粉煤灰在建筑材料中的应用范文

粉煤灰在建筑材料中的应用篇1

关键词：粉煤灰；基本性质；品质指标；综合利用

中图分类号：TQ536.4 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2009）02（c）-0065-02

在制备混凝土拌合物时，为了节约水泥、改善混凝土性能、调节混凝土强度等级，而加入的天然的或者人造的矿物材料，称为混凝土掺和材料，亦称为矿物外加剂。粉煤灰是混凝土中使用得最为广泛的活性掺和材料，它是在火力发电厂电力生产过程中，在煤的燃烧期间由废气带出的球状玻璃体残留物。虽然粉煤灰是一种工业固体废弃物，但由于其具有潜在的火山灰活性，来源广，价格低，用水量少，节约能源，能显著地改善水泥性能等优点，已经被广泛地利用到各方各面，不仅实现了变废为宝，而且帮助解决了环境污染、堆放占用大量土地、堵塞河流等问题。因此，发展对粉煤灰的综合利用，积极拓展粉煤灰的应用渠道非常符合我国可持续发展的基本技术经济政策。

一、粉煤灰在我国的综合利用概况

1、粉煤灰在水泥行业中的利用。粉煤灰在水泥行业方面的应用范围很广应用也很多，是最早期粉煤灰被应用的领域。资料显示，法国、匈牙利、丹麦、前苏联等国，在这个方面粉煤灰的利用量占总利用量的40%~60%[1]。粉煤灰不仅可以用作水泥的制造原料，还可用做水泥和混凝土的混合材料，可用来拌作水泥浆，还可作新型硬化材料。粉煤灰可以作水泥原料是由于其中的主要化学成分SiO2、Al2O3、Fe2O3可以代替粘土，替代率受SiO2/Al2O3以及Al2O3的比例控制[3]。用做水泥混合材是粉煤灰利用在水泥行业中的最大的方面，一般掺量为20%~40%。水泥中使用混合材可以节约水泥用量，降低成本，增加产量与降低能耗，还改善了水泥的性能。从利用混合材的经验得出，最具有利用价值的是这三种混合材：粉煤灰、高炉矿渣、硅灰。高炉矿渣来源较少，难以满足生产的需求。硅灰价钱较高，数量较少，较少应用。只有粉煤灰价格与性能兼顾，数量相对充足，活性较高，三大作用效应大幅度提高了混凝土的性能。球状粉煤灰大大改善了混凝土拌合物的工作性，易起浆，降低了用水量，填充性能更好，泌水减少，对于混凝土的长龄期强度和长龄期的抗渗性有相当的增长，水化热和干缩等不利影响也大幅度地减少。2、粉煤灰在建筑业中的利用。粉煤灰除了可以改善混凝土的工作性，还显著地提高了混凝土的强度和耐久性，降低生产成本和提高工程质量。因此粉煤灰可用于高标号的泵送混凝土、抗渗混凝土、抗腐蚀混凝土、低水化热混凝土、大体积混凝土、现场搅拌、灌浆材料等，利用量约占总利用量的10%。根据不同类别不同用途混凝土的质量要求和应用技术条件，选用符合要求的粉煤灰和工艺条件。华南理工大学材料学院已在高强、高性能混凝土方面做了大量的工作，利用粉煤灰配制出C70高强混凝土和高抗渗、抗腐蚀的混凝土。这种高抗渗混凝土抗海水腐蚀能力很强，适用于海港、地下、抗渗漏及抗腐蚀的工程，已实际应用在了深圳市宝安区青岛啤酒厂抗地下水腐蚀基础工程[1]。3、粉煤灰在建筑材料中的利用。粉煤灰在建材方面的利用主要是作为墙体材料利用。粉煤灰既然在水泥行业中可以代替粘土作为水泥原料，当然也可以代替粘土制造成墙体材料。实心粘土砖是我国传统的墙体材料，但在耕地稀少的国情下，发展另一种墙体原材料进行墙改工作是必须的。国内许多发达地区如上海、北京、广州等地都已推广使用节能环保的新型墙体材料。而粉煤灰在新型墙体材料方面的发展起着重大的作用。目前研发出来的粉煤灰墙体材料包括粉煤灰混凝土砌块、加气混凝土砌块和板、硅酸盐承重砌块、粉煤灰免烧免蒸砖、烧结陶粒、烧结砖、蒸压、蒸养砖、高强度双免浸泡砖、钙硅板等，另外还发展了保温材料，轻质耐火材料、轻质隔墙板、灰绒制品（在粉煤灰完全熔融的情况下，采用离心分离法制得纤维化的灰绒）等。在这一领域中，华南理工大学材料学院花费了大量时间作出了很大的贡献，得到了可喜的成果。研发出了免蒸节能型轻质墙体材料和免蒸粉煤灰砖，都是采用添加激发剂的方法来加快粉煤灰与Ca(OH)2的反应改善气孔结构得到强度达到标准规定强度的墙体材料[1]。4、粉煤灰在土木中的利用。粉煤灰在土木中主要是作为填筑材料和筑路材料来利用，这两方面的利用量加起来达到粉煤灰总利用量的35%，占了比较大的比例。因为粉煤灰的颗粒较小，泥质成分较多，具有压密系数较大，压缩性较低的特性，所以它可以代替砂质应用在筑路和填筑方面。可以利用粉煤灰和石灰、砂、水泥混合稳定路面基层，也可以单独加入或经加工取代石灰石粉制作粉煤灰沥青混凝土，用于护坡工程和修筑水库大坝等。粉煤灰还可以与水泥和石灰混合制成改良材料，也可以用作填充材料，主要有粉煤灰综合回填、矿井回填、小坝和码头填筑等。5、粉煤灰在农业中的利用。农业中最具有研究价值的就是开发土壤质量和肥料价值，而粉煤灰则刚好在这两方面能够满足改善的要求，在此方面的利用量占总利用量的15%。粉煤灰中的硅、镁、钾等元素可以与有机废弃物混合发酵经过高温热处理可以烧结成农作物易于吸收的化合物而作为农作物的肥料。并且粉煤灰单独或与水污泥混合使用可以作为土质改良剂。粉煤灰还可以作为植物的营养成分，在掩埋的粉煤灰上面还可以种植植物。另外，令人感叹的是粉煤灰还可以制成具有显著增产作用的磁化肥，粉煤灰还有利于藻类等的繁殖，还可以营造人造渔场，用途多多。6、粉煤灰在环境保护中的利用。环境中的污水污泥、有机废弃物、工业中的重金属等物质对环境造成了很大的破坏，是环保中最令人头疼的问题。粉煤灰又在这方面作出了它不可替代的贡献。我们可以利用粉煤灰多孔、具有较大比表面积的特性来发挥其良好的吸附性和沉降作用。粉煤灰中的碱性物质使其可以制成脱硫效率高于纯石灰脱硫剂的排烟脱硫剂。粉煤灰中众多的细孔又可吸附水中悬浮物、污水中的耗氧物质、地下水污泥中产生的氨、磷及有机物、工业废水中的重金属和氟化物等[3]。7、粉煤灰在化工中的利用。粉煤灰中含有大量的金属物质，如磁铁矿、氧化铝和硅铁等，经物理化学处理可回收碳、铁、铝、硅和锗等，或制备SiC粉末。还可以从中提取高纯明矾合成矾土，还有制备玻璃陶瓷等。

