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与粉煤灰“结缘” 其乐融融 ——我与粉煤灰打交道半个多世纪的回顾与感悟

信息来源:fenmeihui.com  时间:2019-02-02  浏览次数:115

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导读:

行业专家的成长历程见证着行业的发展历程,通过专家的讲述,大家能更加深刻地了解行业发展的来龙去脉。因此,周刊从垃圾处置的各个领域邀请了知名专家、学者、工程师等,让他们聊聊自己与行业之间的那些事,以飨读者

来源:中国建材报 ?

行业专家的成长历程见证着行业的发展历程,通过专家的讲述,大家能更加深刻地了解行业发展的来龙去脉。因此,周刊从垃圾处置的各个领域邀请了知名专家、学者、工程师等,让他们聊聊自己与行业之间的那些事,以飨读者。

  本期刊登的是工业固废处理专家王思恭与固体废弃物粉煤灰“结缘”的故事以及粉煤灰在我国发展的历程。

王思恭,高级工程师。自1957年起,在50余年的工作中先后在建筑科研单位长期从事粉煤灰研发和综合利用工作。曾多次获国家级、部级和北京市奖励,所获科研成果均用于工程实践,取得显著的技术、经济和环境效益。

  中国绿色建材产业发展联盟工业固废应用技术专委会特聘专家王思恭

  曾考取联合国奖学金,赴日本研修,研究课题为:粉煤灰混凝土碳化研究;主持并参与有关粉煤灰的国标、行标和地方标准的编制和审议工作;在电厂粉煤灰的排放、利用和管理方面有所建树。

粉煤灰是燃煤发电厂排放的废弃物,每燃烧1吨煤,就要有5%~10%的灰渣排放出来,上世纪50~60年代大部分粉煤灰被排入江河湖海,污染环境。

  如何把粉煤灰利用起来?这个棘手问题摆在人们的面前,也开始引起专业人士的关注,我作为其中一员,开始了粉煤灰的研发工作。回想起来,这一干就是几十年,但却越干越有劲,凡是提起粉煤灰,立即精神抖擞。

  如今闲暇之余,有心将过去半个多世纪与粉煤灰发展一同走过的道路回顾,与读者共同交流。

启蒙

  我在学校学的是工业与民用建筑专业,自1957年毕业后,被分配到建筑科研单位。

  说起来很有意思,记得在填工作分配表时我是这样写的:“本人热衷于科研工作,尤其酷爱钻研新型建筑材料,建议在可能条件下赴建筑科研单位工作,更好地为祖国的建设事业服务”。没过几天,分配单公布,如愿以偿,科研单位的领导接我到单位报到。至此,自1957年参加工作,到1995年退休,这38年中基本上未离开本职工作——“粉煤灰在建筑工程中的研究与应用”。

  记得在毕业实习的北京东郊某使馆工地上,那时的民用建筑材料主要是以粘土砖为主,砌墙、抹灰需要砌筑砂浆和抹灰砂浆,在五六十年代,我国水泥非常短缺,在建筑工程中,如何能节约水泥又能保证工程质量是当务之急。这个沉重的课题就压在了我的脑海中。

  参加工作后,我与有经验的工程技术人员一起,开始了粉煤灰应有技术的试验研究工作,原先对粉煤灰是一窍不通的我,见到这个银灰色的粉末又稀奇又怀疑,这种东西加到水泥砂浆里能行吗?心里很是打鼓。

  于是,带着这个问题我就开始了我的工作生涯。

  中国绿色建材产业发展联盟工业固废应用技术专委会特聘专家王思恭

 入门

  面对这个“银灰色的粉末”,我着了迷,它是哪里来的,如何形成的?性质如何?要了解这个问题,首先要取试样,曾记得为了搜集试验用的粉煤灰,我带着几个工人去发电厂取样品,却被电厂大门阻拦,有门岗指着墙上的牌子说:“看!工厂重地,闲人免进”,被门岗拒之门外,没取到灰,倒碰了一鼻子“灰”,后来经过充分协调,完成了取灰任务。

  经过长时间的繁重的物化试验和现场调研,更加深了我对粉煤灰利用工作的信心。与此同时,眼睁睁地看着大量的粉煤灰排入大江大河心里很不是滋味,心里想,何时能改变这个局面呢?

