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搅拌站粉煤灰质量控制方法探讨
作者 盛天机械 | 发布时间 2024-12-05
粉煤灰是从电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末，是一种活性火山灰材料，其组成和性能与煤的品种、燃烧条件及收集工艺有关。优质的粉煤灰可改善混凝土拌和物的可泵性、坍落度损失、减少单方用水量等，可降低大体积混凝土的水化热，提高混凝土的抗渗性、耐化学侵蚀性等耐久性能。如今，粉煤灰作为混凝土矿物掺合料的一种，已经成为预拌混凝土中必不可少的重要组分和功能材料。根据多年的搅拌站工作经验发现：市场上有些粉煤灰根据《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2017）进行检验时都能合格，但在实际生产应用中却发现存在坍损大、有氨味或冒黑油现象等。针对不同质量的粉煤灰进行检验，在现行产品标准基础上增加从颗粒外形、颜色、气味、流动形态等多方面对比，总结针对搅拌站粉煤灰质量控制的补充方案。
1 背景资料（1）粉煤灰的组成及效应。粉煤灰是以颗粒形态存在的，在显微镜下观察，粉煤灰是由玻璃微珠、海绵状玻璃体、炭粒等组成的复合结构的混合体。粉煤灰具有“形态效应”“活性效应”“微集料效应”。（2）粉煤灰的供需现状。随着人们对粉煤灰的研究和应用的深入，粉煤灰应用技术不断成熟，市场对粉煤灰的需求量骤增，时有出现供不应求现象。而电厂又仅把粉煤灰作为一种废弃物进行处理，只考虑满足环保要求，粉煤灰质量往往得不到保证。粉煤灰供应商为了满足供给需求和追求最大经济利益，到处购买导致来源不稳定，或人为混装或加入不明杂质，使粉煤灰品质变化进一步加大。搅拌站使用的粉煤灰的品质往往一直处于波动状态。（3）GB/T 1596—2017中粉煤灰技术指标包括细度、需水量比、烧失量、含水量、三氧化硫、游离氧化钙、密度、安定性、活性指数等。
为了快速检验，通常搅拌站在粉煤灰进场检验时，会对每车粉煤灰先进行细度和需水量比检验，检验合格先放行接收，后续对其他指标进行检验。实际上投机分子可通过后期加工的方式，造成有些造假灰的细度和需水量比都会合格，而后续其他指标检验可能出现不合格现象，或实际生产中发现新拌混凝土坍损大、有氨味或冒泡冒黑油现象等。2 试验方法及结果（1）常规试验指标：依据GB/T 1596—2017。（2）颜色：目视检验对比。（3）颗粒形态及玻璃体：显微镜观察，放大100倍以上。（4）需水量比：采用生产用的水泥和基准水泥进行需水量比对比试验。（5）铵盐排查：根据碱性环境下铵盐能发生释放气体的反应原理，在粉煤灰中加入适量的NaOH 溶液并搅拌均匀后观察5min，观察是否有气泡生成或刺激性气味。3 结果分析（1）颜色判断。通常粉煤灰颜色为灰白色或浅灰色，当出现黄色、黑色、红色等颜色时，建议通过游离氧化钙、需水量比、烧失量检验、混凝土试拌中任意一种方法进行验证，有外观要求的混凝土应慎用。粉煤灰颜色变化反映了可能出现厂家变动或煤品质波动，与粉煤灰质量有直接联系。由表1 可知，黄色粉煤灰通常需水量比较低，但游离氧化钙会偏高，要重点关注；黑色、褐色粉煤灰的烧失量和需水量比偏高，要重点关注；灰色烧失量相对较低。
（2）显微镜检查。细度检查合格后，可以利用粉煤灰筛余料进行显微镜检查，观察玻璃体数量及颗粒形状，没有玻璃体或颗粒形态严重不规则的应考虑拒收。同时观察粉煤灰筛余料黑颗粒数量，筛余料黑颗粒偏多时应进行烧失量和需水量比试验确认。由图1、图2和表1可知，粉煤灰筛析试验后的筛余物黑颗粒多的；圆滑玻璃体少的粉煤灰其需水量比也会高。
（3）需水量比试验。参照GB/T 1596—2017的相关规定，使用GSB14—1510强度检验用水泥标准样品作为对比水泥。同时，定期采用生产用的水泥和基准水泥进行需水量比对比试验。日常控制时需水量比检验采用生产用水泥进行自控，指导搅拌站实际生产过程的质量控制，采用基准水泥评定粉煤灰需水量比是否合格。当用基准水泥试验需水量比合格而采用生产用水泥试验需水量比有明显变化时，应进行混凝土配合比试拌验证和调整配合比试验。
（4）粉煤灰中铵盐的排查。因碱性环境下铝与铵盐能发生反应释放气体，建议可模拟混凝土的碱性环境，在粉煤灰中加入适量的NaOH溶液并搅拌均匀后观察5min，观察是否有大量气泡生成，是否有刺激性气味，并用润湿的石蕊试纸检查是否变色，如试纸变蓝应考虑存在铵盐，给予退货处理。为加快反应进程，缩短试验检测时间可把NaOH 溶液加热到60～70℃。表1 中19010样品各项指标均表现不错，但在铵盐排查试验时发现有生成刺激性气体，证明含有铵盐成分。（5）在上述试验合格的基础上，继续按GB/T 1596—2017规定进行剩余项目试验。4 质量控制方案（1）在过磅之前应进行粉煤灰来源地控制。核对厂家证明材料、车辆GPS轨迹及装料口是否按要求签封标识，发现证明材料不全或不符的坚决拒收。（2）确保取样代表性。首先用取样器对多罐口取样，取样器上、中、下部分的样品混合均匀后进行细度试验。再进行动态取样，在吹料口安装阀门，在吹料开始、中部、尾部过程中分别取样，发现与取样器取样的质量明显差异时立即停止或退货处理，并执行对供应商的考核程序。（3）虽然粉煤灰用量不是特别大，但其质量对混凝土质量影响却很大，建议进行逐车检验。粉煤灰检验项目多，全面检验耗时长，可根据粉煤灰颜色、颗粒形状、气味、流动形态特征调整检验项目顺序，有针对性选择相应关键指标进行优先检验，快速筛选出可能存在的不合格项目。5 结论搅拌站如何快速、有效控制粉煤灰质量已成为混凝土行业的一个热门话题，相关领域的技术工作者都从生产实践中总结出一些辅助控制方法。从粉煤灰来源地确认、多种取样方式加强样品代表性，按GB/T 1596—2017 规定进行检验的基础上，增加了对每车粉煤灰检验颜色、颗粒形状、气味、流动形态特征等；根据辅助检验项目结果初步判断出可能影响指标项目，有针对性选择相应关键指标进行优先检验，快速筛选出可能存在的不合格项目。
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