二、粉煤灰应用中存在的问题以及解决方法

1、粉煤灰火山灰活性低，显著降低水泥的早期强度。虽然粉煤灰有改善混凝土性能的优点，但实际上在水泥行业中却没有得到充分的应用，主要就是由于粉煤灰的火山灰活性较低，显著降低了水泥的早期强度。华南理工大学材料学院提出了通过掺Ca(OH)2和少量Na2SiO3有效活化粉煤灰的方法，用Na2SiO3提高溶液的PH值，且Na+可以循环反应，显著加快粉煤灰与Ca(OH)2反应速度[6]。掺入后得到的活化灰表面受到严重侵蚀，暴露出活性内核，活性基团增多，加快水泥的早期水化，加速水泥浆体的凝结和硬化，因而提高了水泥的早期强度。2、优质粉煤灰出现短缺现象。由于粉煤灰的众多优异性能，优质的粉煤灰已得到大量的应用，且电厂采用的低效干式除尘器或湿式除尘器，将性能较好的细粉煤灰排入大气，而粗灰却被收集下来，还有电除尘器处理的粉煤灰导致优质灰被冲入贮灰场，使其不能回收利用之余也占地方，这样，就造成了优质灰的数量非常有限。据统计，优质灰早已不能满足建筑与建材应用的需求。3、粉煤灰质量不稳定。我国燃煤电厂众多，煤种来源也不同，煤质自然就有很大的差异，因而排出的粉煤灰品质当然也就参差不齐，不仅粗细不同，还会引起烧失量、需水量、颜色等的性质的不同。供应商为了连续供应，经常从不同的燃煤电厂取得粉煤灰，加上他们一般都不具备完善的实验条件，对差异较大的粉煤灰的品质指标没有得到完全的检验，导致很多混凝土搅拌站都出现了粉煤灰质量不稳定的现象。质量差异较大的粉煤灰用于混凝土结构中使构件外观出现了明显的色差和性质的不稳定。要使粉煤灰的应用不至于造成构件外观质量和性能的重大影响，应对进厂的粉煤灰进行细度或需水量比还有颜色的品质检验，而且要求具有一份较为详尽的粉煤灰品质检测报告，或者采用二次风转子选粉机对粉煤灰进行分选及粉磨处理[8]，这样，应该会对粉煤灰的质量波动情况带来很大的改善。4、粉煤灰利用技术和设备落后。目前，在国外一些工业发达国家已经在除了建筑行业之外的很多其他行业实现了对粉煤灰的利用，粉煤灰的利用率达到70%~80%，相对于我国主要利用在了建筑和建材，筑路和回填等较窄的方面，利用率只有30%左右。这是由于我国的利用技术和装备的落后，跟不上发达国家的步伐，还导致未利用的粉煤灰占据了众多的土地，对生态环境造成一定的威胁。为了使粉煤灰充分利用于产业上，就要大范围地拓展粉煤灰的应用领域，大力研究和开发综合利用技术，在设备方面尽量引进先进的技术带动国内的设备水平。5、粉煤灰的利用能力未充分发挥。在粉煤灰利用前景光明的建筑行业中，粉煤灰却因技术设备的落后和研究的稀少而得不到充分的利用。在粉煤灰利用量大的公路建设方面，又因其用灰量的不定和经济的考虑限制了粉煤灰的应用。我们知道，粉煤灰不仅在建筑方面可以应用，在许多跨专业和大行业中也具有其不可代替的利用价值，因此大量大力度地扩展粉煤灰的应用范围已迫在眉睫。

作者单位：重庆大学

参考文献：

[1]樊粤明,吴笑梅等.粉煤灰的综合利用与展望[J].广东建材,1998,9:13~17

粉煤灰在建筑材料中的应用篇2

关键词：建筑干砂浆，商品砂浆，高强高性能砂浆，粉煤灰，砂浆活化剂

 

1 前言

我国建筑工程中的砌筑抹灰用砂浆，大多采用传统的现场搅拌、临时配制的方法，砂浆材料大多就地取材，对水泥、砂一般不作元素检测分析，尤其是砂的含硅量、含泥率、含水率极不一致，导致配制的砂浆强度不符合标准，砂浆性能差，影响砌筑工程质量。有的甚至因此发生工程质量事故。如1997年7月浙江省常山县城南小区第51幢住宅发生倒塌的重大事故，其原因之一是砂的含泥量高达31%，砌筑砂浆强度在M0.4以下，无粘结力。

建筑砂浆是建筑工程的重要组成材料，其质量必须稳定、能经受时间考验且可靠性高。

“建筑干砂浆”发明专利（专利公开号CN 1219520A）涉及的是一种建筑干砂浆及其制作方法，特别适用于各种标号的建筑水泥砂浆和可完全替代混合砂浆。用细磨粉煤灰配制的高标号建筑干砂浆，可用于高层建筑工程和公路桥涵工程以及配制混凝土。

建筑干砂浆的重要材料之一是砂浆活化剂（专利公开号CN1218776A），是原专利产品“SHJ―1石灰精”后续改进产品，实践证明，砂浆活化剂和粉煤灰同时掺入建筑砂浆中，不但可以全部替代石灰，而且置换水泥量可达35%左右。掺砂浆活化剂制作的砂浆具有强度高、和易性好、收缩率低等特点。

2 原材料及配合比

2.1水泥

水泥强度指标应符合标准要求，普通砂浆采用32.5级水泥，高标号砂浆用42.5级水泥。

2.2砂

建筑干砂浆用砂需符合国家标准要求。

2.3粉煤灰

一般采用Ⅲ级灰，细度合适的原状灰亦可配制普通建筑干砂浆；配制高标号建筑干砂浆须将粉煤灰细磨至粒度50～10μm，磨细粉煤灰比表面积为3000～5000cm2/g，堆积密度为550～800kg/m3，粉煤灰化学组成要求符合相应的国家标准。为充分发挥粉煤灰的活性，提高细磨粉煤灰的有效利用率，对原状粉煤灰的处理应注意以下几点：

（1）含碳量高于8%的原状粉煤灰应进行脱碳处理，使含碳量降到0.7%~1.8%。

（2）原状粉煤灰用200L振动球磨机或超细磨进行细磨加工，使其粒度从300μm左右加工到50-10μm，接近亚超细级颗粒标准。

（3）粉煤灰中含有50%左右的玻璃质微珠，具有质轻、耐磨、有较高的化学能及表面活性好的特点。采用湿排粉煤灰时，应充分利用漂浮在水面上的粉煤灰微珠。

2.4砂浆活化剂

采用SHJ―2石灰精（商品名称）

2.5建筑干砂浆配合比（质量%）

水泥 为 10～25 、砂为70～85、粉煤灰为 1.5～9、砂浆活化剂为0.5～6

3建筑干砂浆配制与性能

3.1 普通标号砂浆配制及性能

采用普通32.5级水泥掺入粉煤灰、砂、添加砂浆活化剂，通过多次试验，得到配制的不同标号建筑干砂浆的配比及不同的龄期抗压强度，由计算结果的比较可知掺入粉煤灰的建筑干砂浆，粉煤灰置换水泥量约为30%~35%。建筑干砂浆具有较高的早期强度，后期强度持续上升，28d强度分别比标准强度提高63%、45.3%、38.6%；90d强度提高率分别为82.2%、82.1%、74.0%。抹灰砂浆的强度也均在M10以上。说明粉煤灰在砂浆活化剂作用下活性被激发，不仅使水泥置换率增加，而且参与水化反应，制成的砂浆具有较高的强度。

3.2 高标号建筑干砂浆配比及性能

采用42.5级高标号水呢，同时掺入细磨粉煤灰、砂、砂浆活化剂的高标号建筑干砂浆的配比得出相应龄期抗压强度。由试验可知采用细磨粉煤灰配制的高标号建筑干砂浆性能测试结果表明，粉煤灰细磨至接近亚超级颗粒时（细于水泥），其惰性充分转化为活性，活化能更高砂浆强度得到更大的增长。标号M15、M20的建筑干砂浆比相应的传统砂浆28d强度分别提高108%和113%，90d强度分别提高134%和143.5%；粉煤灰的水泥置换率也有较大提高。

3.3建筑干砂浆与混合砂浆性能比较

3.3.1配比

采用添加砂浆活化剂配制的建筑干砂浆和采用石灰膏配制的混合砂浆的配合比分别为水泥：砂子：活化剂：水：=1：11.0：0.0027：2.15和水泥：砂子：石灰膏：水=1：11.0：1.35：1.556

3.3.2建筑干砂浆与混合砂浆性能比较

由国家建筑工程质量监督检验测试中心测试的以上两个配合比的砂浆的性能数据表明，添加砂浆活化剂的建筑干砂浆与石灰膏普通混合砂浆相比，具有抗压强度高、抗冻性能好、收缩率小等优点。

4 试验分析

4.1砂浆活化剂的作用

粉煤灰在砂浆活化剂的作用下，激发了活性，不再是单纯的作为填料，而是参与砂浆水化反应，置换30%～35%的水泥。这是因为，砂浆活化剂在粉煤灰中引入很活泼的Si-C1，使其中的Si转化为Si-C1，在水化反应中其与A1-OH、Mg-OH反应生成水泥石物质。从而提高建筑干砂浆的抗压强度、抗冻融性能、抗渗性及抗碳化性能，并减少干燥收缩。。

4.2粉煤灰磨细的作用

（1）细磨后，粉煤灰玻璃体颗粒被打碎，比表面积从3000～5000cm2/g增大至7000～15000cm2/g。表面能大为增加，活性更易发挥。细磨的粉煤灰不仅具有填料效应和细集料效应，而且从水泥水化反应中的客体位置转化为参与水化反应的主体位置，成为重要的反应组分，其与Ca（OH）2反应生成的硅酸钙、铝酸钙等水泥石以及不溶于水的硅铝化合物，有效地堵塞了砂浆的毛细通道，增加了砂浆的密实度，提高了砂浆的耐水性能和抗渗性，较大程度地提高了砂浆强度，置换水泥量有了更大的增加。

