粉煤灰作為工業(yè)廢渣侵占土地，污染環(huán)境，使得粉煤灰綜合利用成一個重要問題。長期以來，人們使用粉煤灰作混合材生產的粉煤灰水泥早期強度低，因此不受用戶歡迎。武漢工業(yè)大學開發(fā)的高活性粉煤灰混合材技術，處理后的高活性粉煤灰混合材（以下簡稱HFA）其性能大大優(yōu)于礦渣。在礦渣緊缺，價格上揚的今天，用HFA代替礦渣作為水泥混合材，不僅可提高水泥強度，改善水泥性能，還可大幅度提高水泥產量，具有極大的經濟效益。

    高活性粉煤灰(HFA)混合材性能：

    1、用HFA配制的水泥與相同摻量礦渣配制的水泥相比，水泥可提高一個標號，如表1所示。
    表1 
 

編號	抗壓強度(MPa)			抗折強度(MPa)
	3天/增強	7天/增強	28天/增強	3天/增強	7天/增強	28天/增強
a1	160	237	461	400	527	696
a2	232/45%	335/41%	547/17%	520/30%	634/20%	858/23%

    注：a1--礦渣水泥（礦渣摻量25%）。
    a2--用HFA配制的粉煤灰水泥(HFA摻量25%)。

    由表1可知，摻25%礦渣僅能生產425#水泥，而摻25%HFA可生產525#水泥。

    2、維持原標號，可使HFA摻量提高，從而水泥產量增加。如表2所示。
    由表2可知，用摻40%的HFA配制的325#水泥比用摻25%礦渣配制的325#礦渣水泥的強度仍高出較大幅度，此時更為可觀的是，因混合材摻量增加，水泥產量提高25%。

    表2 
 

編號	抗壓強度(MPa)			抗折強度(MPa)
	3天	7天	28天	3天	7天	28天
a3	117	161	362	252	371	620
a4	156	198	405	372	425	684

    注：a3--325#水泥礦渣摻量25%。
    a4--用HFA配制的粉煤灰水泥(HFA摻量40%)。

    從上述結果，我們可以看出HFA的性能要明顯優(yōu)于礦渣，是替代礦渣作高質量混合材的理想產品。

    根據(jù)國標有關規(guī)定，其最大摻入量為40%，使用該種混合材生產出的水泥，徹底擺脫了粉煤灰水泥的弱點，不僅具有很高的早期強度，且對砼的有關性能有很大改善。

    生產工藝流程投資估算該混合材生產線投資估算如下所示：
    廠房面積：600m2，另加堆場4000~8000m2
    工作人員：40~70人（包括管理人員、化驗人員和車間工人）

    效益分析：活化每噸混合材費用根據(jù)規(guī)模不同，大約在30~40元之間，烘干后，在40~50元之間，作為性能高于礦渣的水泥混合材，其售價可以在80元/噸以上，包括建設期在內，兩年可以收回全部投資。 
 

濕排原狀灰	輔助材料
	活化設備	攪拌機
	活化劑	濕排原狀灰
成　品←—烘	干←—養(yǎng)護反應設備←

 

生產規(guī)模（萬噸）	設備投資（萬元）	土建投資（萬元）	總投資（萬元）
25	55	25	100
50	115	50	220
100	190	75	350
200	320	110	600

　 
    生產規(guī)模25~200萬噸生產線，年產值為200~1600萬元，年利稅100~800萬元。

    附：礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥國家標準
    中華人民共和國國家標準
    GB 1344-1999
    代替 GB 1344-1992 
    礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥 
    國家質量技術監(jiān)督局 1999-07-30 批準 1999-12-01 實施

    1、范圍
    本標準規(guī)定了礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥的定義與代號、材料要求、強度等級、技術要求、實驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標志、運輸與貯存。

    本標準適用于礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。

    2、 引用標準

    下列標準所包裝的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，適用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
    GB/T 176-1996 水泥化學分析方法（eqv ISO 680：1990）
    GB/T 203-1994 用于水泥中的?；叩V渣（neq rOCT 3476：1974）
    GB/T 750-1992 水泥壓蒸安定性試驗方法
    GB/T 1345-1991 水泥細度檢驗方法（80um篩篩析法）
    GB/T 1345-1989 水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法（neq ISO /DIS 9597）
    GB/T 1596-1991 用于水泥和混凝土中的粉煤灰
    GB/T 2419-1994 水泥膠砂流動度測定方法
    GB/T 2847-1996 用于水泥中的火山灰質混合材料（neq ISO 863：1990）
    GB/T 5483-1996 石膏和硬石膏（neq ISO 1587：1975）
    GB 9774-1996 水泥包裝袋
    GB 12573-1996 水泥取樣方法
    GB/T 17671-1999 水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）（idt ISO 679：1989）
    JC/T 667-1997 水泥粉磨用工藝外加劑
    JC/T 742-1984(1996)摻入水泥中的回轉窯窯灰 
            
