粉煤灰质量下降问题该如何应对？
高国成（威海冠宏商品混凝土有限公司，总工）
自国家提倡废物利用以来，粉煤灰从原来的工业垃圾逐渐上升为商品混凝土中不可或缺的组分。我国现代混凝土中的粉煤灰使用技术已经上升到新常态的阶段。，因为粉煤灰本身带给混凝土的作用确实很多，起初使用它的原因是可以节约水泥和细骨料的用量，即节约混凝土单方成本，这可能是任何新型材料被利用起来的也最具诱惑性的初衷吧。随着科研人员和工程师们不断对粉煤灰的研究开发利用， 逐渐认识到粉煤灰不仅仅节约资源，更具有本身结构的形态和填充效应，可以改善混凝土拌合物的流动性、凝聚性和保水性，即增强了混凝土的可泵性能。其次粉煤灰的化学组成成分带给混凝土火山灰效应，通过与水泥水化产物的二次化学反应，增强了混凝土的密实性、强度和抗渗能力。粉煤灰种种的优点，深受使用者的青睐。但任何事物都有优劣，人无完人金无足赤，历史让我们明白一个道理，任何事物都要一分为二去看待去解读。粉煤灰这种“垃圾”产品到底有哪些“垃圾”作用，在此浅析一二并谈谈如何调整和规避。
1 粉煤灰需水量比大问题
在混凝土中，我们迫切希望每种材料的需水量都要小，这样的话，我们在配制混凝土就会用很少的水，即保证水胶比不变的情况下，节约胶凝材料用量，所以我们选择使用不同等级粉煤灰，用水量也是不同的，当然粉煤灰的单价也存在很大的差异。所以对于搅拌站使用选择不同等级的粉煤灰需要根据混凝土的指标和性价比来决定。对于混凝土生产过程中难免出现粉煤灰需水量过大的情况，这就需要我们技术人员对于来料进行抽样复检，如发现需水量过大的情况，可以通过调整掺量的比例和调整外加剂用量进行解决，并监控后期粉煤灰质量的变化情况，做好配合比调整工作。
2 烧失量过大问题
粉煤灰未燃烧的有机物，主要是炭，我们知道炭具有很强的吸附性，这就是为什么原状灰，俗称统灰，即没有经过分选的灰。这种灰含碳量就比较高，对外加剂的吸附性很高，在混凝土中表现为混凝土坍落度损失很快，用水量很高。粉煤灰进场可以通过水泥和掺加粉煤灰净浆试验和经时损失来比较粉煤灰的吸附性。在混凝土生产过程中可通过调整粉煤灰掺量的比例和调整外加剂用量进行解决。
3 细度过粗问题
研究表明，粉煤灰细度越细活性越高，粒径在 10 微米以下的活性贡献率 100%，粒径在 100 微米以上基本没有活性，在混凝土中只是起到填充效应和形态效应。所以我们想发挥粉煤灰在混凝土中的火山灰效应，就要尽量选用优质粉煤灰。如果我们使用粉煤灰只是改善混凝土的和易性状态，可选用品质差一些的粉煤灰。在混凝土生产中，粉煤灰细度过粗我们就要及时注意混凝土的用水量是否增加，对外加剂的吸附性是否变大等，及时调整来保证混凝土的状态和最终的强度的波动。
4 粉煤灰生产工艺带来的副作用
粉煤灰最早是通过分选出不同级别的灰，随着发展，电厂为了增加粉煤灰的效益，通过粉磨把统灰经过粉磨处理得到更多的优质的灰，有些搅拌站认为经过粉磨的灰不能使用，原因是破坏了粉煤灰的球状结构，破坏了改善混凝土和易性作用，但实际恰恰相反，粉磨的粉煤灰结构即使部分破坏，但是大部分还是由大的球状体被粉磨成若干小球状体，基本不影响改善混凝土和易性状态的情况，同时又可以增加更多的二次化学反应，增加强度。