粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用分析

方國防

廈門市同安區(qū)第一建筑工程公司（361000）

粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用分析

方國防

廈門市同安區(qū)第一建筑工程公司（361000）

文章從建筑材料領(lǐng)域的角度切入，對粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用問題展開分析，首先研究了粉煤灰材料的基本特性，然后對粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域中應(yīng)用的可行性進行闡述，最后詳細分析粉煤灰與建筑材料領(lǐng)域水泥、混凝土、墻體、路基填料等多種材料的結(jié)合應(yīng)用，望能夠促進建筑材料性能的進一步改善，并起到節(jié)約材料能源，降低工程造價，提高綜合效益的目的。關(guān)鍵詞：建筑材料；粉煤灰；應(yīng)用

隨著城市供熱工程以及發(fā)電廠的不斷增加，粉煤灰排放量有逐年上升的趨勢。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，預測至2020年，全國范圍內(nèi)粉煤灰總堆存量可達到30億噸以上。粉煤灰材料若不經(jīng)過處理或者參與到循環(huán)應(yīng)用中，勢必會在排放過程中產(chǎn)生大量揚塵，對大氣環(huán)境造成嚴重污染，有毒有害物質(zhì)的排放還會對人體、生物產(chǎn)生不良影響。因此，如何實現(xiàn)對粉煤灰的循環(huán)應(yīng)用已成為各方人員高度重視的課題之一。近年來的大量報道中指出，粉煤灰具有良好的化學活性，可嘗試在建筑材料領(lǐng)域中加以應(yīng)用，是粉煤灰材料實現(xiàn)循環(huán)應(yīng)用的重要途徑之一。

1　粉煤灰材料特性

粉煤灰是一種電廠生產(chǎn)運行過程中所排放的固體廢棄物，屬于火山灰性質(zhì)的混合材料，它是煤灰燃燒后煙氣從鍋爐中帶出來的粉狀殘留物，具有火山灰質(zhì)特性。粉煤灰材料密度在2.0～3.0kg·m-3范圍內(nèi)，松散干容重在550.0～800.0kg·m-3范圍內(nèi)，細度在2700.0～3500.0cm2·g-1范圍內(nèi)，孔隙率在60.0%～75.0%范圍內(nèi)。同時，試驗表明：粉煤灰材料有著良好的化學內(nèi)能以及火山灰活性特點。雖然粉煤灰材料自身不具備獨立的膠凝性，但高鈣粉煤灰材料在煤粉燃燒過程中可能生成鋁、硅鈣鹽，具有獨立膠凝性。有部分火電廠為提高粉煤灰應(yīng)用性能，在煤粉燃燒過程中加入一定比例石灰，對提高粉煤灰內(nèi)部鈣含量以及改善膠凝性能有重要意義。

2　粉煤灰應(yīng)用于建筑材料的可行性

粉煤灰材料有著非常良好的化學活性，主要來源于熱電站煙囪收集的灰塵，屬于火山灰性質(zhì)的混合材料是煤灰燃燒后，由煙氣從鍋爐中帶出來的粉狀殘留物，具有火山灰質(zhì)特性。同時，粉煤灰材料中還含有大量微珠狀或球狀顆粒，表面積小，可大量填充于建筑材料內(nèi)部孔隙中。既往試驗中還證實：以混凝土材料為例，在不改變用水量的前提下，粉煤灰的摻入能夠顯著提高混凝土拌合料的凝結(jié)性能。因此，將粉煤灰材料大量應(yīng)用于建筑材料領(lǐng)域有著良好的可行性，且具有以下幾個方面的優(yōu)勢：粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用范圍；粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用量大，規(guī)模大；粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域的利用程度高；粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用可有效節(jié)約能源，控制成本造價。

3　粉煤灰在建筑材料中的具體應(yīng)用

3.1粉煤灰水泥材料

粉煤灰有火山灰類似活性特點。在將粉煤灰材料應(yīng)用于水泥、混凝土摻加料中時，可以起到改善混凝土和易性水平，改善減水效果，提高混凝土抗壓強度、抗彎強度的目的。同時，在粉煤灰材料摻入的背景下，水泥材料透水性能夠得到明顯改善，緩解早期干縮以及后期干縮，降低水泥水化熱反應(yīng)。更為關(guān)鍵的是：粉煤灰水泥材料在建筑領(lǐng)域應(yīng)用后殘余碳還能夠得到重復應(yīng)用，如作為水泥熟料煅燒環(huán)節(jié)中的原料，起到節(jié)約燃料開支，降低水泥生產(chǎn)能耗的效果。綜合上述特性來看，在建筑領(lǐng)域應(yīng)用粉煤灰水泥材料能夠在降低能耗的同時改善水泥材料的理化性能，在綠色化建筑材料研發(fā)應(yīng)用等方面具有相當廣闊的發(fā)展前景。