    3 定義與代號

    3.1 礦渣硅酸鹽水泥
    凡由硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為礦渣硅酸鹽水泥（簡稱礦渣灰水泥），代號P·S。水泥中?；郀t礦渣摻入量按百分比計為20～70%。允許用石灰石、窯灰、粉煤灰和火山灰質混合材料中的一種材料代替礦渣，代替數(shù)量不得超過水泥質量的8%，代替后水泥?；郀t礦渣不得少于20%。
            
    3.2 火山灰質硅酸鹽水泥
    凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為火山灰質硅酸鹽水泥（簡稱火山灰水泥），代號P·P。水泥中火山灰質混合材料摻量按質量百分比計為20%~50%。
            
    3.3 粉煤灰硅酸鹽水泥
    凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥（簡稱粉煤灰水泥），代號P·F。水泥中粉煤灰摻量按質量百分比計為20%～40%。
            
    4 材料要求

    4.1 石膏
    天然石膏：應符合GB/T 5483中規(guī)定的G類或A類二級（含）以上的石膏或硬石膏。
    工業(yè)副產石膏：工業(yè)生產中以硫酸鈣為主要成分的副產品。采用工業(yè)副產石膏時，必須經過試驗，證明對水性能無害。

    4.2 ?；郀t礦渣、火山灰質混合材料、粉煤灰
    符合GB/T203的?；郀t礦渣，符合GB/T 2847 的火山灰質混合材料和符合GB/T 1596的粉煤灰。

    4.3 石灰石
    石灰石中的三氧化二鋁含量不得超過2.5%。

    4.4 窯灰
    應符合JC/T 742 的規(guī)定。

    4.5 助磨劑
    水泥粉磨時允許加入助磨劑，其加入量不得超過水泥質量的1%，助磨劑須符合JC/T 667的規(guī)定。

    5 強度等級
    礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥強度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。

    6 技術要求

    6.1 氧化鎂
    熟料中氧化鎂的含量不宜超過5.0%。如水泥經壓蒸安定性試驗合格，則熟料中氧化鎂的含量允許放寬到6.0%。  
              
    注：熟料中氧化鎂的含量為5.0%～6.0%時，如礦渣水泥中混合材料總摻量大于40%活火山灰水泥和粉煤灰硅水泥中混合材料摻加量大于30%，制成的水泥可不做蒸壓試驗。

    6.2 三氧化硫
    礦渣水泥中三氧化硫的含量不得超過40%。
    火山灰水泥和粉煤灰水泥中三氧化硫的含量不得超過3.5%。

    6.3 細度
    80um方孔篩篩與不得超過10.0%。

    6.4 凝結時間
    初凝不得早于45min，終凝不得遲于10h。

    6.5 安定性
    用沸煮法檢驗必須合格。

    6.6 強度
    水泥強度等級按規(guī)定齡期的抗壓強度和抗這強度來劃分，各強度等級水泥的各領期強度不得低于下表數(shù)值。     
 

強度等級	抗壓強度		抗折強度
	3天	28天	3天	28天
32.5	10.0	32.5	2.5	5.5
32.5R	15.0	32.5	3.5	5.5
42.5	15.0	42.5	3.5	6.5
42.5R	19.0	42.5	4.0	6.5
52.5	21.0	52.5	4.0	7.0
52.5R	23.0	52.5	4.0	7.0

    6.7 堿
    水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計算值來表示。若使用活性骨料要限制水泥中得堿含量時，由供需雙方商定。 

    7 試驗方法

    7.1 氧化鎂、三氧化硫和堿
    按GB/T 176進行。

    7.2 細度
    按GB/T 1345進行。

    7.3 凝結時間和安定性
    按GB/T 1346進行。

    7.4 壓蒸安定性 
    按GB/T 750進行

    7.5 強度
    按GB/T 1767進行。但火山灰水泥進行膠砂強度檢驗的用水量按0.50水灰比和膠砂流動度不小于180㎜來確定。當流動度小于180㎜時，須以0.01的整倍數(shù)遞增的方法將水灰比調整至膠砂流動度不小于180㎜。