（2）细磨后，粉煤灰表面能更高，“滚球轴承”的润滑作用更强，在砂浆中降低了颗粒间的摩擦力，砂浆的和易性明显改善。

（3）细磨粉煤灰的微细填料作用，增强了砂浆的密实度，不仅提高了水泥置换率，而且减少了水泥的水化热，减少温度裂缝，砂浆的强度得到更大的提高。。

（4）建筑干砂浆如采用细磨的增钙粉煤灰作掺入料，经试验确定最佳配比和补充相应的元素含量，制备的建筑干砂浆水泥置换量可望在50%以上，而且砂浆强度高、粘结力强、密实性和和易性更好，可作为混凝土小型砌块的专用砂浆。

5 结束语

（1）建筑干砂浆可作为公路桥涵工程和高层建筑工程的专用砂浆。但是如用作高标准公路的路面砂浆，应在高标号建筑干砂浆的基础上补充高耐磨、耐高冻融、耐高冲击力的材料，并经试验确定优化配比，以保证路面砂浆的耐久性与耐侯性。

（2）高标号建筑干砂浆可配制商品混凝土，其强度等级可达C40，密度低于1950kg/m3的轻集料混凝土可广泛应用于土木建筑工程的承重结构。。

（3）建筑干砂浆配制的商品混凝土价格为250～400元/ m3。产品使用方便，具有广阔的国内外市场潜力。

 

粉煤灰在建筑材料中的应用篇3

关键词：粉煤灰混凝土小型空心砌块；墙体施工；质量控制；砌筑；构造；抹灰

一、 材料控制要点及工艺

粉煤灰混凝土小型空心砌块，是将粉煤灰、水泥、砂石等主要原材料按比掺配，均匀混合，用加有适量减水剂的水适度湿化，经坯料制备，挤出成型，养护而成。采用空心砌块成型机生产，工艺简单，易操作，成本低，产品性能良好。

1、控制要点

1）裂缝是粉煤灰混凝土小型空心砌块墙体的质量通病，这和粉煤灰混凝土小型空心砌块材料本身的收缩不无关系。因此，选择砌块时应优选干燥收缩值小的砌块。砌块因强度较低，在运输、装卸时严禁用翻斗车倾卸和抛掷，避免砌块破损。砌块、黏结剂、界面剂、专用砂浆、镀锌钢丝网、耐碱玻璃纤维网格布等进场必须检验其产品合格证和质保单，对材料的主要性能要有监理见证取样，做进场复检。

2）生产工艺和功能

1原材料的选择

粉煤灰的技术指标，应符合生产工艺的要求。实践证明，原材料是产品质量的根本保证，优质材料是产品优质的基础。生产优质粉煤灰混凝土小型空心砌块，必须选用颗粒微细的粉煤灰、清水细砂、清水小卵石（粒径小于10mm）、优质水泥、高效减水剂和纤维素。

2粉煤灰的选择

粉煤灰是火电厂锅炉排出的废渣，其排出方式有干排、湿排、混排和分排。不论哪种方式排出的粉煤灰，均可用于生产混凝土小型空心砌块。粉煤灰颗粒越细越利提高产品的性能。

3粉煤灰的物理性能

粉煤灰为多孔结构，对水的吸附能力大，含水分30%的粉煤灰仍呈松散状态。其物理性能因原煤产地（种类）和电厂锅炉效率的高低而异，差别较大。 4集料的选择

生产混凝土小型空心砌块，须掺配相应比例的胶凝材料和骨料。

5骨料的选择

骨料在砌块中起着骨架作用，既增强了砌块的强度，又减少了砌块的收缩裂缝。选择骨料应控制粒径，一般采用10mm以下细度的清水卵石、清水细砂，有条件时可采用10mm细度的砖瓦碎屑或矿渣代替卵石，也可用煤矸石粉或硅灰代替细砂，便能与水泥一道发挥更好的活化作用

二、砌筑过程控制要点

1、砌块排列图绘制

施工前不做粉煤灰混凝土小型空心砌块的排列图设计，致使上下砌块的搭接长度在某些部位偏短，而填充墙使用的砌筑砂浆强度等级较低，施工时如未按要求加设钢筋网补强，会使墙体收缩产生轴心受拉，沿齿缝出现垂直裂缝。

2、混凝土导墙

宜在墙体底部设置素混凝土（C15或C20）导墙。底层（无地下室）所有墙体底部都应设置混凝土导墙，这样可以增强底层墙脚的强度和墙体的抗渗性以及增加房屋的耐久性。对于2层以上建筑的墙脚是否设置混凝土导墙，多层建筑最好设置，至少可以统一标高，对施工期间的防水也有好处；高层建筑不宜设置，因为200mm高的混凝土导墙对于高层建筑来说，将会增加不少墙体自重，对建筑物结构不利。

3、严格控制砌块上墙含水率

粉煤灰混凝土小型空心砌块的孔隙率大、吸水率高，抹灰前不进行浇水湿润或浇水不够，砌块将大量吸收抹灰砂浆中的水分，使砂浆水泥水化不能正常进行，抹灰砂浆强度降低。

4、控制砂浆饱满度

砌块砌体水平灰缝、垂直灰缝饱满度不应低于80%，灰缝厚度一般控制在8～l2mm；当使用粘结剂干法作业时，灰缝厚度一般控制在3～5mm。在砌筑完上层砌块后，应隔层砌块对灰缝进行二次勾缝。砌块砌筑完成后，墙体应静置一段时间，待结构变形稳定后才能用红砖斜砌将框架梁与砌块顶紧顶实，或用掺膨胀剂的细石混凝土将框架梁底与砌块之间的缝隙灌实。

三、墙体结构构造控制要点

1、砌体的转角和纵横墙交接处应同时砌筑，因特殊原因不能同时砌筑及其他需要留置的临时间断处，施工缝应留成斜搓。粉煤灰混凝土小型空心砌块墙体拉结筋的常见设置方法有植筋（埋设）法、专用铁件连接法。

2、砌块墙体与钢筋混凝土柱（墙）间应预留l0～l5mm的间隙，待墙体砌筑完成后，采用PU发泡剂嵌平实。

3、砌块墙体应分次砌筑，每次砌筑高度不应超过1.5m，待前次砌筑的砂浆终凝后，再连续进行砌筑，日砌筑高度不宜大于2.4m。

4、在进行管线敷设和箱、盒安装时，应根据尺寸要求，确定好位置，并弹出位置线，用切割机割开槽，不能随意剔凿砌块，损坏砌块墙体。箱、盒安装和线管敷设好并固定牢靠后，将该部位的砌块浇水润湿，用掺107胶的泥水砂浆抹实补平，在大面抹灰之前，钉铺密目钢网片，面积较大的暗装箱背面，应钉铺双层密目钢丝网片，以有效防止抹灰空鼓、裂缝产生。

粉煤灰在建筑材料中的应用篇4

关键词：电力；环境保护；管理；问题措施

前言

在当今社会中，能源对经济的贡献促进其飞速增长，各个国家对能源开发和利用都密切关注，因为能源资源随着经济的发展逐渐减少，而经济的发展又离不开能源资源的支撑，所以可持续发展也变得尤为重要，电力在发明之后就成为最主要的能源之一，对电厂环保管理的研究是我们现在应该做的事，电厂的环保问题是不可忽视的，电厂的电力消耗主要依靠煤炭的使用，煤炭的使用势必会带来一些环境问题，所以要合理恰当处理环境问题。电厂要尽量做到节能降耗，同时使经济效益也得到更好增长。

1 优化环保设计

1.1 废渣处理

煤炭是电厂的主要能源，煤炭资源经过处理转化成电力能源，转化之后就会有炉渣出现，建材工业就需要炉渣，这样炉渣就能得到很好的综合利用。妈湾电厂之前利用碎渣机处理炉渣，经过处理的碎渣再通过地沟或者是管道利用水力到达脱水仓，碎渣经过脱水仓脱水之后成为干渣，干渣从脱水仓的底部输送出去。但是这样的模式在使用后，出现了一些问题，方式过于繁杂，大型设备使用量大，投资过大等。所以电厂要对废渣进行合理有效的处理，要尽量优化系统，减少繁杂程序。

1.2 除灰系统

目前，大部分电厂都采用了干式系统，灰水不能排放到周围的环境当中，所以闭式循环在冲灰水时显得尤为重要。由于用户对粉煤灰的质量要求越来越高，所以除灰系统也要进行升级，在运用干式系统时，粗灰、细灰的分类一定要做好。在大部分电厂中，电除尘器使用较多，因而在进行设计时，可以着重这一方面的工作，比如使用一些智能化的软件等。