探索

  只有满腔热血还不够,要踏实地静下心来,一步一个脚印,按着科研程序办事。在砂浆中掺入粉煤灰在工程中能否被应用绝非易事,章程上没有,工程上又没有先例,出了事故怎么办?谁承担?一系列问题,要通盘考虑,逐一解决。前提是,既要节约水泥,又要保证工程质量。

  经过大量的试验研究工作,在水泥砂浆和混合砂浆中掺入粉煤灰,技术上是可行的,但这并不等于工程上可行,如何上工程,困难又来了,选择一个试点工程绝非易事,首先要有试验报告,然后要通过现场跟踪,解决试点工作中出现的一系列问题。最终通过以点带面、工程总结,粉煤灰逐渐被人们所接受,技术效果很显著,在砂浆中掺入粉煤灰可节约10%~30%水泥,后来还制订了全局的“统一砂浆配合比”,全面推广。

深造

  自1978年后,改革开放为我国的建筑业大发展创造了新的机遇和挑战。我在1980年曾发表文章介绍国内外粉煤应用概况,提出资源、环保压力的概念(建筑技术1980年第10期),只是当时未引起高度重视。

  随着产业形势的需求,商品混凝土像雨后春笋般发展起来,也为粉煤灰在混凝土中的应用开创了新的庞大市场,如何适应新形势的发展,就摆在了人们的面前。粉煤灰在混凝土中的应用方面,我们与国外相比落后几十年,为了尽快地将国外新技术学到手,国家相关部门采取措施,走出去,请进来,一是派国内专业人员赴国外进修,二是请国外发达国家的专家来华交流座谈,通过联合国官员来华考察,解决了项目签约和经费问题。

  项目的启动立即开始,请外国专家来华不难,难的是派谁出去。80年代初期的问题是,专业人员具备,外语不行。怎么办?国家主管部门的领导当机立断,立即派专业人员去外语学院强化培训。我有幸被选,但也有一些议论说我外语不行,单位领导听到反应后也应重视这个问题,于是,领导拍着我的肩膀说:“王工,你在粉煤灰研发应用上做出了不小的成绩,但是如果外语通不过,我们单位也不能失去这个机会呀!”所以决定包括我在内共有5人同时参加外语考试,我听了以后说:“同意领导决定”,但是心里却打鼓,其他4人的外语水平均不低,有的还是名牌大学的,怎么办?是退却?还是向前冲?两条路摆在了我的面前。

  我下决心冲一把,好在我的外语也有一定基础,距离考试又还有一段时间。最后,经过考试,我被录取,拿到结业证书,这是第一关。第二关是去哪个国家?随着研究项目的确定等一系列问题的解决,最后决定去日本一个著名建筑企业的研究所。研究项目为“掺粉煤灰混凝土的碳化研究”。经过国内的政审、国外的护照签证,一切就绪,准备出国,因我是第一次出国,既兴奋又紧张,我与自己“约法三章”:一是遵守当地的一切法规;二是完成科研任务;三是尽量多学一些知识,报效祖国。

根据事先制定的科研计划,实验室试验和现场考察相结合,如电厂粉煤灰排放处置,粉煤灰混凝土工程应用,核电站施工,在此期间走遍了日本的各大城市,结识了日本的同行和相关学者,为今后的工作打下了坚实的基础。

  近一年的研修受益匪浅,按计划完成了任务。最后完成了研修论文——“粉煤灰混凝土碳化实验研究”(英文版)上交联合国开发计划署(UNDP),联合国工业发展组织(UNIDO),联合国驻华代表处,国内的建设部以及北京市的相关部门,并作了书面汇报和会议研讨报告,受到了各界好评。

