粉煤灰在建筑材料中的應(yīng)用

1、粉煤灰在建筑材料中的應(yīng)用摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了粉煤灰在建筑材料方面的應(yīng)用，從粉煤灰在混凝土、燒結(jié)磚、公路建筑材料、保溫材料中的應(yīng)用入手，分析了各種利用粉煤灰的方法。最后對(duì)粉煤灰的利用現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞：粉煤灰 建筑材料 再利用0引言粉煤灰是燃煤產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的一種工業(yè)廢棄物，也叫“飛灰”。我國(guó)是個(gè)產(chǎn)煤和用煤大國(guó)，電力工業(yè)目前80%的發(fā)電量仍由燃煤產(chǎn)生，一般平均每發(fā)電1萬(wàn)kW·h，排灰約1萬(wàn)t。因此在我國(guó)粉煤灰是急需處理的工業(yè)固廢之一，在2010年粉煤灰排放量達(dá)到近4億t1。當(dāng)前，隨著全國(guó)性的電能緊缺，燃煤電廠仍在大量的建設(shè)中，可以肯定，隨著我國(guó)發(fā)電量增加，粉煤灰的產(chǎn)量和貯存量必將進(jìn)一步增

2、大。目前，國(guó)內(nèi)粉煤灰綜合利用已走上快速發(fā)展的軌道，使粉煤灰利用量每年以200萬(wàn)噸左右速度遞增，綜合利用率已擺脫多年徘徊在20%的局面，2000年利用已經(jīng)達(dá)到58 %。2但是相比發(fā)達(dá)國(guó)家80%的利用率還存在一定的不足之處。3不過(guò)人們概念中的粉煤灰已不完全是一種廢棄物，而是一種可再生的資源，通過(guò)一定的篩選及處理可以成為一種商品，并可帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。1粉煤灰粉煤灰主要與燃煤電廠產(chǎn)生，當(dāng)煤粉里的不燃物(主要為灰分)大量混雜在高溫?zé)煔庵校谝L(fēng)機(jī)的作用下沿著鍋爐煙道依次流過(guò)爐膛、過(guò)熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器降溫就會(huì)形成粉煤灰，它是燃煤電廠排出的主要固體廢物。4 我國(guó)火電廠粉煤灰的主要氧化物組成

3、為:SiO2，Al2O3，F(xiàn)eO，F(xiàn)e2O3，CaO，TiO2，MgO，K2O，Na2O，SO3，MnO2等。5粉煤灰各顆粒間的化學(xué)成分并不完全一致，因?yàn)樵谂懦龅睦鋮s過(guò)程中，形成了不同的物相。比如，氧化硅及氧化鋁含量較高的玻璃珠在鐵礦中，另外，粉煤灰中晶體礦物的含量與粉煤灰冷卻速度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，冷卻速度較快時(shí)，玻璃體含量較多; 反之，玻璃體容易析晶?？梢?jiàn)，從物相上講，粉煤灰是晶體礦物和非晶體礦物的混合物，其礦物組成的波動(dòng)范圍較大。一般晶體礦物為石英、莫來(lái)石、磁鐵礦、氧化鎂、生石灰及無(wú)水石膏等，非晶體礦物為玻璃體、無(wú)定形碳和次生褐鐵礦，其中玻璃體含量占50%以上。2粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用粉煤灰

4、應(yīng)用在混凝土中可以增強(qiáng)混凝土的抗凍性能、抗?jié)B性能、干縮性、鋼筋粘結(jié)力、碳化性能6，這是因?yàn)榉勖夯铱梢蕴畛涔橇项w粒的空隙并包裹它們形成潤(rùn)滑層，由于粉煤灰的容重（表觀密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形（質(zhì)量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密實(shí)，在水泥用量較少的混凝土里尤其顯著。當(dāng)混凝土水膠比較低時(shí)，水化緩慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分。粉煤灰和富集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結(jié)晶發(fā)生火山灰反應(yīng)，不僅生成具有膠凝性質(zhì)的產(chǎn)物（與水泥中硅酸鹽的水化產(chǎn)物相同），而且加強(qiáng)了薄弱的過(guò)渡區(qū)，對(duì)改善混凝土的各項(xiàng)性能有顯著作用。7從實(shí)際工程當(dāng)中應(yīng)用粉煤灰的情況來(lái)看，當(dāng)混凝土工程量約1000m3,