其二，电厂为了增加燃煤的燃烧值，电厂的做法往往在燃煤中添加油脂类的东西进行助燃。但就是这些助燃的油脂类燃烧后的炭在混凝土中大量存在，尤其使用聚羧酸外加剂的搅拌站，生产出的混凝土出现浮黑灰的情况相对比较严重，如果搅拌站出现这种情况，可以通过进场取样的粉煤灰装进小桶里面加入水进行搅拌，如果浮出的油脂类黑色的灰很多，说明该粉煤灰加入助燃物多，或者是煤本身的质量不好。在实际生产中可通过降低粉煤灰的掺量，减少坍落度或者调整外加剂适应性进行解决，但最终解决办法还是解决粉煤灰材质问题，解决助燃物过量造成的问题，这才是根本。其三，电厂为了防止硫、硝对空气的污染，电厂会进行脱硫脱硝处理，通常情况采用尿素、氨类较便宜的办法进行处理，往往控制不当，造成混凝土中的氨类物质遇到水出现混凝土冒泡释放出氨气，混凝土出现刺鼻的气味。在笔者经历中，偶有一次出现类似的情况，混凝土浇筑高层某层主体施工到很晚，待到第二天一早工人上去施工作业时，很多工人被莫名的刺鼻的气味呛到无法上去施工，没有办法待到上午 10 点左右气味才慢慢散去。还有一个比较严重的案例是工人浇筑完混凝土，第二天浇筑混凝土的所有工人的眼睛都不同程度受到某种气体刺激导致损伤，经调查是粉煤灰厂管理不善，脱硝脱硫的氨类物质泄漏造成的事故。
最后，粉煤灰进场检验是非常重要的，通过简单外观观察颜色深浅、采用加水搅拌看浮出灰的颜色、通过筛析法等判断粉煤灰质量的优劣，足可以控制粉煤灰的品质。在生产过程中，通过调整配合比一样可以解决因为煤灰的质量下降带来的一系列不利问题。后期联系厂家调整粉煤灰产品质量，恢复到正常的使用状态中。
万晶（拉法基（重庆）混凝土有限公司，试验室主任）
传统意义的粉煤灰，来自火力发电厂从燃煤烟气中收集的具有活性，呈圆球状的细颗粒物质。
首先，由于燃煤被加工成煤粉，在灼烧过程中，因冷空气受急冷，形成细小球形状颗粒物，其颗粒形貌效应，在混凝土拌合物中表现出“滚珠效应”作用。其次，粉煤灰颗粒的比水泥颗粒细小，可有效填充水泥颗粒的空隙，使水泥、粉煤灰混合后，形成比较理想的级配，更密实。最后，粉煤灰主要化学成分为 SiO2 和 Al2O3，能与水泥水化产物 Ca(OH)2等碱性物质生产水硬性胶凝化合物。因此，作为粉煤灰添加到混凝土中，不仅可以有效改善混凝土拌合物的和易性，还能提高混凝土的后期强度，并可有效替代部分水泥用量，具有较高的性价比。
目前，市场上存在脱硫灰、脱硝灰、浮黑灰、真假粉煤灰。现行涉及粉煤灰检测指标的规范， GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土的粉煤灰》、GB/T 50146—2014《粉煤灰混凝土应用技术规范》、GB/T 51003—2014《矿物掺合料应用技术规范》只是对粉煤灰的检测指标进行了规定，也未见相关文献论述脱硫灰、脱硝灰、浮黑灰，是否对混凝土力学性能、耐久性有影响。由于供需矛盾加剧，不法商家利益驱使，导致市场上出现了劣质粉煤灰，更是严重威胁着混凝土的质量和建筑物的使用寿命。
假粉煤灰对混凝土的质量影响是非常严重的。混凝土搅拌站试验室依据规范，只能对粉煤灰的细度（45μm 筛余百分比）、烧失量、需水量比进行比较准确的检测，不能根本鉴别粉煤灰的真、假、优、劣。