1.3 环保设备设施存在问题及改进措施

电厂的环保设施的建设近年来有了很快发展，但是环保设施的性能达不到理想化的要求，比如脱硫设施适应不了机组的复杂性工况，容易出现堵塞、故障，不能够达到稳定运行的目的，进而二氧化硫的排放效果不明显，除尘设施的出口明显超标等。我们在进行改进时，要结合电厂的实际情况，使电厂在除尘、脱硫、废渣处理以及综合利用等方面入手，进行时刻监测，创新改进设备。电厂要严格管理，环保责任制要做好，加强这一方面的考核，加强对现有的环保设施的运行以及维护的管理，各个设备的数据管理要仔细，不能有偏差。另外，相关人员一定要加强环保意识。

2 我国粉煤灰综合利用的现状

2.1 建材制品方面

建材制品的粉煤灰使用量达到了35%，可以将其掺入混凝土中，制成水泥；也可以代替粘土做成制作水泥所使用的原料，利用硅酸盐做成承重砌块以及空心的砌块；加气的混凝土砌块；烧结砖；高强度的双免浸泡砖等，这些都能应用于建材制品这一方面，既保护了环境，又降低了工程成本。

2.2 建设工程方面

在建设工程中粉煤灰利用量达到了10%，较大体积的混凝土中加入粉煤灰；泵送混凝土中加入粉煤灰；有高低标号的混凝土中加入粉煤灰；灌浆材料中加入粉煤灰等。建设工程时，各种类型的混凝土都是必须要用的材料，加入粉煤灰之后，材料的成本有所降低的同时也不会影响材料的质量，对建设工程起到了很好的作用。

2.3 道路工程

用于道路工程的粉煤灰使用量占总利用量的20%。在道路基层中加入适量的粉煤灰以及石灰石砂能更好的稳定路面；在护坡或者护堤工程时，利用粉煤灰能更好的稳固大坝抵挡洪水来袭。

2.4 农业应用

农业应用所使用的粉煤灰占总利用量的15%。在土壤中掺入适量的粉煤灰，土壤能得到很好的改良；利用粉煤灰可以制作出更适合土壤的滋化肥以及含有微生物的复合肥；甚至还能制作出农药。粉煤灰的综合利用使农业也得到了发展。

2.5 填筑材料

填筑材料的粉煤灰使用量占总利用量的15%。矿井回镇在进行填充时可以填充粉煤灰；小坝或者码头的填筑也可以使用粉煤灰。

2.6 从粉煤灰中提取矿物和高值利用

这一部分的粉煤灰使用量使用占总利用量的5%。从粉煤灰中能提取到珠、碳、铁、铝，利用这些材料可以冶炼出三元合金，可以制作出耐火泥浆，作为塑料或者橡胶的填充材料，可以制出保温的材料以及涂料。

2.7 提高粉煤灰综合利用率的方法

粉煤灰加气制成混凝土，制成蒸压砖等建材；利用粉煤灰建造大坝或者修复大坝；还能作为填筑材料填筑码头或者大坑等；在进行道路铺垫时，可以掺入粉煤灰，使道路地面更坚固。

3 电厂灰场环保管理

电厂灰场环保管理要做好，以下有几点措施：（1）灰场的作业面积要尽可能的缩小，在大风天气时，干灰飞扬的情况会有所减轻。（2）在灰场配备洒水车，可以更加机动的进行洒水，最好采用绞盘洒水车，能避免对灰面的破坏，这种类型的洒水车更加方便作业与大面积的灰场。（3）在灰场周围靠近居民区的地方设置隔离绿化带，绿化带能保护环境，还能降噪。（4）覆水压尘，根据灰面的脱水的情况进行此项工作，尽量在安全的情况下使灰水面积扩大。（5）淋水压尘，在比较干燥的天气状况下，派专人每天对灰场洒水，使取灰面达到不扬尘的目的。（6）植被压尘，在灰面上种植合适的植被，减少了灰面的面积，扬尘现象就会减少。

4 结束语

目前节能已经成为我们国家的一项基本国策。环保可持续发展也是世界性的问题。电厂进行改革，提高节能作用，降低各种能源损耗，促进其可持续发展。电厂环保管理要被我们重视，废渣的排放一定不能马虎，要符合国家规定，另外，可以运用一些系统对废渣进行处理，处理完干渣也能应用到其他行业中，实现可持续发展，电厂的环保管理相关系统要做到及时检查，在出现故障时要及时修理，不能拖延。灰场会对周围环境产生影响，一定要做好防护措施，避免不良现象发生。电厂环保管理需要我们时刻关注，国家要加强科研力度，使电厂的节能作用更加突出，环保效率得到提高，同时还能减少对环境的污染。总之，要积极的进行创新，使电厂的环保管理能得到更好的发展。

参考文献

[1]尹国英.乙烯热电联产装置燃煤灰渣综合利用应用研究[J].粉煤灰综合利用，2012（5）.

[2]肖正辉.燃煤电厂粉煤灰的矿物学研究[J].煤炭学报，2004（4）.

[3]巩建华，陈爱民，李谦，等.燃煤电厂粉煤灰在我国建筑领域的应用[J].山东轻工业学院学报（自然科学版），2011（2）.

[4]李丕高，高桂枝，李刚.用粉煤灰制备FeCl3和AlCl3的研究[J].延安大学学报（自然科学版），2006（4）.

粉煤灰在建筑材料中的应用篇5

2压浆材料的组成

（1）水泥粉煤灰型：是以水泥作为胶凝材料，以一级灰、二级灰或磨细粉煤灰作为第二胶凝材料，以原状粉煤灰作为填充料，与水配制而成。同时需加入适量的粘土，以提高浆体的流动性，稳定性和可泵性。

（2）石灰粉煤灰型：是以石灰一细粉煤灰作为胶凝材料，以原状粉煤灰作为填充料，以水玻璃作为调凝剂，与水配制而成。同时需加入适量的粘土，以提高浆体的流动性、稳定性和可泵性。

3适用范围

盾构法施工的取水（排水）隧道、地下铁道、越江隧道的衬砌壁后建筑间隙注浆；顶管法施工的地下大型管道外壁与地层之间的建筑间隙注浆；地下工程的防水堵漏工程。

4材料

（1）水泥：325号以上的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，水泥质量应符合国家标准的有关要求。

（2）石灰：生石灰必须充分消解以后，方可使用。

（3）细粉煤灰：质量应符合本规程表2.1.2一级或二级指标。

（4）原状粉煤灰：发电厂排出的统干灰、调湿灰。

（5）粘土：以膨润土为佳，但考虑货源的关系，可用浙江临安陶土。

（6）水玻璃：液体硅酸钠（Na2OnSiO2）

5配合比设计原则

（1）压浆材料的配合比设计应综合考虑浆体的流动性、稳定性和强度指标，在保证流动性、稳定性的条件下，根据不同的用途，选定强度指标。

用于盾构法或顶管法施工中充填“建筑间隙”的压浆材料，28天抗压强度可选择在0.5～1.5MPa范围内；用于地基加固的压浆材料强度可根据需要适当提高。

（2）水泥粉煤灰压浆材料中，粉煤灰总量应不小于水泥重量的12倍，陶土的用量控制在水泥重量的0.5～1倍，在流动性，稳定性得到满足的条件下，可以不用细粉煤灰。

（3）石灰粉煤灰压浆材料中，细粉煤灰是胶凝材料的组分，用量可为石灰重量的2～6倍；细粉煤灰和原状粉煤灰的总用量应不大于石灰重量的10倍；陶土的用量为石灰重量的0.5～0.8倍；水玻璃的掺量应根据固结性能、施工速度和搅拌压注方式而定。

（4）用于地基加固的水泥粉煤灰型压浆材料，根据需要也可掺适量的水玻璃，以加速浆体的固结速度。

（5）用水量以压浆泵输送前的稠度为准，稠度可用砂浆稠度计进行测定。

用于盾构法施工的隧道衬砌壁后压浆材料的稠度一般为10～12㎝。

6搅拌

（1）为保证搅拌均匀，粉煤灰压浆材料宜采用机械搅拌。

（2）粉煤灰压浆材料各组分重量允许误差为：

水泥和石灰膏允许误差±4%

原状灰、细灰允许误差±8%

水玻璃和陶土允许误差±1%

（3）以水泥和细灰为胶凝材料的浆体搅拌时应将细灰、水泥，陶土及原状灰同时加入搅拌并随后加水搅拌至均匀止。

（4）以石灰-细粉煤灰作为浆凝材料的压浆材料中生石灰应充分熟化后方可使用。在较拌时应选加入部分水和石灰膏搅拌半分钟，随后加细灰、原状灰、剩余的水和水玻璃搅拌，搅拌时间不得少于二分钟。