机遇

  80年代中期,国内大中城市商品混凝土蓬勃发展,粉煤灰在混凝土中的应用逐渐由实验室试验逐步过渡到工程应用。从日本回国后,恰逢北京亚运会工程施工,如游泳馆、酒店、国际会议中心,上千万方的混凝土中均掺用了粉煤灰。该项技术的特点,不仅是节约了水泥,更重要的是改善了混凝土施工中的某些功能,如和易性好,便于泵送施工,降低混凝土的水化热,提高了混凝土的后期强度。如此大规模的在商品混凝土中掺用粉煤灰在80年代中期在北京尚居首次。为何如此浩大的工程能顺利施工,完成任务,说明事先各系统和专业均做到了充分准备和应急预案。

  此后,该项新技术不仅在北京,乃至全国逐渐得到推广,所创造的技术、经济和环境效益非常可观。

成果

  评价应用技术的科研成果的水平不在于它是否属于国内还是国际先进水平,要看它是否能转化成生产力,为国民经济的发展所作出的贡献。以“粉煤灰利用技术”为例,要始终围绕建筑施工技术的发展主项,要接地气,避免闭门造车,拍脑门立项或生搬硬套、照搬外地外国的题目。如上世纪50年代~70年代民用建筑是以粘土砖为主,以砌墙抹灰为主,80年代后高层建筑大发展,是以混凝土为主的市场,只要用水泥的工程均离不开粉煤灰这一新技术。

  半个多世纪以来,我国在粉煤灰利用上成绩是显著的,电力部门的努力功不可没,粉煤灰由湿排改干排等,加上各项技术政策,经济政策跟进,才有了如今的成就。现将笔者所做的几项工作重点列举如下:

双灰粉的研制及应用。在磨细石灰粉时加入适当的粉煤灰,既节省了石灰又利用了粉煤灰,既改善了生产工艺,又提高了生产率,效果显著,该科研课题属于国内首创。

磨细粉煤灰性能及应用。粉煤灰的品质好坏,直接影响到它的利用范围,将粉煤灰磨细后,大大改善了它的性能,这是粉煤灰利用技术的一大革命。已故中国工程院资深院士吴中伟曾肯定了这一技术,表示这为粉煤灰的扩大利用指出了方向。

用于水泥和混凝土的国家标准。自1979年第一个国家标准出台,到1991年、2005年几次修订,本人均参与了其中的审议工作。

利用粉煤灰混凝土后期强度节约水泥的研究。本课题突出特点是,利用掺粉煤灰混凝土强度发展理论和规律在地下大体积混凝土施工中广泛应用,改变了传统的由28天强度检验期改为60天强度检验期,这样既节约了水泥,又多用了粉煤灰,更重要的是改善了混凝土的性能和施工工艺。

承重混凝土砌块生产工艺。某建材企业投入巨资购买了国外最先进的自动化砌块生产线,原计划采用传统材料生产。该设备安装后,空载运转正常,但正式生产的效果如何,企业心里没底。就在关键时刻,我被聘为技术总负责人,虽备感压力,但又感到这正是发挥个人才能的时候,经过苦战试验终于生产出合格产品,总经理大吃一惊,并给予奖励。这更进一步调动了我的积极性,我于是结合当地条件探讨将粉煤灰这一技术利用到生产中去。经过充分试验获得成功,并进行常态化生产。

  由于市场的需要,对彩色砌块提出了更高的要求,例如:白、红、橙、黑……如果要全靠颜料解决着色问题那就成本太大了。为解决这一难题,经过充分调研,利用天然矿粉和冶炼钢渣,不仅解决了橙色和黑色问题,更解决了大部分昂贵颜料问题,还利用了工业废渣。