在使用粉煤灰常规检测方法对粉煤灰进行检测同时，可同时使用以下试验方法来辨识粉煤灰的纯度。
（1）通常，石灰石粉在制备过程中，会夹杂泥粉。利用亚甲蓝 MB 试验方法，检测粉煤灰中是否掺有磨细石灰石粉。依据规范 JGJ/T 318—2014《石灰石粉在混凝土中应用技术规程》。
（2）真正的粉煤灰是高温灼烧生成，利用烧失量试验方法，检测粉煤灰中是否掺有遇高温易分解的物质（如：石灰石粉）。试验中，凡是烧失量过大，可推定粉煤灰中掺有高温易分解的物质。
（3）利用强度活性试验方法，检测粉煤灰中是否掺有活性较低的粉体材料（如：石灰石粉、煤矸石等惰性材料。一般粉煤灰的 28d 活性指数不低于 70.0%）。
（4）如有条件，可使用电子显微镜观察粉体材料的颗粒形貌特征。圆球状颗粒比较多的是粉煤灰，圆球状颗粒较少，有较多不规则颗粒的，则是掺有磨细颗粒物。
（5）利用水泥净浆流动度试验，按混凝土 C30 配合比胶凝材料的比例，配制水泥净浆，观察试验制备的水泥净浆表面是否漂浮有较多的黑色油状物，可初步判定该粉煤灰是浮黑灰。
（6）在制备水泥胶砂过程中，胶砂拌合物散发有氨气的气味，可初步判定该粉煤灰是脱硝灰。
粉煤灰检测试验中，可以把粉煤灰的活性指数试验作为一个重要试验来进行。凡是 28d 活性指数低于 70.0% 的粉煤灰，只能作为混凝土的填充材料，其根本不会对混凝土后期强度有贡献，在混凝土配合比设计中，应严格控制其作为胶凝材料的掺量。
郑兴民（无锡市德济商品混凝土有限公司，工程师）
粉煤灰是混凝土中使用最广泛的矿物掺和料，其质量的好坏对混凝土的性能有一定的影响。粉煤灰的组成和化学成分对粉煤灰在混凝土中的三大效应的发挥有直接的影响，只有充分保证粉煤灰的原材料质量的稳定性，才能最大限度地发挥粉煤灰对混凝土的性能改善的积极作用。而现在市场上存在真假粉煤灰、脱硫灰、脱硝灰、浮黑灰等严重影响了混凝土的工作性、力学性能和耐久性。如何辨别粉煤灰质量的好坏、买到质量差的粉煤灰应如何处理？下面仅从我自己的工作经验作简单地分析：
1 真假灰
我们定义的真灰就是原状灰，假灰就是磨细灰。由于磨细灰比表面积比较大，而且碳粒比较细，所以即使细度达到II级要求的情况下，它的需水量也是比较大的。磨细灰可以从颜色上加以判别，如果粉煤灰的细度达到规范II级要求，但灰的颜色比较深，我们就必须做需水量试验，如果需水量高，基本可以确定是磨细灰。对于磨细灰的使用，我们往往是增加外加剂的掺量，保证水胶比不变。
2 脱硫灰
脱硫灰是以石灰石粉为脱硫剂产生的灰，粉煤灰中含有硫酸钙、碳酸钙等，颗粒粗，需水量高，而且质量不稳定，游离氧化钙和硫酸钙等含量高，颜色一般为棕红色和深黑色。在实际使用中，遇到棕红色的灰，一般取样到水泥厂做含硫量试验，搅拌站里除细度检测外再做安定性试验，在确定为脱硫灰的情况下结构混凝土上不予使用，只使用于非结构的混凝土中，且用量控制在 20% 以内，因为需水量的提高，可适当提高外加剂掺量。
3 脱硝灰
脱硝灰是以氨和尿素喷入脱硝而产生的灰，脱硝产物里含有氨气和碳酸氢铵，融入水中搅拌会产生刺激性气味的氨气。平时遇到有气味的粉煤灰我拌站都是先溶解水中，取适当溶液滴入酚酞溶液中，看是否有颜色变化，以此来判定是否为脱硝灰，至于使用方面，如果是脱硝灰，尽量少用于结构中或高强度等级的混凝土中，因为通过相关的数据显示含氨气的粉煤灰混凝土强度后期会有所降低，而且凝结时间延长，就是在用量方面脱硝灰的掺量也不超过20%。
