自从参与报道启明星工作以来,我接触了不少堪称上海青年科技英才的科技启明星同志,可以说他们每个人都有一段奋斗自励的感人经历,每个人都在自己独特的岗位上书写着壮丽的人生。凡关心我们《今日启明星》专栏的读者可能会有同感。本期启明星的专栏人物徐强是上海建筑科学研究院的一位工程师,一位与粉煤灰打交道的启明星。

对徐强的访问使我略略知道了粉煤灰作为火力发电工业的废弃物,对它的综合利用有那么多的学问。

谈起垃圾,很多人可能马上想到堆积如山的生活垃圾,然而对城市来说,它每天所产生的工业垃圾及其如何处理可能是不少市民闻所未闻的,但这确是城市的父母官们寝食难安的棘手事。徐强与之打交道的粉煤灰就是这样一种工业垃圾。粉煤灰是火电厂的废弃物,上海每年都有几百万吨的粉煤灰排放量。过去一般的处置办法是发电厂在近郊地区挖一个大坑,作粉煤灰的堆放地,每吨灰的处理费用(包括运输费)竟达10元,而且在粉煤灰的集散过程中对周围的环境造成了程度不等的损害。

徐强他们的目标是很明确的,对粉煤灰作综合利用,使其从一种污染物变为一种资源,小徐84年自同济大学混凝土专业毕业后分到建科院即从事这一课题的研究。从材料组分来看,粉煤灰接近于水泥和土,这样就引出两种用途一是作土壤之用,通常是一层灰上覆一层土,另一种是深度有效利用,即用作混凝土的配料,制成各种墙体材料,在一开始推广这种掺有粉煤灰的混凝土制品的过程中,一些使用单位顾虑多多,通过徐强他们提供的有说服力的测试分析数据及试用单位的工程质量反馈,这方面的顾虑逐步打消了。例如杨浦新型建材厂生产的多种轻质建材就添加了杨浦电厂的粉煤灰,

徐强告诉我,使用粉煤灰不仅能降低混凝土的成本,而且现已证明这能提高混凝土的密实度,同时还能增强混凝土的抗渗漏、抗腐蚀性能,现在不少发达国家的混凝土配料都采用粉煤灰,中国在这方面与发达国家的距离不大,可以这样说,现在我们国家几乎各地的商品混凝土搅拌站都添加粉煤灰作为辅料。传统的水泥组分模式正在得到改写,从尽人皆知的“四大金刚”——沙、石、水、泥四种组分扩展到前些年的第五种——起防冻、防渗漏等功用的外加剂,现今又发展到将粉煤灰作为第六种组分。

正是基于这样的现实,国内的情况现已发展到电厂每出厂一吨粉煤灰由十多年前需付出10元,到现在可获利三十几元。这一亏一盈,每吨相差四十几元。以上海95年粉煤灰量300多万吨计,所节省的费用是相当可观的。但比统计数字更为重要的是,由于这样一种利用方式的改变,变污染物为资源,我们城市的环境得以改善,这其间带来的效益是难以估量的。

与我面对面交谈的徐先生年方35岁,高挑的身材、白净的皮肤,一付金丝眼镜,一见面就给人以宁静之感。这位混凝土专业的本科生自进建科院工作以来,一直在干自己的专业,同混凝土打交道。当他讲到上海近年来的几大建设工程,如南浦、杨浦大桥、东方明珠电视塔等,其混凝土配料中均掺有一定比例的粉煤灰时,我能感觉出他隐约透出的自豪感。

小徐进建科院后承担的第一项课题是研究改造粉煤灰的品质,在当时的老所长带领下搞起了粉煤灰干法分选工艺,通过一定的工艺技术将粉煤灰分成若干等级,以便根据不同需要分级使用。前不久在讨论三峡工程快速施工方案时,就有一个如何利用粉煤灰的题目,由于大坝的中心部位与外层的温差很大,最大可相差几十度。有关方面经过反复论证后认为,在混凝土中添加粉煤灰是降低中心层温度的好办法,徐强他们则进一步提出,若采用品质好的粉煤灰不但可达到降温之目的,还能不失大坝的牢固性。这一方案已为三峡工程指挥部采纳。据测算,仅节约材料费一项就达6000万元。

