1 简介
粉煤灰是从燃煤电厂烟道收集来的粉末，三十年前它是火电厂头疼而又不得不处理的废弃物，但现在它已广泛用于水泥厂作为混合材料，代替部分水泥作为混凝土中的外加剂。掺入粉煤灰的混凝土，其混合料的保水性、和易性、粘结性、泵送性和密实性都有明显的提高，坍落度损失也小，同时对于混凝土的后期强度和耐久性也有一定的益处。随着需求量的不断增大，它的价格也越来越高。由于煤炭的种类繁多，火电厂的生产工艺也各有不同，另外一些商家为了经济利益，制造、销售伪劣粉煤灰。 根据现行GB/T1596-2017《水泥与混凝土用粉煤灰》等标准，很难通过测定烧失量、细度、SO3含量、体积稳定性、含水率、需水比、活性指数等检测项目来确定粉煤灰的种类、真伪及质量。本文主要介绍几种简便快捷的鉴别粉煤灰种类及真伪的方法，并分析这些粉煤灰对混凝土质量的影响。
2 “真或假”粉煤灰
假粉煤灰通常是将燃煤电厂的矿渣、煤矸石或石灰石磨成细粉后掺入粉煤灰中制成的。这种掺假粉煤灰在外观、色泽上与真粉煤灰有明显区别，其化学组成（CaO、SO3含量、烧失量等）和物理指标（体积稳定性、含水率、需水比及活性指数等）相差不大，但100倍以上粉煤灰的核心物质即玻璃球在显微镜下基本看不见。这种掺假粉煤灰的活性指数极低或根本没有活性，拌制混凝土时需用大量的水，流动性和泵送效果也较差，不如真粉煤灰，对混凝土的强度和耐久性有很大的不利影响，混凝土表面无光泽，外观质量差。
图1、图2是用100倍放大镜鉴别的图片，正常粉煤灰为球形玻璃体，即使经过球磨机研磨，破碎的颗粒也像碎石子一样，有一面没有破碎，但仍然是球形的（见图1），而假粉煤灰则完全像碎石子，表面基本都是破碎的，颗粒形状清晰分明（见图2）。
对于掺有石灰石或白云石的粉煤灰，也可以用稀盐酸进行检测，此法简便、快速、直观，具体方法是：称取约10g干燥样品放入干净的烧杯中，先加入50mL蒸馏水充分搅拌，再加入约10mL稀盐酸。若产生大量气泡（即二氧化碳气体），则证明粉煤灰中掺有石灰石材料。这种掺有石灰石或白云石的粉煤灰往往颜色不同，颜色呈白色，烧失量非常大，一般在25%以上，其活性指数明显低于真粉煤灰或根本没有活性。对于掺假的粉煤灰，可以采用化学分析法进行检验鉴别，此法比较复杂，耗时较长，具体可采用GB/T176-2017《水泥化学分析方法》。 如果样品中氧化钙含量在25%~40%之间，氧化镁含量在8%以上，就证明粉煤灰中掺有白云石；如果氧化铝含量超过25%，就说明粉煤灰中掺有煤矸石或煤渣；如果二氧化硅含量超过65%，就说明粉煤灰中掺有页岩或石英砂等粉煤灰。以上化学指标的检测结果越高，掺假情况越严重，对混凝土质量的影响也越大。
3.“飘浮的黑色”粉煤灰
现在很多火力发电厂为了节省成本和资源，都采用劣质煤发电。这类煤含有大量的煤矸石，热值低，燃点低，一般在煤燃烧过程中会加入柴油、重油或柴火作为助燃剂，这些助燃剂一般不能完全燃烧，残留的有机物（如油和固定碳）也会聚集在粉煤灰中。在搅拌、振捣这类掺有“飘黑”粉煤灰的混凝土时，这些油和碳粉比重小，所以会浮到混凝土表面（在高坍落度混凝土中更为明显），形成黑色物质的漂浮层，导致混凝土颜色不均，严重影响混凝土结构的外观。灰分会增加混凝土的需水量，提高水灰比，最终降低混凝土的强度。同时也会影响混凝土的耐久性。