4 浮黑灰
浮黑灰是以柴油等为助燃剂产生有黑色油分的粉煤灰，浮黑灰拌制的混凝土表面有一层油分，既影响了混凝土表面外观，也影响了混凝土的质量，在实际生产中，如果发现浮黑灰我拌站基本上是以拒收为主，要不就使用于非结构混凝土工程中。
以上所说的只是我们目前简单的应对方法，从去年开始粉煤灰的质量越来越不稳定，这 4种情况的粉煤灰也经常遇到，我们一方面是加强了检测力度，另外也在做大量的试配工作，认真分析其对混凝土性能方面的影响，在如何辨别和如何利用等方面着手，慢慢探讨积累自己的经验。
包国会（舞阳县公路管理局）
粉煤灰又称飞灰，是由燃烧煤粉的锅炉烟气中收集到的细粉末，一部分呈球形，表面光滑，由直径以 μm 计的实心和（或）空心玻璃微珠组成，一部分为玻璃碎屑以及少量的莫来石、石英等结晶物质。通常情况下，粉煤灰呈银灰色，颗粒粒径在 0.5～80μm，平均值在 10～30μm。
粉煤灰作为混凝土的一种重要的矿物掺合料被广泛应用于商品混凝土生产中，粉煤灰在混凝土中所起的填充效应、火山灰效应和微集料效应已被业内人士所接受。但随着粉煤灰用量的增加和环境措施的逐步推广，使粉煤灰在生产过程中产生了一些变化。作为混凝土企业技术人员应熟悉粉煤灰质量发生变化的原因，并采取必要的措施保障混凝土质量的安全，减少企业的经济损失。从商品混凝土的生产实践中来看，粉煤灰在生产、运输和使用过程中主要存在以下几种常见问题：假粉煤灰、脱硫灰、脱硝灰和浮黑灰。笔者根据自己的一些粗浅的见解对这几种粉煤灰存在的问题和混凝土生产过程中应注意的问题进行简要的分析。
1 假粉煤灰
所谓“假粉煤灰”一方面是指粉煤灰的质量不能满足商品混凝土生产所需要的质量标准，在运输过程中弄虚作假，以次充好的行为；另一方面是指粉煤灰中掺加有别的物质，不是真正的粉煤灰。针对这两种常见的“假粉煤灰”，作为商品混凝土企业技术人员，应在进厂检测的过程中严格检测。
（1）粉煤灰质量造假
随着粉煤灰在商品混凝土中的广泛使用，市场对粉煤灰的需求量增大，尤其在粉煤灰供应紧张的季节，出现供不应求的现象。粉煤灰的供应商为了满足需求和更大的经济利益，到处购买，质量不稳定，甚至不同等级的粉煤灰拼凑，运输罐车的上部装符合质量要求的粉煤灰，罐车底部装质量差的粉煤灰。给商品混凝土企业技术人员对粉煤灰质量监管制造很大的难度，往往取样合格或样品合格，混凝土生产过程中需水量过大，混凝土流动性差，坍落度损失严重。
针对这一情况，商品混凝土企业技术人员除了进行车车检验，还要注意所取粉煤灰具有代表性。如，采用长筒状的取样工具，从粉煤灰运送罐车不同部位和深度分别取样检测，质量符合合同约定的粉煤灰等级要求才可收货入仓。
（2）粉煤灰成分造假
有些粉煤灰生产厂家为追求更高的经济效益，从燃煤电厂购买粉煤灰，然后加入石灰石、砖渣等建筑材料进行复合磨细，充当粉煤灰销售。这种“假粉煤灰”由于成分复杂，对混凝土质量的影响很难评估。商品混凝土企业技术人员应对进厂粉煤灰做到，车车必检细度、需水量比、颜色和活性指数等技术指标。如粉煤灰中掺有磨细石灰石粉可以通过烧失量经行检测，石灰石粉的主要成分时碳酸钙，高温分解为氧化钙和二氧化碳。如果粉煤灰的烧失量很高应引起足够的重视。需水量比要严格检测，粉煤灰需水量比的增加都会给混凝土的质量和生产控制带来不小的难度。
