天津地區某工地，澆筑后的混凝土大量冒出氣泡，冒泡的量大，持續時(shí)間長(cháng)。硬化后，混凝土表面形成空鼓，整體體積增大甚至開(kāi)裂，攪拌站留置的試塊也發(fā)生了體積膨脹現象，明顯高出試模上沿。實(shí)測混凝土含氣量10%，抗壓強度降低30%。該異?，F象引起了混凝土生產(chǎn)單位和施工單位的高度重視，初步推斷混凝土原材料中的某些化學(xué)成分發(fā)生異常反應，持續生成氣體所致。因此，展開(kāi)了對所有原材料的排查。

圖1 混凝土澆筑后冒泡現象

圖2 抹面時(shí)形成空鼓

圖3 硬化后混凝土整體膨脹（刮平時(shí)混凝土與預埋鋼板上沿齊平）

01試驗分析

發(fā)現這種異?，F象之后，立即從生產(chǎn)該批混凝土的攪拌樓筒倉中和料場(chǎng)上提取各種材料，在試驗室內進(jìn)行試拌，并制作試塊，膨脹情況相同。于是鎖定樣品，進(jìn)行相應的檢測。首先排除砂石骨料。檢測對象為水泥、粉煤灰、?；郀t礦渣粉、外加劑。

粉煤灰樣品（編號F3）可直接聞到刺鼻的氣味，疑為氨味，顏色為土黃色，粉煤灰樣品（編號F4）無(wú)明顯氣味，顏色黑灰，見(jiàn)圖4：

圖4 粉煤灰樣品F3和F4的圖片

02問(wèn)題粉煤灰調查

2.1  粉煤灰生成過(guò)程

粉煤灰來(lái)自于火力發(fā)電廠(chǎng)，作者走訪(fǎng)了天津和河北的部分電廠(chǎng)，了解粉煤灰的生成過(guò)程及脫硫工藝。

大多電廠(chǎng)粉煤灰均是收塵所得，其中以電收塵居多。從燃煤爐出來(lái)的煙氣首先經(jīng)過(guò)電收塵，在不同的電場(chǎng)作用下，收集到不同細度的粉煤灰進(jìn)入不同的筒倉盛放。這個(gè)環(huán)節收塵的效率一般超過(guò)95%，而剩余的含有很少量粉煤灰的高溫煙氣在引風(fēng)機的作用下進(jìn)入煙囪，在進(jìn)入煙囪之前實(shí)施對煙氣的脫硫和脫硝作業(yè)。上述過(guò)程就是典型的粉煤灰生成過(guò)程和脫硫工藝?？梢?jiàn)，粉煤灰的生成與脫硫工藝是先后關(guān)系，不可能產(chǎn)生混淆。

2.2  煙氣脫硫工藝調查

我國目前的經(jīng)濟條件和技術(shù)條件還不允許象發(fā)達國家那樣投入大量的人力和財力，并且在對二氧化硫的治理方面起步很晚，國內一些電廠(chǎng)的煙氣脫硫裝置大部分是從歐洲、美國、日本引進(jìn)的技術(shù)，由于近幾年國家環(huán)保要求的嚴格，脫硫工程是所有新建電廠(chǎng)必須建設的。

因此我國開(kāi)始逐步以國外的技術(shù)為基礎研制適合自己國家的脫硫技術(shù)。石灰石——石膏法脫硫工藝是世界上應用最廣泛的一種脫硫技術(shù)，自從2002年在300MW機組國產(chǎn)化示范以來(lái)，在我國已經(jīng)進(jìn)入推廣階段。

氨法煙氣脫硫技術(shù)是近幾年在國內開(kāi)始采用的，適用范圍廣，不受燃煤含硫量、鍋爐容量的限制。由于吸收劑氨比石灰石或石灰活性大，因而氨法脫硫裝置對煤質(zhì)變化、鍋爐負荷變化的適應性強。這在我國能源供應緊張、來(lái)什么煤燒什么煤的情況下，更顯現出它的優(yōu)勢。

氨法煙氣脫硫工藝是以氨(廢氨水、液氨、碳銨或氨水等)為原料，回收煙氣中的SO2，生產(chǎn)高價(jià)值的化肥，脫硫原料成本完全可以從回收產(chǎn)品中得到抵扣，還會(huì )產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。投資低，運行成本低，不產(chǎn)生二次污染，無(wú)廢水，無(wú)廢渣。此法符合循環(huán)經(jīng)濟規律，可實(shí)現脫硫過(guò)程的零消耗。氨法脫硫的特點(diǎn)之一是煤中含硫越高，硫酸銨的產(chǎn)量就越大；同時(shí)，煤也越便宜，業(yè)主所得到的利潤就越大。氨法脫硫的工藝在黑龍江、遼寧、天津、山東、江蘇、四川、上海都有應用。

03綜合分析

結合試驗檢驗分析以及對粉煤灰來(lái)源的調查情況，分析推測：

1）導致混凝土發(fā)泡膨脹的主要原因是粉煤灰中含有有害雜質(zhì)，在混凝土加水攪拌和水化過(guò)程的強堿性環(huán)境下，發(fā)生釋放大量氣體的反應引起的。

2）粉煤灰中含有大量的氨，主要來(lái)源猜測為：①非常規的氨法脫硫殘余②脫硫產(chǎn)物人為混入粉煤灰的運輸環(huán)節。

3）在本次質(zhì)量問(wèn)題調查中，未在有問(wèn)題的粉煤灰中檢出單質(zhì)鋁的存在，但據專(zhuān)家推斷：在堿性環(huán)境下，發(fā)生劇烈的釋放氣體的反應很可能是單質(zhì)鋁所致，而受XRD檢測方法限制（結晶態(tài)不良或含量低），未能在衍射圖譜中真實(shí)反映也是可能的。鋁的存在有客觀(guān)可能的條件，即：電廠(chǎng)為做到零排放，將一部分粉煤灰生產(chǎn)加氣混凝土砌塊，鋁粉是發(fā)泡劑，生產(chǎn)中必不可少。

04預防措施與結論

根據有害雜質(zhì)（鋁及銨鹽）的化學(xué)共性：在堿性溶液環(huán)境下，發(fā)生釋放氣體的反應。因此，模擬新拌混凝土的強堿性環(huán)境，主要的檢驗試劑選用氫氧化鈉溶液。為加快反應進(jìn)程，縮短試驗檢測的時(shí)間，選擇試驗的化學(xué)反應溫度為60~70℃。

造成混凝土“冒泡”進(jìn)而引起體積膨脹的原因是粉煤灰中含有硫酸銨和硫代硫酸銨及氨氣，并有單質(zhì)鋁存在的可能。不論是哪種有害雜質(zhì)，均在堿性環(huán)境條件下發(fā)生劇烈的釋放氣體的反應而對混凝土形成危害，根據該特性而編制的檢驗方法對上述有害雜質(zhì)都是有效的，并且檢驗方法操作簡(jiǎn)便，時(shí)間短，費用低。