聞寶聯(lián)
(北京砼享未來(lái)工程技術(shù)研究院,北京 100024)
上一期的專欄文章《萬(wàn)丈高樓平地起——對(duì)基本概念必須要了解》,主要談對(duì)基本概念的理解?;靖拍钌婕昂芏喾矫?,包括原理、基本規(guī)定、定義、約定俗成、習(xí)慣等等多方面。比如說(shuō)“矛盾”,矛盾反映了事物之間相互作用、相互影響的一種特殊狀態(tài),“矛盾”不是事物、也不是實(shí)體,它在本質(zhì)上屬于事物的屬性關(guān)系。這種屬性關(guān)系是事物之間的一種特殊的關(guān)系,這種特殊的關(guān)系就是“對(duì)立”,正是由于事物之間存在著這種“對(duì)立”的關(guān)系,所以它們才能夠構(gòu)成矛盾。這是辯證法上的名詞釋義。而生活之中,我們所說(shuō)的“矛盾”是邏輯矛盾,是一種個(gè)人思想上的“矛盾”,它不同于辯證法所說(shuō)的“矛盾”。生活中的“矛盾”是在兩個(gè)或更多陳述、想法或行動(dòng)之間的不一致,無(wú)善惡之分。漢語(yǔ)辭源出自《韓非子》中《難一》所述故事。在邏輯中,矛盾被更加特殊化的定義為同時(shí)斷言一個(gè)陳述和它的否定。在口語(yǔ)和辯證法中,矛盾有著同形式邏輯中完全不同的意義。
可見(jiàn),矛盾在不同環(huán)境下意義不同,不搞清這一點(diǎn)學(xué)辯證法就一團(tuán)霧水,總不明就里,我上學(xué)時(shí)就這樣。
混凝土也是如此,比如說(shuō)水泥是水硬性膠凝材料:定義是指既能在空氣中硬化,又能在水中硬化并保持和發(fā)展其強(qiáng)度。這在某種程度上容易讓人產(chǎn)生歧義。很多工地對(duì)養(yǎng)護(hù)很不重視,一提起澆水養(yǎng)護(hù),便有一知半解的操作人員說(shuō):書上講了,水泥既能在水中硬化,也能在空氣中硬化。這里的“空氣中硬化”指的是水泥混凝土拌合物澆筑成型拆模后,雖然暴露空氣中,因?yàn)閮?nèi)部存在大量水分,水化反應(yīng)不斷發(fā)生從而硬化,而表層混凝土養(yǎng)護(hù)不足水分缺乏是很難充分水化的,養(yǎng)護(hù)是必須的。
水泥檢測(cè)中的一項(xiàng)內(nèi)容是 SO3,如果水泥中含有過(guò)量的 SO3,水泥水化后發(fā)生該反應(yīng)則在硬化的水泥體中形成針棒狀的鈣礬石晶體,造成水泥石的膨脹,引起水泥安定性不良。
需要明確的是,普通化學(xué)中,SO3是一種無(wú)色易升華的固體,有三種物相(其在常溫下是液體,標(biāo)況下是固體,加熱后是氣體),溶于水,并跟水反應(yīng)生成硫酸和放出大量的熱。而水泥里的 SO3反映的是硫酸根離子含量,主要來(lái)源于石膏。
再有就是有關(guān)粉煤灰。粉煤灰,是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來(lái)的細(xì)灰,粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。
由于煤的灰量變化范圍很廣,而且這一變化不僅發(fā)生在來(lái)自世界各地或同一地區(qū)不同煤層的煤中,甚至也發(fā)生在同一煤礦不同的部分的煤中。因此,構(gòu)成粉煤灰的具體化學(xué)成分含量,也就因煤的產(chǎn)地、煤的燃燒方式和程度等不同而有所不同。
粉煤灰因?yàn)槭窃诿喝紵^(guò)程產(chǎn)生,在燃燒室內(nèi)處于熔融狀態(tài),被迅速排入大氣急速冷卻形成玻璃體具有了活性,同時(shí),由于熔融狀態(tài)下球形表面能最低,所以粉煤灰玻璃體顆粒呈現(xiàn)球形。包括微硅粉也是如此。
