢氧化钙的作用下,发生二次水化反应生成水化硅酸钙凝胶,增强了水泥石体系的粘接,减少了混凝土内不利于耐久性的晶相含量。随着超细粉体粒径的降低
利用粉煤灰进行路基及工程填筑、填沟造地、沉陷区治理等生态修复工程也已有成功的范例。如运城市风陵渡开发区通过设置拦渣坝、排水井、防渗等设施将应用于专业水泥粉煤灰填沟造地百余亩;太原东山煤矿采用以专业水泥粉煤灰为主的浆料填充密实矸石空隙的方法,将粉煤灰输送到井下,填充到采空区,从而减少地面沉降。
粉煤灰主要含二氧化硅、氧化铝和氧化铁等,已广泛用于制水泥及制各种轻质建材。此外还可利用粉煤灰作漂珠及作为肥料和微量复合肥料。在工业方面可从专业水泥粉煤灰中回收碳、铜、铁、锗和钪等多种物质。目前有很多不法厂商将草木灰掺入到粉煤灰中,导致粉煤灰质量下降,学会辨别超细粉煤灰变得非常重要。专业水泥粉煤灰而且粉煤灰,流动性提高,工业矿渣超细粉与粉煤灰超细粉的性能主要集中在原料选择和细度两个方面。粉煤灰的主要化学成分为二氧化硅、氧化铝和氧化铁,高钙灰则含有较多的氧化钙。减少混凝土的用水量,改善混凝土的工作性质;矿渣是炼铁高炉排出的水淬废渣,其主要化学成分为二氧化硅、氧化铝和氧化钙与水泥成分接近。超细粉磨至平均粒径小于5μm和小于10μm可有效提高其水化活性。
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,专业水泥粉煤灰的种类趋于多样化,现有研究却相对薄弱,导致粉煤灰应用于混凝土时出现了一定的未知性。劣质专业水泥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。
当前粉煤灰治理中存在的问题主要可以概括为下列三个方面的问题:一是粉煤灰污染防治重视不够,一方面表现在政府的政策指引重资源利用,轻环境保护。另一方面是目前地方政府牺牲环境追求经济效益的观念尚未完全转变。当前有些地方领导环境意识薄弱,对可持续发展战略认识不足,在任期内只考虑近期的、局部的经济发展需要,在发展规划中,尤其在火电厂选址上,缺乏对保护环境的长远考虑。二是专业水泥粉煤灰处置场所防治措施不足。三是专业水泥粉煤灰综合利用政策缺乏监管。由于缺乏对粉煤灰综合利用率的统计监管,实践中的粉煤灰综合利用率一直饱受公众的质疑。尽管据中国资源综合利用协会测算,2009年我国综合利用粉煤灰约4亿吨,综合利用率达到68%,但根据绿色和平组织的调查后,我国目前粉煤灰综合利用率实际不足30%。
首先,粉煤灰“填充效应”可以改善水泥与粉煤灰组成的二元胶凝材料体系的颗粒级配,降低降凝材料的空隙率,进而使填充在水泥颗粒间的“填充水”释放出来,改善混凝土的工作性。其次,粉煤灰中含有大量的球形玻璃体,在混凝土中起到“滚珠、轴承”润滑效应,减少颗粒间的摩擦力,进而改善混凝土的工作性。再次,粉煤灰的活性大大低于水泥活性,可以降低混凝土坍落度损失。此外,粉煤灰对外加剂的吸附仅仅存在表面的物理吸附,优质粉煤灰对外加剂的吸附低于水泥,混凝土中使用优质粉煤灰相当于增加外加剂用量,混凝土初始坍落度及保持能力都有提高。最后,粉煤灰的密度小于水泥,等量取代水泥后,混凝土中的浆体量增加,改善混凝土的粘聚性,提高抗离析能力,减水泌水,从而改善了混凝土的工作性能,使混凝土具有更好的流动性、密实性、匀质性,便于混凝土的施工。 实践应用过程中发现,质量优良的粉煤灰具有一定的减水作用,当掺量50%时,需水量减小幅度很小。粉煤灰有无减水性以及减水性的大小与其质量有很大的关系,因此应通过试验确定,不宜盲目偏信。