2 脱硫灰
随着国家对环境保护的力度逐年增大，燃煤企业采用循环流化床锅炉来提高燃烧高硫煤的燃烧效率，并采用一些脱硫措施，减少 SO2 的排放，采用这种工艺生产的粉煤灰被称为“脱硫灰”。
使用氨法脱硫技术是近几年采用的技术措施，该措施适用范围广，不受燃煤含硫量、锅炉容积的限制。氨法脱硫工艺通常采用氨类化合物为原料，回收烟气中的 SO2。这种工艺会造成一些氨类化合物残留在粉煤灰中，在碱性环境下，含有氨的化合物分解，其化学反映方程式为：
NH4++OH-→NH3↑+H2O
在混凝土中使用这种粉煤灰通常会有气泡产生并伴有刺鼻的氨味，氨类物质是国家标准中严禁使用于人居建筑物中的。
“脱硫灰”中也含有大量的硫化物或硫酸盐（如石膏等），如果未经检测试验，贸然使用“脱硫灰”会造成严重的混凝土开裂和崩解现象。现行的粉煤灰标准虽有 SO3 含量的限制，但对于“脱硫灰”的检测判定缺乏针对性。为了避免这种现象的发生，应注意粉煤灰安定性的检测，对于来源不明的粉煤灰应在安定性合格以后方可使用。
3含有铝粉杂质的粉煤灰
粉煤灰成分因电厂所用煤的种类、产地、品质等不同而差异很大，如果煤粉中含有一定量的铝化物或杂质中含有金属铝。在碱性溶液中、一定温度（约 60℃左右）的条件下，铝粉会与碱性溶液中的氢氧根（OH-）发生化学反应生成氢气（H2）。水泥水化过程是一个放热过程，大体积混凝土或者在炎热的夏季混凝土温度均有可能达到 60℃，形成上述化学反应的条件产生气泡并膨胀。
含有铝粉的粉煤灰用于混凝土生产时具有极大的危险和风险，要防止这类事故的发生，就要加强粉煤灰检测。基本做法就是将一定量的粉煤灰放入一定浓度的碱溶液中，加热至一定的温度，保持一定的时间如果溶液没有气泡产生方可入库。
4 浮黑灰
电厂为了提高燃煤工艺，会在燃煤过程中添加柴油或其他油性物质作为助燃剂。这些助燃剂有时不能完全燃烧，有部分残留在粉煤灰中。使用这种粉煤灰经行混凝土生产，会发现混凝土表面漂浮一些黑色油状物，硬化后混凝土构件表面有黑斑产生。
预防误收浮黑灰的措施是，在验收检测时，将粉煤灰与水按 1:9 的比例混合搅拌，澄清观察水面上是否有油状物漂浮，如果有就可能是“浮黑灰”。如果误收“浮黑灰”，在对表面色差有严格要求的混凝土构件严禁使用，如清水混凝土构件。
以上四种“假粉煤灰”是比较常见的现象，在生产过程中如果不慎误收质量较差的假粉煤灰，应从生产主机上取样检测，分析假粉煤灰的细度和需水量比。在使用的过程中要采取以下技术措施进行使用：（1）在混凝土非重要工程中使用，减少混凝土质量风险；（2）调整混凝土配合比，降低粉煤灰使用量或者采用粉煤灰矿渣粉双掺技术，降低劣质粉煤灰对混凝土质量的影响；（3）适当增加外加剂掺量，减少混凝土的坍落度损失，但要注意外加剂掺量对混凝土凝结时间的影响；（4）适当增加水泥用量，保障混凝土强度。以上四种方法可以单独采用其中的一种也可以同时采用其中的几种来控制“假粉煤灰”对混凝土质量的影响。
来源：商品混凝土杂志第7期