粉煤灰在混凝土路面砖和钢筋混凝土排水管的应用
【摘 要】现代工业的快速发展，粉煤灰排放量日渐增多，严重的污染环境。如何变废为宝，合理利用是当前的重要任务。粉煤灰在建材行业是一种新资源。本文论述了粉煤灰在混凝土路面砖和钢筋混凝土排水管中取得了经济和社会效益。
【关键词】粉煤灰 混凝土路面砖 钢筋混凝土排水管
前言
我国有丰富的煤炭资源，在现代工业发展的今天，仍然以煤炭为主进行火力发电，电厂规模的不断扩大导致了粉煤灰的排放量急剧增加。粉煤灰是一种大宗工业废料，它具有潜在的火山灰活性的物质，能为建材工业所利用。目前我国粉煤灰在建材行业中的应用主要包括：路基填充材料、墙体材料、粉煤灰水泥和混凝土掺合料等。掺合料加入混凝土中不仅可降低成本，改善混凝土的和易性、工作性、耐久性能，还能变废为宝成为有利于建材工业可持续发展的绿色混凝土。而掺合料中粉煤灰其来源广泛，价格低廉，性能优异，把粉煤灰作为一种混凝土的掺合料已得到广泛应用。粉煤灰的综合利用，保护了环境、节约资源，降低了企业的生产成本，提高了经济、社会和环境效益。
1 原材料
我厂经过多次试验研究，探索出在悬辊法生产钢筋混凝土排水管中，使用高钙粉煤灰的最佳方案及配比，既提高了排水管的使用性能，又降低了原材料的成本提高了企业的经济效益。经过二年多的使用，高钙粉煤灰在钢筋混凝土排水管使用是可行的。
其技术指标：复合水泥（P•C）强度等级32.5，砂细度模数2.3~3.0，容重1450~1550kg/m3，碎石颗粒级配5~10mm，容重1400~1500 kg/m3，粉煤灰，本市二电厂III级灰，其有效成份SiO3；A12O3总量达到60%以上，混凝土路面砖底料设计强度为C30，自然养护。
2 粉煤灰在混凝土路面砖中的应用
选用等量取代法，并进行了多次试验，确定混凝土路面砖底料加入粉煤灰的最佳配比。原材料同前。试验数据表1
由表1表明采用等量取代法，随着粉煤灰的掺量不断增加，不论自然养护还是浇水养护，掺量超过25%时早期和后期强度都有所下降，其原因是32.5级复合水泥的混合材料用量较多，掺量在20%～50%，有效的氧化钙含量较低，导致不能形成大量的水化胶凝物，影响了强度的增长。当粉煤灰掺量不大时Ca（OH）2依然存在。当掺量大于30%时，Ca（OH）2全部参加二次水化无多余存在，所以强度降低。加大粉煤灰掺量时，可适当进行增钙措施弥补氧化钙的不足。加大Ca（OH）2的二次水化反应提高混凝土的强度。
由表1表明路面砖底料掺加粉煤灰后的强度在28天时略有下降，60天时比基准混凝土（不掺粉煤灰）有所提高，这是由于在水泥浆体中被粉煤灰取代的一部分水泥的早期强度得不到补偿，导致影响水泥浆体的早期强度提高。随着龄期的不断增长，粉煤灰的活性组份和Ca（OH）2进行了二次水化反应生成新的水化胶凝材料。降低了水泥石碱度，进一步促进了熟料的水化，因此，水泥的长期强度可以得到补偿并有提高。浇水养护5天后的强度要好于不浇水养护，充分说明浇水养护后，加速了水泥硬化后Ca(OH）2的生成，加快了二次水化反应，从而使混凝土强度28天后与基准混凝土相比有提高。
选用等量取代法在路面砖底料中加25%的粉煤灰，其产品经检验结论与试验基本相符，产品达到了JCJ446-2000《混凝土路面砖》标准要求。在2008年，掺入粉煤灰生产路面砖7万平米，减少水泥用量为306T，节约资金7.7万元。
在钢筋混凝土排水管中应用更为合适（蒸汽养护），根据现有原材料，碎石颗粒级配5~20mm，电厂II级粉煤灰其它同上，首先确定在钢筋混凝土排水管试验数据（表2）从而确定最佳配合比。
由表2看出掺入粉煤灰的钢筋混凝土排水管更适合蒸汽养护，这是在常温下由于水泥水化速度较慢导致Ca(OH）2的生成缓慢。蒸汽养护显著提高了水泥—粉煤灰的水化速度和早期活性，对水泥硬化后产生Ca(OH）2与粉煤灰的二次水化起了加速作用，从而提高了硬化后浆体的抗压强度。
在2008年6月，选用等量取代法掺入25%的粉煤灰在车间使用，生产钢筋混凝土水管25.5km。经检测其产品完全符合GB/T 11836——1999《混凝土和钢筋混凝土排水管》标准要求。减少水泥590T，节约资金14.2万元。通过生产中使用，在路面砖和排水管这两种干硬性混凝土中，采用等量取代法掺入粉煤灰在技术上是可行的，效果良好，其产品达到了相应的标准要求。在使用中要注意：掺加粉煤灰的混凝土的搅拌时间应在2min以上；制定合理的自然养护和蒸汽养护制度；用化学物质进一步激发粉煤灰的活性，使其掺量进一步增加。
4 结束语
从使用效果看，粉煤灰在路面砖和排水管的应用，通过有效的技术途径是完全可行的。我市电厂的粉煤在排放量也是日渐增多，国家对综合利用资源政策的支持，提高了粉煤灰的利用率，变废为宝，节约了资源。加速综合利用水平，对实现粉煤灰在水泥制品行业的资源化有重要意义。水泥制品是经济耐用性产品和环保产品，其社会效益和经济效益十分可观。