3.2粉煤灰混凝土

在建筑工程混凝土材料中摻入粉煤灰形成粉煤灰混凝土主要具備以下幾個方面的功能：第一是能夠改善新拌合混凝土原料的和易性水平；第二是能夠提高混凝土材料的后期強度水平；第三是能夠降低混凝土澆筑后的內(nèi)部水化熱反應(yīng)強度；第四是能夠使混凝土原料堿骨料反應(yīng)得到有效抑制。更為關(guān)鍵的是，通過摻入一定比例粉煤灰的方式還能提高工程建設(shè)質(zhì)量，降低成本，節(jié)約工程造價，具有突出的綜合效益。具體而言，粉煤灰混凝土材料根據(jù)建筑材料應(yīng)用形式與領(lǐng)域的不同還可以劃分為以下幾種類型。

3.2.1綠色高摻量粉煤灰混凝土

高摻量粉煤灰混凝土是指粉煤灰摻入量在40.0%以上的混凝土材料。此類混凝土材料的應(yīng)用能夠有效減少環(huán)境污染，對節(jié)約資源也有積極作用。同時，由于粉煤灰材料摻入比例高，因此混凝土材料后期強度突出，與普通水泥原料相比，綠色高摻量粉煤灰混凝土在水化熱特性、抗凍性、和易性等方面均具有良好優(yōu)勢，可將此類材料應(yīng)用于路基、填筑壩等工程中。

3.2.2粉煤灰混凝土砌塊

粉煤灰混凝土砌塊的主要生產(chǎn)原料包括水泥、集料、以及粉煤灰三類，原料按照一定比例計量配料，經(jīng)過攪拌、成型、養(yǎng)護等工序制成并使用。粉煤灰在此類材料中既屬于摻和料又屬于細集料，具有強度高、節(jié)約能源、質(zhì)量輕以及節(jié)約工程造價等優(yōu)勢。在粉煤灰混凝土砌塊材料中，粉煤灰的摻入量應(yīng)達到30.0%以上，經(jīng)拌合后材料抗壓強度可達到2.5～10.0MPa，抗凍性達到D25合格標準，碳化系數(shù)在0.8以上，軟化系數(shù)可達到0.75以上，可滿足多種建筑工程中對砌塊材料的性能要求。

3.3粉煤灰墻體

在建筑墻體材料中，粉煤灰的主要應(yīng)用是襯砌使用。既往試驗表明，與傳統(tǒng)墻體襯砌材料相比，用固化劑固化后粉煤灰材料作為墻體襯砌防滲材料能夠顯著改善墻體抗凍性能以及防滲性能，同時可節(jié)約30%左右的工程造價。因此，在近年來的新型建筑項目墻體施工中，多建議用固化劑對煤渣、石屑、以及粉煤灰材料進行總和固結(jié)，以作為墻體襯砌使用。除此以外，粉煤灰墻體材料還可在渠道防滲、水庫加固護坡電廠灰壩護坡、以及海堤護坡等多類工程項目中發(fā)揮其獨特的應(yīng)用優(yōu)勢。

3.4粉煤灰路基填料

粉煤灰材料可在道路路基填筑施工中發(fā)揮良好的應(yīng)用價值。通過對粉煤灰材料的合理應(yīng)用，一方面能夠提高路基填料的綜合性能，另一方面也能夠為粉煤灰的大規(guī)模循環(huán)應(yīng)用開辟全新渠道。與天然路基填筑材料相比，粉煤灰摻入后的路基填料具有比重小、壓實含水率高、壓實難度低、抗踐強度高等多個方面的性能優(yōu)勢，并且不會受到環(huán)境條件的影響，因此在應(yīng)用于路基填筑施工時可以明顯縮短填筑工期，對降低工程造價也有良好價值。

4　結(jié)語

綜上所述，粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域有著非常突出的應(yīng)用價值與優(yōu)勢，粉煤灰可以在水泥、混凝土、墻體、路基填料等多個領(lǐng)域發(fā)揮其相應(yīng)功能。但現(xiàn)階段有關(guān)粉煤灰材料的應(yīng)用技術(shù)與工藝手段還存在滯后性，尚不夠完善，這就要求相關(guān)工作人員進一步加大對粉煤灰材料的研究與開發(fā)力度，逐步提高我國建筑領(lǐng)域?qū)Ψ勖夯也牧系膽?yīng)用開發(fā)水平，使建筑材料的應(yīng)用實踐更具資源節(jié)約、環(huán)境保護等綜合效益，發(fā)展形成更多具有粉煤灰獨特性能優(yōu)勢的全新建筑材料產(chǎn)品。

［1］齊善忠，付春梅，曲肇偉，等.建筑渣土作為道路填筑材料的改性試驗研究［J］.中外公路，2015，35（1）：262-267.

［2］徐俊明，張吉雄，黃艷利，等.充填綜采矸石-粉煤灰壓實變形特性試驗研究及應(yīng)用［J］.采礦與安全工程學報，2011，28 （1）：158-162.