    膠砂流動度試驗，除膠砂制備按GB/T17671外，操作方法按GB/T2419進行。

    8 檢驗規(guī)則

    8.1 編號及取樣 
    水泥出廠前按同品種、同強度等級編號和取樣。袋裝水泥和散裝水泥應分別進行編號和取樣。每一編號為一取樣單位。水泥出廠編號按水泥廠年生產能力規(guī)定：
    120萬t以上，不超過1200t為一編號；
    60萬t以上至120萬t，不超過1000t為一編號；
    30萬t以上至60萬t，不超過600t為一編號；
    10萬t以上至30萬t，不超過400t為一編號；
    10萬t以下，不超過200t為一編號。

    取樣方法按GB12573進行。當散裝水泥運輸工具的容量超過該廠規(guī)定出廠編號噸數(shù)時，允許該編號的數(shù)量超過取樣規(guī)定噸數(shù)。

    取樣應有代表性，可連續(xù)取，亦可從20個以上不同部位取等量樣品，總量至少12㎏。
    所取樣品按本標準第7章規(guī)定的方法進行出廠檢驗，檢驗項目包括需要對產品進行考核的全部技術要求。

    8.2 出廠水泥 
    出廠水泥應保證出廠強度等級，其余技術要求應符合本標準有關要求。

    8.3 廢品與不合格品

    8.3.1 廢品
    凡氧化鎂、三氧化硫、除凝時間、安定性中任一項不符合本標準規(guī)定時，均為廢品。

    8.3.2 不合格品
    凡細度、終凝時間中的任一項不符合標準規(guī)定或混合材料摻加量超過最大限度和強度低于商品強度等級的指標時為不合格品。水泥包裝標志中水泥品種、強度等級、生產者名稱和出廠編號不全的也屬于不合格品。

    8.4 實驗報告
    實驗報告內容應包括本標準規(guī)定的各項技術要求及試驗結果，助磨劑、工業(yè)副產石膏、混合材料的名稱和摻加量，屬旋窯和立窯生產。當用戶需要時，水泥廠應在水泥發(fā)出之日起7天內寄發(fā)除28天強度以外的各項試驗結果。28天強度數(shù)值，應在水泥出發(fā)之日起32天內補報。

    8.5 交貨與驗收

    8.5.1 
    交貨時水泥的質量驗收應可抽取實物試樣以其檢驗結果為依據(jù)，也可以水泥廠同編號水泥的檢驗報告為依據(jù)。采取何種方法驗收由買賣雙方商定，應在合同或協(xié)議中注明。

    8.5.2 以抽取實物試樣的檢驗結果為驗收依據(jù)時，買賣雙方應在發(fā)貨前或交貨地共同取樣和簽封。取樣方法按GB12573進行，取樣數(shù)量為20㎏，縮分為二等份。一份由賣方保存40天，一份由買方按標準規(guī)定的項目和方法進行檢驗。

    在40天以內，買方檢驗認為產品質量不符合本標準要求，而買方又有異議時，則雙方應將賣方保存的另一份試樣送省級或省級以上國家認可的水泥質量監(jiān)督檢驗機構進行仲裁檢驗。

    8.5.3 
    以水泥廠同編號水泥的檢驗報告驗收為依據(jù)時，在發(fā)貨前或交貨時賣方在同編號水泥中抽取試樣，雙方共同簽封后保存三個月；或委托賣方在同編號水泥抽取試樣，簽封后保存三個月。

    在三個月內，買方對水泥質量有疑問時，則買賣雙方應將簽封的試樣送省級或省級以上國家認可的水泥質量監(jiān)督檢驗機構進行仲裁檢驗。

    9 包裝、標志、運輸與貯存

    9.1 包裝
    水泥可以袋裝或散裝，袋裝水泥每袋凈含量50㎏，但不得少于標志質量的98%；隨機抽取20袋總質量不得少于1000㎏。其他包裝形式由供需雙方協(xié)商確定，但有關袋裝質量要求，必須符合上述原則規(guī)定。

    水泥包裝袋應符合GB 9774的規(guī)定。

    9.2 標志
    水泥袋上應清楚標明：產品名稱，代號，凈含量，強度等級，生產許可證編號，生產者名稱和地址，出廠編號，執(zhí)行和標準號，包括年、月、日。摻火山灰質混合材料的礦渣水泥還應標上"摻火山灰"的字樣，包裝袋兩側應印有水泥名稱和強度等級。礦渣水泥的印刷采用綠色；火山灰和粉煤灰水泥采用黑色。

    散裝運輸適應提交與袋裝標志相同內容的卡片。

    9.3 運輸與貯存
    水泥在運輸與貯存中不得受潮和混入雜物，不同品種和強度等級的水泥應分別貯運，不得混雜。