5、 強(qiáng)度為C30和C20時(shí), 共節(jié)約水泥47t, 每立方可降低成本約8%。8混凝土強(qiáng)度隨粉煤灰摻量的加大而降低，對(duì)于稍高標(biāo)混凝土( 如C40、C35、C30)可采用小摻量(不超過(guò)水泥用量的30%)，對(duì)于C30以下混凝土可考慮大摻量(水泥用量的40%以上)，以節(jié)約水泥。9同時(shí)隨混凝土中粉煤灰摻量的增加，混凝土的塑性收縮開(kāi)裂現(xiàn)象明顯減少。3粉煤灰在燒結(jié)磚中的應(yīng)用粉煤灰燒結(jié)磚由粉煤灰和普通爐渣、頁(yè)巖為主要原料，經(jīng)過(guò)攪拌、擠壓、成型、燒制而成。粉煤灰燒結(jié)磚的特點(diǎn)環(huán)保節(jié)能。粉煤灰燒結(jié)磚這種新型建材產(chǎn)品的原材料80以上為工業(yè)和民用垃圾，被國(guó)家確定為環(huán)保、節(jié)能產(chǎn)品。使用粉煤灰燒結(jié)磚做建筑材料，工程總造價(jià)可降低

6、6%8%，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。10而且燒結(jié)粉煤灰磚產(chǎn)品尺寸標(biāo)準(zhǔn)，棱角整齊，外觀較美，耐久性好，其力學(xué)性能與普通粘土磚相當(dāng)，表觀密度比普通磚小。4粉煤灰在公路建筑材料中的應(yīng)用粉煤灰作為公路建筑材料的用途比較廣泛, 經(jīng)常應(yīng)用于路基填筑、壓漿處理路基、軟土地基處理、橋涵臺(tái)背回填、路面基層或底基層、水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面、大體積混凝土的施工之中。11作為路基建筑材料, 使用粉煤灰可以填筑輕質(zhì)路基, 減少地質(zhì)環(huán)境影響, 減輕軟土地基及相應(yīng)承載力不足的地質(zhì)環(huán)境所承受的壓力, 避免造成地質(zhì)災(zāi)害。12 粉煤灰本身屬于固體的工業(yè)廢料, 將其直接或間接地用作公路建筑材料, 可以有效地減少工業(yè)廢料

7、的堆積及處理的壓力, 減少環(huán)境污染, 同時(shí)相對(duì)另一面可以節(jié)約大量的自然資源, 減少破壞耕地及土地面積, 減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的索取和破壞。 有時(shí)可以將粉煤灰和鋼渣混合在一起作為路基建筑材料，鋼渣是煉鋼工程中造渣劑與生鐵中的SiO2等反應(yīng)排出的熔融渣，具有良好的物理力學(xué)性能。兩種工業(yè)廢渣聯(lián)合在一起使用可以獲得更好的性能。135粉煤灰在保溫材料中的應(yīng)用將粉煤灰應(yīng)用于建筑保溫材料的生產(chǎn)中主要是利用其火山灰活性和低導(dǎo)熱性，粉煤灰的導(dǎo)熱性較低，在0.060.35 W/(m.K)數(shù)量級(jí)，低于混凝土的1.10 W/(m.K)，適合制作保溫材料。依據(jù)上述原理，可以利用水泥熟料-粉煤灰-熟石灰-硫酸鈉體系合成保溫材料

8、的膠凝材料。丁勇杰的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該體系保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)0.23 W/(m.K)，表觀密度600 kg/m3，抗壓強(qiáng)度 0.4 MPa14。完全滿足建筑保溫材料的要求。另外徐子芳等人用粉煤灰在石灰石膏激發(fā)下利用改性EPS研制節(jié)能自保溫砌塊，他們發(fā)現(xiàn)：石灰摻比為10%，石膏摻比為5%，粉煤灰摻量為20%25%，改性EPS為2.5%時(shí)，砌塊材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.505w（mk）-1，保溫性、施工性能、耐久與耐候性能均優(yōu)良。156總結(jié)粉煤灰在建材方面的應(yīng)用技術(shù)較成熟，消耗量也比其他方面要大，現(xiàn)在粉煤灰的利用領(lǐng)域已擴(kuò)展到冶金、建材、交通、化工、礦山、水利、農(nóng)業(yè)等10多個(gè)行業(yè)，綜合利用技術(shù)形成高、中、低三

9、個(gè)層次，正在實(shí)現(xiàn)"以儲(chǔ)為主"向"以用為主"的方式過(guò)渡，以大用灰量項(xiàng)目的推廣應(yīng)用和高新技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用相結(jié)合逐步實(shí)現(xiàn)工程化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展格局。粉煤灰綜合利用已向深度發(fā)展，力求高附加值的技術(shù)開(kāi)發(fā)。另外，粉煤灰的應(yīng)用也出現(xiàn)在了新的領(lǐng)域，比如抗菌、燃料等方面。粉煤灰的綜合利用實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，凈化了其他污染物，保護(hù)了環(huán)境。雖然粉煤灰的應(yīng)用較廣，但粉煤灰的綜合利用量還是太少，相對(duì)于粉煤灰的排放量，粉煤灰的消耗量還處于一個(gè)較低的水平，而且高新應(yīng)用技術(shù)較少，粉煤灰的加工利用程度較低，粉煤灰的綜合利用現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。粉煤灰的綜合利用還應(yīng)該加大發(fā)展力度，積極拓展粉煤灰的應(yīng)用領(lǐng)域。參

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