（5）可将粉状材料及水与化学外加及分别拌匀，然后混合灌注。

7压浆

（1）粉煤灰压浆材料的压浆操作技术基本上与普通水泥砂浆相同。压浆时应注意在施工前检查压浆泵出口管路密闭性，防止在接头处浆体掺水面堵塞管路。

（2）粉煤灰压浆在冬季施工时，应对外露管采取保温措施，以防管路冻结。

8质量检验

粉煤灰在建筑材料中的应用篇6

[关键词] 节能建材新型建筑材料 使用发展趋势

中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：

建筑材料费用在基本建设总费用中占50%以上，具有相当大的比例；而且建筑材料的品种和质量水平制约着建筑与结构形式和施工方法。此外，建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性（经济适用、美观、节能）等各种性能。

目前, 全国新型建材企业星罗棋布在市场需求的带动下, 已经形成了全国范围的新型建材流通网；大部分国外产品我国已能生产, 星级宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给；不同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展, 为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已经形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。。

一、发展新型建筑的意义

发展新型建材、推广节能建筑是保护耕地资源的需要。中国房屋建筑材料中70%是墙改材料，其中粘土砖仍占据主导地位，而生产粘土砖的粘土资源则又是相对较优质的粘土。从中国耕地资源条件看，全国耕地只占土地面积的13%，目前人均耕地1.43亩，为世界平均值的约1/3。耕地资源紧张，且优质耕地少，后备资源严重不足已是不争事实。开发建材新产品，为推广节能建筑开辟了一条可行之路。

发展新型建材、推广节能建筑是缓解能源紧张的需要。建材工业是和建筑业密不可分、相互依存的行业，两者已一并列入国民经济发展的支柱产业。从市场角度看，建筑业是建材业的最终用户，建材行业产品的77.3%用于建筑业。目前，中国每年建成的房屋面积高达16亿－20亿平方米，但新建筑中95%以上仍属于高耗能建筑，单位建筑面积采暖能耗为气候相近发达国家的3倍左右，中国建筑能耗已占全国能源消耗的近30%。如果建筑节能工作仍维持目前状况，到2020年建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤，仅空调高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷发电。因此，大力发展建筑节能刻不容缓。

发展新型建材、推广节能建筑是发展循环经济的重要环节。建筑材料行业是利用各类废弃物最多、潜力最大的行业。发展循环经济为建材行业赋予了新的生机，目前，中国建材工业消纳了大量的工业和建筑废弃物，如利用煤炭行业的煤矸石烧砖，用电力行业的粉煤灰作为水泥的生产原料与混合材，生产粉煤灰砖和纤维水泥外墙板，脱硫石膏生产石膏板，用冶金产业的各种高炉矿渣生产矿渣水泥、制成矿棉吸音板等，另外，建材产业还能处理相当部分的城市垃圾，甚至部分有毒有害废弃物都能得到有效的消纳和利用。据统计，目前全国建材业每年消纳和利用的各类固体废弃物数量在4亿吨左右，约占全国工业部门固体废弃物利用总量的80%以上。实践证明，建材行业成为整个社会实现资源循环的一个关键环节，是国家发展循环经济的重点产业。

发展新型建材、推广节能建筑是改造传统建材和建筑的重要前提。以矿业加窑业为产业特征的传统建材业，目前尚属资源、能源消耗型产业。中国建材行业万元产值耗煤2.7吨、消耗矿山资源逾100吨，是发达国家平均水平的1.5倍－2倍；年能源消耗总量为2.4亿吨标准煤，矿产资源消耗近40亿吨，居全国各行业前列。就总量平均而言，主要建材产品单位能耗高于世界先进水平150%。目前，煤、电、油以及原材料的紧张已成为制约行业发展的突出问题。如何减少能源和资源的消耗，最大限度地提高能源和资源利用效率，同时减排降污，保护环境，使建材产业和建筑业成为节能、节水、节材、节地的可持续发展的现代化产业，已成为各级政府需要认真研究和解决的一个重要课题。

二、新型建筑材料的应用

近几年来，建筑施工企业为适应日益激烈的市场竞争需要，积极推广应用三新技术成果，努力在加大建筑产品的技术含量上下功夫，这对提高质量、降本增效取得了显着的效果。但部分施工企业，常常因缺乏经验操作不当造成新的质量通病。给推广应用新技术、新材料、新工艺带来一定的负面效应。结合目前工程应用新技术、新材料的实践，就轻质墙体材料、粉煤灰、UPVC水管的应用谈几点体会：

1、轻质墙体材料

轻质墙体材料的应用轻质墙体材料砼空心砌块、加气砼砌块等，是目前广泛推广应用的多功能新型墙体材料，它的优点是：容重轻（均为粘土砖的1/4-1/3）、导热系数小（约为粘土砖的1/5）、保温性能好（200mm厚加气块墙体的热阻相当于700mm厚粘土砖的热阻）、

防水、隔音、吸湿和易加工（可刨、钉、锯、钻），同时由于容重轻，可以大幅度降低建筑物的自重，减少材料和能源消耗（加气块生产能耗为粘土砖的69.2%），提高运输效率。对于施工企业来说，砌块不需砍断或敲碎，平均每人每天完成工作量约200块，相当于1923块标准砖，工效提高30%；同时，砌块几何尺寸比标准黏土砖大10倍，砌筑砂浆可节省50%。对于用户来说，砌块可按200mm建筑模数确定建筑尺寸，所以住宅建筑采用加气砼块墙体比使用标准砖时使用面积可增大3%-5%。从而能获得较好的社会经济效益。

由于轻质墙体材料大都采用工业废料加工而成，且组成墙体材料的物理力学性能如导热、导温和强度等的差异，在环境温度变化较大时，将在砌体表面产生一定的拉、压应力，导致抹灰面易开裂、空鼓。因此，轻质砌块墙体抹灰包括接缝处理、管线槽封补、基层处理、分层整平等，从技术措施、施工方法、检查验收等各方面必须制定和遵照相应的施工技术方案。

2、粉煤灰

粉煤灰砼技术的应用粉煤灰是一种人工火山灰材料，是从煤粉炉中收集到的细颗粒粉末，用粉煤灰配制的砼，可以达到改善砼性能，保证工程质量和降低成本的目的；应用粉煤灰还可以保护环境，降低建筑能耗，可以获得良好的经济效益和社会效益。粉煤灰在砼的浇筑过程中改善了砼的和易性。从而提高了砼的强度、抗渗性、抗冻性和耐久性。

虽然粉煤灰对砼具有优良的增强作用，但使用量不当往往会适得其反。过量掺用粉煤灰会降低砼碱度，使抗碳化能力和对钢筋的保护作用降低，同时由于水泥含量的降低，二次水化作用迟缓，砼的早期强度较低，强度增长缓慢，抗渗性、抗冻性、耐久性也变差。由于粉煤灰具有缓凝作用，应根据工程的工期要求和施工季节正确选择外加剂。粉煤灰砼在低温条件下强度增长缓慢，故在冬季施工时不宜采用粉煤灰砼；在炎热的干燥地区使用粉煤灰砼，应注意覆盖和浇水养护，防止风干和晒干，以保证砼的强度。

一般要采用粉煤灰与外加剂相结合，能有效提高砼的早期强度。粉煤灰的掺入量，应依水泥的标号高低而确定，控制在10-30%为宜。

3、UPVC水管

UPVC排水管的应用聚氯乙烯（UPVC） 塑料管与铸铁管相比具有重量轻、耐酸耐碱、阻流小、不结垢，价格便宜、运输和安装轻便、表面不用涂漆等优点，在正常的条件下作为建筑排水管于户外使用，寿命可达40年以上。是取代铸铁管的理想的排水材料。

但由于UPVC排水管与铸铁管相比，存在机械强度低，抗老化性能差，线性膨胀系数大等缺点，故在施工中必须加以注意：第一、UPVC管不得暗设，也不得半明半暗安装，以防止挤压破裂引起渗漏。第二，UPVC管耐热性能差，故安装时不得穿越烟道，同时与家用灶具边的净距应大于400mm。第三，为防止断裂变形，影响排水效果，UPVC管不得穿越建筑物沉降缝。第四，因其外壁受环境影响会产生凝结水，管子不宜穿越储藏室，以免影响使用功能；冬季施工时，应采用防寒防冻措施，以保证胶粘剂的粘结质量。第五，由于UPVC管的线性膨胀系数比铸铁管要大得多，为解决管道的伸缩问题及立管连接不产生伸缩应力，伸缩节的设置部位及设置的间距必须符合规范要求。