 体会

  历史的经验显示,科研先行。应用技术的科研项目要接地气,既要有前瞻性,又要有实用性;既要技术可行,又要经济合理,理论要与实践紧密结合。实用技术的课题不能半途而废,要缺什么补什么,使其逐渐成熟、壮大,这是历史的经验,值得借鉴。

  历史的教训也告诉我们,一个好的科研项目,鉴定完了,不能万事大吉,“推广工作是人家的事与我无关”,这种想法是不对的,一些有志之士批评某些人说“科研项目一大推,就像狗熊掰棒子,掰一个丢一个”,重大科研项目立项不能只听几个“秀才”的,要集思广益,技术问题,学术问题要充分发扬民主,畅所欲言,不能“长官意志”。上世纪50年代的东北某大城市的“四不用”大楼,盖后数年就塌,要汲取教训。绝不因为利用粉煤灰等固废而影响工程质量。

  此外,应遵循科研程序。一步一个脚印,调研、探索、立项、试验,试点……技术不过硬绝不上工程。重大科研项目要经过专家评议和鉴定。关于科研水平不要一味追求什么国际国内水平,填补什么空白,而要看它对资源利用、节能、环保所做的贡献。

  关于政策的制定与落实。粉煤灰等工业固废的利用效果,政策指导是决定的因素,特别是优惠政策、政策出台前相关主管部门要下基层听反映,讨论稿事先刊登在专业杂志上征求意见,政策不对路,就要改正,杜绝橡皮图章一盖万事大吉的现象。要分析原因,为何政策落实不到位,如何解决,由谁解决。一个重要的政策,既不能朝令夕改,也不能多年不改。

  思考

首先,在相当长的时期内燃煤发电仍是我们的主要能源,粉煤灰排量将会持续地大幅度增加,因此,大力发展粉煤灰资源的综合利用是我国经济持续发展的必然要求。

  1991年国家计委办公厅印发了《中国粉煤灰综合利用技术政策及其实施要点》指出,粉煤灰综合利用技术政策的总原则是:认真贯彻“突出重点,因地制宜”和“巩固、完善、推广、提高”的方针,加大批量用灰技术作为重点,把提高粉煤灰综合利用的经济效益、社会效益有机结合作为主攻方向,巩固已有的技术成果……

  至今,该实施要点依然是我们指导的方针,个别决策者的“喜新厌旧”思想和“摆脱”或“改变”传统项目的思潮值得商榷。

  面对年排量5亿多吨的粉煤灰,如何提高其利用率,是今后相当长的时间内的主要任务,重点应放在吃灰量大的项目上,诸如加气混凝土、砌块、砖、混凝土掺合料、筑路、回填……

其次,关于提高粉煤灰高附加值问题。业内人士有不同见解,为了提高附加值就要投入巨资建厂,是否符合国家的节能减排、绿色、环保、低成本的方面。试想建一个提铝厂比建一个水泥厂、化工产简单吗?要综合考虑其是否节能、减碳、环保、绿色等一系列问题。不仅提铝,有的还提贵重金属,有的为了填补什么“空白”,要注意一种倾向时,注意可能掩盖着另一种倾向。要处理好金山银山和绿水青山的关系。

再次,优惠政策不落实挫伤了用灰企业的积极性。粉煤灰掺量由原来的30%优惠改为现在的70%,这样的硬性规定不符合客观规律和生产实际。照此办理,将影响“十三五”中的利用率指标。社会反映强烈,一些固废利用企业,优惠政策得不到落实,是很难生存的。

最后,粉煤灰研发在诸多工业固废中所投入的人力、财力、时间是最多的,成就也是突出的。粉煤灰研发热潮第一次出现在上世纪80年代中期。当今,第二次粉煤灰热潮已经到来,感兴趣的人都来碰一碰,形成了当前的广度大、深度小;文章多、成果少;会议多、效果少;困难多,解决问题少的新局面,广大从业人员只有满腔热情是不够的,尚需国家主管部门加强引导。

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