知道了這一點(diǎn),鑒定假粉煤灰就派上了用場(chǎng)。由于粉煤灰貨源分布不均勻,利用率有限,許多地區(qū)的優(yōu)質(zhì)粉煤灰明顯供不應(yīng)求,供需矛盾日漸加劇,導(dǎo)致市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多劣質(zhì)粉煤灰。劣質(zhì)粉煤灰或具有未知性能的粉煤灰摻入混凝土中,不僅不能使混凝土獲得應(yīng)有的優(yōu)良性能,甚至嚴(yán)重威脅混凝土的質(zhì)量和使用壽命。假粉煤灰由于是將一些煤矸石或其他材料粉磨而成,顏色上不好直接快速判斷,但在高倍放大鏡下原形畢露,假粉煤灰有棱角(見(jiàn)圖1 假粉煤灰與圖2 原狀粉煤灰的對(duì)比圖)。
粉煤灰應(yīng)用中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)混凝土中有氣泡產(chǎn)生和氣體溢出。分析原因,有很多種可能,其一便是懷疑有鋁粉在其中,其實(shí)這一條滿不該考慮的,因?yàn)樵谧匀唤缰校^大多數(shù)金屬以化合態(tài)存在,只有少數(shù)抗氧化極強(qiáng)的金屬例如金、鉑等可以以游離態(tài)存在,諸如鋁鐵類根部不可能有單質(zhì)存在,更何況高溫產(chǎn)生的粉煤灰,知道這一點(diǎn)就不必把范圍考慮得太大。
由于環(huán)保要求,電廠燃煤都要經(jīng)過(guò)煙氣脫硫脫硝處理。
氨法煙氣脫硫工藝是用氨液洗滌含 SO2的廢氣,形成 (NH4)2SO3—NH4HSO3—H2O 的吸收液體系,該溶液中的 (NH4)2SO3對(duì) SO2具有很好的吸收能力,它是氨法中的主要吸收劑。
假粉煤灰
原狀粉煤灰
氨法煙氣脫二氧化硫,以煙氣中的 SO2和氨液的反應(yīng)為基礎(chǔ),得到亞硫酸銨中間產(chǎn)品:
亞硫酸銨再被壓縮空氣氧化成硫酸銨
硫酸銨很容易混入粉煤灰。
氨水脫銷,也就是去除 N 的氧化物可以用于 SCR和 SNCR 工藝。是用 NH3還原劑噴入爐內(nèi)或煙道內(nèi)與NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng),主要反應(yīng)為:
但 NO2還會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)
也就是說(shuō),在氨水脫硫脫硝的過(guò)程中,不可避免的要產(chǎn)生硫酸銨和硝酸銨,很容易混入粉煤灰。
硅酸鹽系列水化過(guò)程中,硅酸二鈣和硅酸三鈣反應(yīng)如下,也就是說(shuō)肯定要產(chǎn)生氫氧化鈣。
混入銨鹽的粉煤灰用于硅酸鹽系列混凝土中,不可避免發(fā)生如下反應(yīng):
氨氣的產(chǎn)生是不可避免的。
那么下一步的問(wèn)題是,這樣的粉煤灰如何用?微信圈里爭(zhēng)論過(guò)一段時(shí)間,可否通過(guò)外加劑消除氨氣,這個(gè)問(wèn)題我不能解答,似乎沒(méi)有理論支撐這一點(diǎn),能讓銨鹽預(yù)先分解,高溫也不可以——本來(lái)就是高溫下產(chǎn)生的。
鋁酸鈣或鐵鋁酸鈣水化是不產(chǎn)生氫氧化鈣的。
那這類水泥中應(yīng)用粉煤灰該不會(huì)產(chǎn)生氨氣了。
但緊接著問(wèn)題是,如果沒(méi)有氫氧化鈣的存在,粉煤灰的二次水化反應(yīng)要靠氫氧化鈣產(chǎn)生強(qiáng)度。
沒(méi)有氫氧化鈣,摻入的粉煤灰只是惰性填充,可能沒(méi)有好處只有害處。