参考文献

[1] 杨静.建筑材料[M].北京：中国水利水电出版社，2004

[2] 赵鸿铁.钢与混凝土组合结构[M].北京：科学出版社，2001

[3] 张光磊．新型建筑材料[M]．北京：中国电力出版社，2008

作者简介： 作者姓名：杨娟 出生年月：1982年10月

性别：女籍贯：河北省承德市平泉县 学历：专科

职称：助理工程师研究方向：建筑工程 从事工作：建筑工程

单位名称：河北金正科信建设工程项目管理有限公司承德分公司邮编：067000

粉煤灰在建筑材料中的应用篇7

【关键词】粉煤灰 综合利用 发展现状 现存问题 解决方法

中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-314-01

一、粉煤灰综合利用发展现状

早在20世纪初期，美国便发现了粉煤灰二次利用的特性，并自此展开对粉煤灰综合利用的研究。二战结束后，资本主义国家工业产业发展迅猛，大量煤炭燃烧后的渣滓被排放，更使人们开始重视粉煤灰资源的综合利用。我国粉煤灰综合利用始于建材领域，时至今日已拥有五十多年的经验，目前主要应用于以下几个方面：

1.建筑材料工业

以粉煤灰为主要原料，配以不同比例的石灰、水泥，石膏等原材料，经由多种工序，可分别制成不同的新型建筑材料。如：粉煤灰混凝土路面砖，以水泥和粉煤灰为主要原料，在普通混凝土路面砖的有点和用途上又添加了重量轻，长期性能好等特点。粉煤灰陶粒及混凝土制品，以粉煤灰为主要原料，用于大型外墙板和混凝土砌砖等新型墙体材料。粉煤灰加气混凝土，主要原料为粉煤灰，配以石灰、水泥等，适用于高层建筑填充墙，有轻质保温节能的作用。这些新型建筑材料教传统材料在原材料用量、建筑物质量、建筑成本等方面都有显著优势，是现代建筑行业的热门之选。而建材行业也是未来粉煤灰综合利用的主战场。

2.化学工业

粉煤灰主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙以及不完全燃烧的碳，在一定条件下可将氧化物去除，冶炼由硅、铝、镁、铁等多种元素组成的合金。当粉煤灰中硅的含量较高约40%时，在天然橡胶混合物中加入粉煤灰作为补强填充剂，可增强橡胶延展度和强度，同时降低生产成本。此外粉煤灰中还含有珍贵的稀有金属如镓、锗、铀、钛等，可作为提取稀有金属的原材料。

3.农业

粉煤灰加入沙质、粘土质土壤中，可有效改良土壤酸碱度、降低土壤沙化程度、提高土壤持水度。粉煤灰中富含氮磷钾镁等植物生长必需元素及其他营养素，可通过一定技术加工充作肥料，这种肥料比普通肥料效力更高，可在降低成本的同时提高农作物的产量。相较于工业，农业对粉煤灰的需求平稳、容量大、投资少、要求低，从中国国情出发，粉煤灰综合利用应多注重农业发展。

4.高新技术产业

粉煤灰与其他材料经过一定加工后可形成一直富含小孔的晶体，称为分子筛，可用于各种气体和液体的脱水干燥，气体的分离和精华，液体的分离和纯化等。节约原料，工艺简单且效果好。粉煤灰还可用于制作各种保温隔热、防水、防火耐火、吸音材料。这种新型材料造价低，质量高，力学性能好，是可持续发展项目。

5.环境保护

粉煤灰由于比表面积大，孔隙多，吸附能力强，是很好的吸附剂原材料。一方面，可吸附废水中的有害物质以及重金属离子，降低水源污染度，亦可加工成净水剂；另一方面粉煤灰在一定条件下可吸附二氧化硫、二氧化氮等有毒气体，减少大气污染。利用粉煤灰解决环境问题的处理成本要远远低于原有成本，是一种新的选择。

二、粉煤灰综合利用现存问题

1.粉煤灰利用率低

我国粉煤灰产量增长迅猛，”十二五”后产量更是有望达到5.7亿吨，尽管政府出了许多鼓励政策，但实际情况中粉煤灰的综合利用率仅有68%，甚至更低，利用量远远落后于产量。这意味着我国每年大约会有两亿吨的粉煤灰成为废弃物，在占据巨大的存储空间的同时，也使得大量可吸入颗粒物及有毒物质排入空气、土壤、水源中，对环境严重破坏。这使得粉煤灰综合利用的研究并没有发挥到其应有的作用。

2.技术落后

我国粉煤灰综合利用已存在几十年，在一些方面取得了突破。但与发达国家相比，我国的技术水平仍落后于其他国家，高层面技术应用少。我国粉煤灰综合利用技术落后主要分为两个原因：一是技术人员创新意识差、动力不足，对市场及其前景不能及时正确的做出分析，缺少新思维、新方法，团队整体目标性不强。这使中国的科技永远处于发达国家之后；二是国家对技术研发重视度低，没有完善的奖励机制，不注重培养先进的人才，处于盲目跟随国外的状态。

3.各地发展水平不均

由于各地经济水平文化水平的差异，各地对粉煤灰综合利用的认知程度不同，这也造成了各地政府及公平对其重视程度的不同，造成公共了解少，政府措施弱的局面，使得粉煤灰综合利用并未成为一项全民动员的项目。在这样的环境下，我国粉煤灰综合利用很难发展起来，甚至会造成一些城市大量堆积粉煤灰，而一些城市需要粉煤灰的情况，这些问题很大程度上也是国家以及各地区政府没有协调好的缘故。

三、提高粉煤灰综合利用的方法

1.加强技术研发，提高创新意识

科学技术是第一生产力，每一个行业甚至国家的崛起都源自科学技术的突破发展。目前，我国的粉煤灰综合利用虽然已取得了一定成效，但相比较美国日本等发达国家仍存在巨大差距。我国的粉煤灰利用技术主要为中低层技术，对粉煤灰利用率低，若想我国粉煤灰综合利用取得大发展，必须靠科研人员刻苦攻关，并进入到高层技术的层面，加快粉煤灰的利用速度。

2.完善相关政策制度

建议国家强制要求地方政府建立严谨科学的粉煤灰综合利用制度，对囤积数量、利用率等数据制定具体的数学标准，让粉煤灰的排放和综合利用实现有法可依、有理可循，使政府工作权责分明、有条不紊。另外，由于我国粉煤灰综合利用正处于发展中，为实现较大程度盈利，这也阻碍了企业的参与度。对此，国家可给予一定的政策优惠和财政补贴，减少相关企业的经济负担，调动产业积极性，使更多优秀的企业和人才投身粉煤灰综合利用行业。

3.实现跨区域、跨行业合作

由于各地政府的重视程度，公民的认知程度以及其他经济、文化差异的存在，使得粉煤灰综合利用在我国各地以及各行业间都存在不同程度的差异，即在产煤大省发展较快，建工等行业发展较快，反之普及水平不高。为了打破这种局面，应该加强各区域、各行业间的合作，采用先进省带动落后省，先进行业带动落后行业的方法，将更多先进技术实现资源共享，更多材料产品共享，实现共同发展。

4.借鉴国外先进技术，总结成功经验

粉煤灰综合利用先进国家从观念普及到技术革新、管理体系的完善，以及政府给予的政策支持，对我国的粉煤灰综合利用存在极大的参考价值。对于当今国外已成熟而我国尚未发展的技术，我们要勇于借鉴，向国外学习先进敬仰，必要时可与国外企业展开联合合作，我国跟随或与其共同开发新的项目。此外，要及时对中国粉煤灰综合利用水平进行自我评价，分析所取得的进步以及不足之余，制定新的发展策略以及发展方向，实现中国粉煤灰综合利用的高速发展，加快粉煤灰资源化利用。

粉煤灰是火力发电的必然产物，中国的能源消耗七成以上都是来自煤炭，其中电力行业耗煤量更是占到一半以上。当有害重金属和放射性物质随着粉煤灰扩散到矿山周边地区时，不仅是对当地生态环境的严重破坏，更是人类健康生活的巨大威胁。所以企业要增加对粉煤灰的利用，减少浪费和污染。

参考文献：

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[4] 贺鸿珠；周敏；邱贤林. 上海市粉煤灰和脱硫灰渣综合利用情况的调查研究[J]. 粉煤灰. 2007（05）：122.