“飘黑”粉煤灰可用简便方法鉴别：在500mL烧杯或锥形瓶中加入约200mL蒸馏水，然后称取100g样品，边用玻璃棒搅拌边加入烧杯中，测定浮在水面上的黑色物质的量。可大致确定粉煤灰中的碳含量；如果粉煤灰颜色呈黑色，并伴有异常气味，水面上有油滴，则此粉煤灰应为飘油灰。如果进一步进行烧失量试验，结果一般比普通粉煤灰高出一、两个百分点。因此，建议谨慎使用或从现场清除。
4.“脱硫”粉煤灰
目前国家对火电厂环保要求较高，执行标准为2011《火电厂大气污染物排放标准》。燃煤火电厂为达到二氧化硫排放标准，必须采取脱硫措施。脱硫措施具体原理为：加入石灰石或白云石在高温下分解成生石灰（CaO）。生石灰与煤燃烧产生的二氧化硫发生反应生成硫酸钙（石膏）。含有硫酸盐的粉煤灰对混凝土的有害影响主要表现在以下几个方面：（1）造成混凝土凝结时间发生较大变化，因为水泥生产过程中加入了石膏（主要是硫酸钙）作为缓凝剂，如果采用脱硫粉煤灰，混凝土中硫酸钙含量超标，会延长混凝土凝结时间，现场混凝土控制难度加大；（2）造成混凝土体积稳定性不稳定。 水泥标准中对三氧化硫含量有严格的控制，如果超标，会造成稳定性差，如果使用脱硫粉煤灰，混凝土中三氧化硫含量会升高，过量的三氧化硫会与水泥中的铝酸三钙反应生成高硫的硫铝酸钙水合物，导致混凝土体积膨胀，产生裂缝、崩解。
脱硫粉煤灰鉴别方法：称取50g粉煤灰放入烧杯中，加入100mL蒸馏水充分搅拌1min以上，滴入数滴1%酚酞醇试剂，溶液会变红色，用pH试纸检查pH值>10即溶液呈中度碱性，说明该粉煤灰可能为脱硫粉煤灰。再利用国家标准GB/T176-2017《水泥化学分析方法》进一步测定三氧化硫含量和游离氧化钙含量，如果这两项指标中有一项或两项严重超过国家标准GB/T1596-2017《水泥与混凝土用粉煤灰》的要求，则确认该粉煤灰为脱硫粉煤灰。
脱硫粉煤灰的另一种更直接的鉴别方法是将粉煤灰放在浅盘中，暴露在潮湿的空气中2～3天，如果粉煤灰不至于变湿而是变硬，则基本可以确认是脱硫粉煤灰，因为脱硫粉煤灰中含有脱水石膏（即无水石膏），它与水反应变成坚固的二水石膏（CaSO4·2H2O）。
5.“脱氮”粉煤灰
由于环保要求严格，燃煤电厂为达到二氧化氮排放标准，必须采用脱硝工艺。在脱硝过程中，粉煤灰中经常会残留过量的氨气（NH4+），然后在混凝土搅拌、振捣过程中释放出来。在此过程中，NH4+会与水泥水化反应生成OH-，进而生成氨气。氨气在混凝土中的释放需要一定的时间，如果在混凝土初凝后或抹灰后才释放出来，最终会滞留在混凝土表面形成大量的气泡或孔隙或爆孔，严重影响混凝土的外观质量、实体质量、力学性能和耐久性。图3是用掺有“脱硝”粉煤灰的混凝土浇筑的路面。
鉴别反硝化粉煤灰的方法比较简单、快捷、方便：先称取200g粉煤灰、100g水泥于500mL锥形瓶中，加入200g蒸馏水充分搅拌，立即用湿润的试纸覆盖锥形瓶（若试纸变红色（氨气遇水生成氨水，呈中等碱性），并能闻到刺鼻的氨气味，即可判定样品为反硝化粉煤灰）。
六，结论
综上所述，建筑市场上粉煤灰的种类繁多，真假混杂。为保证混凝土拌合物的和易性，保证混凝土实体的质量，要求试验检验人员具备比较全面的理论知识和鉴别能力。同时还要有很强的责任心、敬业精神和职业道德。首先要利用自己的专业能力和经验对粉煤灰进行初步的筛选和鉴别，然后严格按照国家有关标准对每一批进场材料进行分类检验。通过检验，将不合格或劣质的粉煤灰拒之门外，不给不法分子有机可乘之机，从而达到净化建筑市场的目的。