“高钙粉煤灰特征及硬化机理”是徐强近年来主攻的一个大项目,也是他申报科技启明星计划、并得到启明星计划一定经费支持的工作。据小徐介绍,高钙粉煤灰是由褐煤、次烟煤燃烧后产生的灰渣,对它的利用因煤种、燃烧工艺的不同而差异很大。如在美国,高钙粉煤灰作为一种特殊的矿物外渗剂得到广泛应用,而西欧国家都将其弃之不用,由于安全性不良而被视为劣质灰。

小徐告诉我说,世界上不少国家都在探讨如何合理有效使用高钙粉煤灰问题。由于粉煤灰中的含钙量增高,在活性提高的同时,其游离氧化钙也随之增加,而后者的增加会导致水化度大大降低(也就是混凝土行业中的术语——安定性差的意思),日后就会形成膨胀,从而危及建筑。

我国的高钙粉煤灰1990年以前排放量少,应用研究也不多,但近年来随着内蒙东胜煤田的开发建成,我国高钙粉煤灰的排放量激增,仅上海市去年一年就增加了30多万吨的高钙粉煤灰。如何综合利用这种废弃物,国外可供借鉴的资料很少,美国虽有些成功的做法,但由于燃烧工艺、煤种等方面的差异甚大,因此中国的情况主要还是靠自己搞。小徐和室里几个年轻同志一起,从1992年开始接手搞这一研究课题。在上海石洞口电厂正式用这种煤之前,他们先查阅了大量国外资料,并到内蒙煤田去取第一手资料。为了取得足够分析量的这种粉煤灰,小徐在煤田呆了一周,一等炉子停工熄火后,就爬进管道烟?里去取灰。

小徐他们在工作中先考虑排除其他导致安定性不高的因素,主要从加速水化机理着手,探讨减少某膨胀度的可能性,并多方验证有无可能降低其粉煤灰中的游离钙含量。通过引入其他一些化学元素,改善其结构,改善其膨胀系数等手段,小徐和课题组同志经过几年的努力,终于将高钙粉煤灰综合利用的拦路虎——安定性问题加以控制住了。值得称道的是,小徐他们边搞课题,边着手探讨这种粉煤灰的实际应用,到94年底,该课题在得到鉴定的同时,这种粉渣已实际应用了5万多立方,有关试验厂家获利五十几万元。

这项得到启明星计划资助的课题的特色是证明了这种高钙粉煤灰能起到减水作用,这对于提高其利用率是一大突破。这一观点在行业学术界是很新颖的,另据小徐介绍,由于高钙粉煤灰在国内的利用只有2~3年的历史,其耐久性如何;是否会与混凝土中其他骨料产生作用(即所谓的碱骨科反应),因其会导致混凝土膨胀。这种碱骨料反应是建筑业中的大忌。而由于小徐他们出色的工作,证明了就总体来讲,高钙粉煤灰是减少而非增加了碱骨料反应,这就扫清了进一步推广使用这种粉煤灰的障碍。

由于小徐卓有成效的工作业绩,他在92年入选上海青年科技启明星计划后,又于95年入选科技启明星的跟踪计划(当年只有11人入选),获此殊荣对小徐当是一个很大的激励。有人可能会说,徐强赶上了一个好时光,这些年建筑业大发展,从事这方面研究的人也颇受人关注,此话不假。建筑业同其他行业一样总有一个相对兴旺和相对平衡的时期,但小徐搞的三废品的资源化道路却是一项持续不衰的事业,而且也必定是21世纪的朝阳工业。上述的高钙粉煤灰的综合利用实际上就是开创了一种新的再生资源。这一资源用于建筑业中,可取代部分建材,并可提高水泥制成品的性能,达到降低能耗和节约材料的效果。相反若这一资源不能被利用,就只能作为固体废弃物排放,这需要投入大量资金来处理,而且在排放过程中还需耗费大量的水 · 并产生严重的粉尘污染和水污染。由此可见,能成功地将高钙粉煤灰由废物转化为资源的人是理应受到人们尊重的有功之臣。

我们的国家正需要大批有为的青年知识分子投身于各项建设事业中去,从这个意义上说,小徐的确赶上了好时光,愿徐强及其同伴不辱使命再接再厉,他们的前景一定会很美好。

(江世亮采写于96. 3. 15)