粉煤灰在建筑材料中的应用篇8

关键词：节能环保；粉煤灰；综合利用

1 引言

内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司一期建设规模为2×330mw亚临界一次再热双缸双排汽直接空冷凝汽、抽汽冷凝式发电机组,配置2×1 177t/h亚临界中间再热cfb锅炉,出线采用两回500kv3/2接线。该电厂燃用煤种为70%煤矸石+15%洗中煤(1)+15%洗中煤(2)的混煤,水源为城市中水。同时一期配套一个年产量为60万t高掺量粉煤灰的水泥厂。

内蒙古京海煤矸石发电公司出线采用500kv 3/2接线,在电力输送过程中将大大降低线损,较220kv及以下等级的输送线路在减少线损方面有着明显的优势。汽轮机组采用直接空冷,大大地降低了耗水量,较湿冷机组有着明显的节水优势。汽轮机采用抽汽冷凝式,既可以为工业用电做出自身的贡献,又可以为居民集中供暖服务,实现了“工业-民用”一体化,较纯凝式发电机组有着明显的民生优势。该厂采用循环流化床锅炉,流态化的燃烧,这是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的半悬浮燃烧方式［1］。通过加石灰石可以实现炉内脱硫,同时该锅炉燃用煤种适应性较强,掺烧煤矸石的比例可达到70%。该厂水源采用城市中水,这对城市中的工业废水、生活污水的回收再利用起着致关重要的作用,较采用地下水、湖泊、江海等水源的电厂有着无法比拟的优势。厂一期配套有一个年产60万t的水泥厂,直接将燃料燃烧后的灰、渣高掺量综合利用生产水泥,因而又突出体现了“废物”再利用的优势。

2 国内电力生产后的灰、渣处理现状及改进方法

2.1 目前国内电力生产后的灰、渣处理现状

到目前为止,国内大部分燃煤发电机组,都需要一个灰场,部分锅炉的灰和渣通过灰浆泵将灰渣输送至灰场,另外一部分则需要通过车辆运输到灰场。从中可以看出,这种方法处理灰渣既浪费土地资源，又浪费油料资源,另外如果是通过车辆运输来处理灰渣的话,还需要进行修路,因而投资成本会大大增加。同时灰场本身又是一个大的二次污染源。

2.2 灰、渣处理的改进方法

随着国家节能减排力度的加大,目前国内少部分电开始对电力生产后的灰、渣处理方法在逐步的改进,例如广东梅县荷树园电厂,该电厂将电力生产后的灰、渣进行制砖。再如内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司,该电厂将电力生产后的灰、渣进行高掺量粉煤灰水泥制做。下面对高掺量粉煤灰水泥技术进行详细介绍。

3 高掺量粉煤灰水泥技术分析

3.1 高掺量粉煤灰水泥技术来源与发展

“高掺量粉煤灰水泥”技术是蓝资公司原创人——清华大学“长江计划”特聘教授孙恒虎所发明的新型胶凝材料。它采用全新的科学理念,工艺简单、方便。截然不同于传统水泥的生产工艺。“高掺量粉煤灰水泥”技术是蓝资集团创新性技术。

清华大学与蓝资集团联合建立的清华——蓝资高掺量粉煤灰水泥联合实验室,集合了企业资源与高科技资源双方优势,大大推进了高掺量粉煤灰水泥技术大研发进程。高掺量粉煤灰水泥从基础研究到产业化应用经历了基础研究——配比分析——样品性能研究——小试生产研究——高掺量粉煤灰水泥混凝土性能研究——中试生产研究——高掺量粉煤灰水泥产品中试应用研究7步严谨的科研过程,形成了一个完善的从基础研究到产业化推广的闭路循环系统发展体系。确保了整个产业化应用过程的严谨性和可靠性。

目前,蓝资集团已在柳州、通化、燕郊等地新建了5条生产线,生产能力达200万t/年；在郑州、包头、永州、青岛、赤峰、株洲等地提升改造了12家传统水泥厂,其总的生产能力已达到320万t/年以上。高掺量粉煤灰水泥技术产业化进程取得了飞速发展。在此过程中,蓝资集团在生产控制、质量控制、实验方法、检验规则、包装、标志、运输与存储等一系列环节中不断探索自身的操作标准规程。形成了一套完整的产业化技术工艺体系和质量管理体系。并在河北、吉林、江西、广西4省区取得了省级备案的企业标准。

3.2 “高掺量粉煤灰水泥”的涵义

高掺量粉煤灰水泥技术是依据大地成岩理论和自然界相容原理,以主体和配体的二元组分设计和结构设计为核心,初步形成的硅铝基胶凝材料的理论体系与技术体系。高掺量粉煤灰水泥包括三个含义：高掺量粉煤灰水泥代表一套仿地成岩理论,高掺量粉煤灰水泥是凝结起来的石头,具有与大自然相容的组织和坚硬、耐久的类岩石性能,是对大地成岩仿真的实践；高掺量粉煤灰水泥又代表一种社会经济的绿色循环,高掺量粉煤灰水泥可以全面利用固体排放物,可以清洁生产,可以制备高掺量粉煤灰水泥水泥,高掺量粉煤灰水泥节省资源、节约能源、保护生态,是资源——能源——环境——材料领域良性循环的载体；高掺量粉煤灰水泥还代表一代新的建筑胶凝材料文明,人类建筑文明经历了千年的石灰“三合土”时代、百年的水泥“混凝土”时代,即将迎来可持续发展的第三代建筑胶凝材料文明。

3.3 技术的先进性及其优势

“高掺量粉煤灰水泥”技术的产生,首先是对水泥制造与利用在科学理论上的突破。历经180年历史的波特兰水泥材料和“两磨一烧”工艺已经对世界工业化产生了巨大的作用,而“高掺量粉煤灰水泥”技术则对传统“两磨一烧”水泥材料和生产工艺带来革命性的“改头换面”。

普通水泥的生产由于要以石灰石为主要原料煅烧水泥熟料,引起严重的环境污染、生态破坏、能源浪费、资源枯竭等一系列问题。高掺量粉煤灰水泥的生产与使用过程是火山成岩过程的仿真。高掺量粉煤灰水泥生产的能耗不足普通硅酸盐水泥的70%,几乎不产生污染物,是21世纪最具发展潜力的绿色胶凝材料。

高掺量粉煤灰水泥是根据火山成岩原理,以循环经济思想为指导,运用地球化学、岩石矿物学理论、分子设计理论以及材料仿地设计原则等手段,对工业固体排放物(如煤矸石、尾砂、粉煤灰以及冶金渣等)进行匹配设计,所获得的能够在常温常压下聚合成类天然岩石的生态胶凝材料。“高掺量粉煤灰水泥”原料可来自钢铁厂、火力发电厂、化工厂等的废渣,产品中废弃物原料含量可达到70%以上(最高时可超过90%)。

高掺量粉煤灰水泥技术所制备的高掺量粉煤灰水泥不仅符合gb175－1999国家标准对普通硅酸盐水泥所规定的各项性能指标,它本身还有许多特殊的性能,如在耐酸性、抗冻融、抗渗性、固结重金属和有机毒物的能力都比传统水泥能力更强。高掺量粉煤灰水泥的体积稳定性也很好,经测试7d的线收缩率只有普通水泥的1/5~1/7,28d的则只有1/8~1/9。

高掺量粉煤灰水泥技术较之传统的水泥生产方法,有几大优势，包括投资少,以一个年产百万吨产品的工厂为例,建水泥厂需要2.5~3.5亿元,而“高掺量粉煤灰水泥”只需要0.6~1.2亿元；生产过程简化,无须烧制,用“一磨”取代原来的“两磨一烧”;环保,无烟、无粉尘、无废水排放；能耗低,综合能耗比水泥低30%以上；节约原材料,无需开山炸石,工业废料掺量最高可达90%以上。生产成本较传统水泥产品低20%以上；性能优异,技术上不仅达到了普通硅酸盐水泥的国家标准,而且具备许多超越水泥的特殊性能,具备更强的竞争力,发展前景广阔。

    3.4 高掺量粉煤灰水泥技术特征

3.4.1 优异的结合性及高强度特征

高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料与一般硅酸盐类和碳酸盐类粗细骨料都会发生界面反应,但仍保持好的体积稳定性。这种界面反应的结果是形成梯度界面,再加上胶凝材料硬化体本身是以共价键为主的三维网络体,从而形成包括各种骨料在内的从里到外的共价键结合的整体。而普通水泥类胶凝材料一般认为是范德华力和表面作用为主与骨料结合的。因此高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料可以容易地制成高强度的制品,并有充足的强度后期发展余量。目前高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料的硬化最高强度可以达到300mpa。

3.4.2 良好的耐久性和体积稳定性

普通水泥制品中由于含有大量的ca(oh)2,可导致在服役过程中碳化溶出、酸蚀、硫酸盐侵蚀等化学反应,而高掺量粉煤灰水泥制品中基本不含ca(oh)2,因此上述影响耐久性的反应基本不会发生。已有的实验表明,高掺量粉煤灰水泥制品的抗冻融性是普通水泥制品的3~10倍。有关专家预测,在普通水泥的常见应用领域中使用高掺量粉煤灰水泥作为胶凝材料,其制品抵抗外界物理化学作用的能力可以比水泥制品高出5~20倍。高掺量粉煤灰水泥在凝结硬化和使用过程中具有良好的体积稳定性,其7d线收缩率只有普通水泥的1/5~1/7,28d的线收缩率只有普通水泥的1/8~1/9。

3.4.3 高的耐酸碱侵蚀能力

高掺量粉煤灰水泥具有良好的耐酸碱侵蚀性,在5%硫酸盐溶液中的分解率只有硅酸盐水泥的1/13；在5%盐酸盐溶液中的分解率只有硅酸盐水泥的1/12；使用高掺量粉煤灰水泥作为胶凝材料制成的块状用品其耐酸性达到99.9wt%,达到商品耐酸砖的国家标准(gb8488-87)。耐碱性为99.92wt%,达到玻璃马赛克的耐碱性国家标准(gb7697-89)。

3.4.4 极好的耐高温性

高掺量粉煤灰水泥与普通水泥相比,具有极好的高温体积稳定性,其400℃下的线收缩率为0.2%~1%,800℃下的线收缩率为0.2%~2%,可以保持60%以上的原始程度,是制备耐热混凝土的优良材料。

3.4.5 凝结硬化实践具有灵活的可调性

缓凝性的高掺量粉煤灰水泥胶凝材料具有比普通水泥更长的初凝时间,而速凝快硬型高掺量粉煤灰水泥胶凝材料可实现10min终凝,1h抗压强度可达到15mpa以上,24h抗压强度可达到50mpa以上。

3.4.6 超强的固土能力

所有高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料都能与粘土和细沙形成良好的结合。专门用于固土的土工高掺量粉煤灰水泥其固土能力是同标号水泥的3倍以上。

3.4.7 极低的水化热

高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料的水化——硬化过程与普通水泥胶凝材料不同,是以硅酸盐类矿物(或玻璃体)的溶解——再聚合为主要形式,从理论上说,解聚过程所需要的能量与再聚合过程中所放出的能量基本相等,因此体系的宏观水化热接近于零。大量的实验室试验证明了这一点。

3.4.8 好的固结性能

高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料用于固结重金属离子、放射性元素等有毒有害物质,其在各种条件下的抗溶出能力是水泥硬化的5~10倍。高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料可用海水直接拌合,其硬化体具有优异的抗海水侵蚀性。

3.5 高掺量粉煤灰水泥应用领域

3.5.1 建筑领域

建筑高掺量粉煤灰水泥除了具有普通水泥所不具有的一些特殊优异性能外,完全满足目前建筑常用水泥的各项性能指标,因此技术上可替代水泥应用于所有的建筑领域,如混凝土、预制件、砌筑、抹面、地基处理,以及适用于普通水泥的所有墙体材料和屋面材料。

3.5.2 交通领域

道路高掺量粉煤灰水泥与目前常用的道路水泥相对应,特别适合于制备高掺量粉煤灰水泥混凝土路面。道路高掺量粉煤灰水泥除了具备道路水泥的全部性能外,还具有明显的高抗折强度、高耐磨性、快干早硬和充足的后期强度增长空间。

土工高掺量粉煤灰水泥与各类粘土颗粒、各类沙砾及岩石都具有天然的亲和性,将土工高掺量粉煤灰水泥用于软地基土层的处理(gbjt-89),当加入量为6%时,其7d抗压强度可达8~10mpa,因此可用于路基处理。

高掺量粉煤灰水泥特有的远远高于普通水泥制品的耐久性,抗碱、酸、盐及其它环境污染物侵蚀的能力使得高掺量粉煤灰水泥特别适合于制备超交通负荷条件下的混凝土桥梁及其它交通设施。

3.5.3 岩土工程领域

基于高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料的高粘结性、高强度和速凝快硬等特点,是高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料比水泥类胶凝材料更适合于岩土工程领域用于高强度锚固灌浆。利用高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料优良的固土性能可将高掺量粉煤灰水泥用于各种桩基工程、路基加固、深基坑处理、塌方的防治,以及地下溶洞的充填等。

3.5.4 矿业工程领域

高掺量粉煤灰水泥在矿业工程领域的应用是本材料最具挑战性也最具成熟经验的应用领域。结合充填采矿方法将其应用于有色、黄金、煤田及其它矿种的高效可持续开采及“三下”开采。可以大幅度降低充填成本(与使用普通水泥相比),同时有助于解决开采、运输技术上的的许多难题。

3.5.5 水利工程及农业领域

高掺量粉煤灰水泥材料特有的接近于零的水化热、超强的抗溶出能力及其固土化优良的体积稳定性使得高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料特别适合于建设超大体积的混凝土大坝及其它水利工程和农业基本设施。利用高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料速凝快硬的特点可应用于抗洪抢险工程。

3.5.6 工业建设安装领域

高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料所具有的耐酸、耐碱、耐高温、快干早硬、高强等综合性能,使其特别适合于各类工业安装工程。如可用于各种设备基础的快速浇注、快速安装,特别适合各种高温设备的耐热混凝土基础工程。在电力行业,60万kw大型机组所配套的锅炉烟囱,每根造价约3 000万元,其中花在防酸耐热工程部分的费用就占整体造价的50%以上,如果用高掺量粉煤灰水泥作为胶凝材料直接浇筑耐酸混凝土,不但整体造价可下降50%以上,还能大幅度缩短工期,延长使用寿命。耐酸高掺量粉煤灰水泥可用于工业领域各种强酸、强碱的容器及管道建设。

3.5.7 海洋工程领域

用高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料制备海洋工程混凝土要比现有的水泥混凝土具有更好的耐久性,并可直接用于海水搅合。

3.6 高掺量粉煤灰水泥替代水泥的可能性

高掺量粉煤灰水泥技术是以各种工业废弃物(如冶金渣、粉煤灰、煤矸石、赤泥及其它工业煤渣等),在常温常压下生产高性能新型建材和硅铝基水泥产品。该技术不仅利用废灰渣、变废为宝、节约大量资源和能源,从根本上减少传统工业造成的污染,创造了清洁生产、可持续发展的新型建材工业模式,而且由于高掺量粉煤灰水泥系列产品具有高强度、高致密度、高耐腐蚀性及绿色化和生态化等优点,使高掺量粉煤灰水泥产品可广泛用于水利工程、道路工程、矿业工程、固土固沙工程、建筑工程以及军事工程等领域。高掺量粉煤灰水泥在很多用途上可以替代传统水泥产品,而且具有比传统水泥产品更优越的性能。随着高掺量粉煤灰水泥产业化的进一步发展,高掺量粉煤灰水泥产品替代水泥产品也越来越具备可能性。

(1)长期以来,水泥生产污染严重。我国2005年水泥总产量10.6亿t,位居世界第一,而10亿t水泥要消耗11亿t的石灰石资源、排放约8亿t的二氧化碳(co2)、80万t的三氧化硫(so3)、160万t的氮氧化合物和800万t的粉尘。而高掺量粉煤灰水泥生产的污染物排放可接近于零,因此它的推广可以使水泥工业的污染大幅度降低,直至全部消除。

(2)水泥原材料资源有限,社会呼唤新型替代产品。根据中国建材工业协会的报告,我国适宜烧制水泥的石灰石储量为450亿t,其中可开采储量为250亿t,按2003年的水泥产量计算,再过30年我国水泥的原材料资源就面临枯竭。因此,实现资源的高效、循环利用就成为当务之急。显然,高掺量粉煤灰水泥技术为完成这一重大历史使命开辟了一条新路。

(3)高掺量粉煤灰水泥技术有望带来可观的经济效益。据统计,目前我国可直接作为高掺量粉煤灰水泥主体材料的废渣,与现有水泥的年产量(10亿t/年)几乎相等。以全国年产10亿t高掺量粉煤灰水泥计算,由于生产高掺量粉煤灰水泥比生产水泥节能30%以上,因而其生产成本下降显著,仅以简单替代水泥来考虑,就可以取得数百亿元的直接经济效益。

内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司#1机于2010年8月2日通过168h满负荷试运行,#2机于2010年10月4日通过168h满负荷试运行,2台机组先后于当年的9月份和11份通过安评并获得试生产许可证,将电能通过蒙西网送直接送到华北网,燃料主要以掺烧当地洗煤废弃的煤矸石和洗中煤为主。该电厂配套的水泥厂2009年5月28日开始试生产,2009年12月15日通过环评,2010年5月28日取得生产许可证,目前年产水泥可达60万t,远销宁夏、陕西、内蒙中部地区和蒙古国。

4 结语

内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司电厂和配套的高掺量粉煤灰水泥粉磨站均运行正常,真正实现了循环经济——最大限度利用电厂粉煤灰生产水泥的目的。电厂二期和水泥厂二期项目已经开始启动。可以预言随着国家能源政策的不断完善,资源的综合利用将会加速推进,届时将会出现“工业——民用”一体化、“煤——电——化工——冶金”一体化的格局,到那时的中国会真正成为一个节能、环保、高效、持续、高度发达的国家。

参考文献：