粉煤灰在新型建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用研究

張三虎

【摘 要】粉煤灰是一種由電廠排放的固體廢棄物，它的綜合利用成為了研究的熱點。本文結(jié)合粉煤灰的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)的特點，分析粉煤灰在新型建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用，以及粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域遇到的問題和發(fā)展前景，和應(yīng)用的措施建議。

【關(guān)鍵詞】粉煤灰；新型建筑材料；節(jié)能減排；粉煤灰綜合利用

隨著我國發(fā)電廠數(shù)量的不斷增加，粉煤灰的排放量也隨之加大，給環(huán)境帶來很多的不利影響，例如粉塵污染、大氣污染、河流污染等，粉煤灰中還含有對人體有害的化學物質(zhì)，影響人類的健康生活，因此發(fā)展可再生能源成為了處理粉煤灰成為了如今的發(fā)展趨勢，利用粉煤灰生產(chǎn)出環(huán)保的建筑材料，例如粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰制磚、粉煤灰微晶玻璃等，都能解決國家資源短缺的問題。

1 粉煤灰的介紹

1.1 粉煤灰的性質(zhì)

粉煤灰的物理性質(zhì)包括粉煤灰的密度、松散干容重、細度、孔隙率。粉煤灰的化學性質(zhì)體現(xiàn)在它本身沒有膠凝性能，而高鈣粉煤灰在高溫燃燒的過程中，形成的含有硅、鋁的鈣鹽，會使粉煤灰具有膠凝作用。因此提高鈣含量，能夠提高粉煤灰的凝膠性能。

1.2 粉煤灰的化學組成

粉煤灰的主要化學成分有：氧化硅、三氧化二磷、氧化鐵、三氧化二鐵、氧化鈣、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鈉、三氧化硫、氧化錳等，其中氧化硅和氧化鈦主要來源于黏土，氧化鐵主要來源于黃鐵礦，而氧化鎂和氧化鈣分別來自與它們所對應(yīng)的碳酸鹽和硫酸鹽。

1.3 粉煤灰的結(jié)構(gòu)

粉煤灰的結(jié)構(gòu)形成的相對復雜，是在燃燒和排放的過程中形成的，只能通過顯微鏡進行觀察。粉煤灰是一個結(jié)構(gòu)極其復雜的混合體，它由晶體、玻璃體和未燃盡的炭組成的。粉煤灰中晶體、玻璃體和未燃盡的炭的比例會隨著操作技術(shù)、手法的不同而有所差異。

2 我國粉煤灰應(yīng)用的現(xiàn)狀和存在的問題

粉煤灰在我國建筑材料領(lǐng)域的綜合利用距今己有60多年的歷史，有了一定的生產(chǎn)經(jīng)驗和管理經(jīng)驗，針對全國的建筑工程來說，粉煤灰的生產(chǎn)用量非常大，約占總量的37%，粉煤灰的用途很廣，利用的方式也是多種多樣。通常情況下建筑材料有：普通水泥、粉煤灰水泥、硅酸鹽水泥、早強水泥、硅酸三鈣水泥、油田水泥等，其中粉煤灰的摻量最高能達到78%。目前粉煤灰作為建筑材料存在的問題如下：

1）由于建筑材料中粉煤灰的含量差異比較大，在使用中沒有得到統(tǒng)一，因此在粉煤灰的使用上存在很大的隱患。

2）粉煤灰是混凝土的主要原料，它對混凝土的早期強度、抗凍性及鋼筋銹蝕等方面都有不利的影響。

3）施工養(yǎng)護階段易出現(xiàn)裂紋，對于養(yǎng)護制度不夠明確。

4）粉煤灰的綜合利用范圍還不夠廣，所生產(chǎn)的產(chǎn)品種類還不夠多。沒有形成一定的規(guī)模，影響經(jīng)濟效益的提高。

3 粉煤灰在新型建筑材料領(lǐng)域中的應(yīng)用實踐

3.1 粉煤灰水泥

粉煤灰經(jīng)高溫燃燒后會形成的一種具有火山灰活性的混合材料，能與堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成膠凝物質(zhì)。由于具有水化性質(zhì)，因此能夠作用于水泥和混凝土摻料，具有明顯的減水效果，有效的改善混凝土的和易性，并且能夠增加水泥的抗壓性，提高水泥的抗?jié)B能力和抗腐蝕能力。

3.2 粉煤灰混凝土

粉煤灰混凝土是指摻加了粉煤灰的混凝土，它的主要作用有改善和易性、提高強度、降低水熱化、抑制堿骨料反應(yīng)。應(yīng)用實踐能夠證明進行混凝土混合料配置時，加入適當?shù)姆勖夯?，能夠改善混凝土的性能、?jié)省水泥、提高混凝土的質(zhì)量、提高工程的質(zhì)量、降低工程的成本和造價，實現(xiàn)經(jīng)濟效益。高摻量的粉煤灰混凝土，能夠提高性能，減少資源浪費，并且具有很強的耐久性，在路基和筑壩中能得到充分的利用。加氣混凝土的主要原料是70% 粉煤灰，其他30%的原料為石膏、發(fā)氣劑、石灰、水泥等，可以用作混凝土砌塊和面板。

3.3 粉煤灰墻體材料

粉煤灰磚分為蒸壓磚和燒結(jié)磚，蒸壓粉煤灰磚是具有水硬性的材料，相對普通的磚，它更具有穩(wěn)定性，并且有很高的強度，能夠替代實心磚，用于建筑房屋的承重墻。燒結(jié)粉煤灰磚的尺寸有統(tǒng)一的標準，它的棱角十分整齊，非常美觀，并且具有很好的耐久性，與普通磚相比，它具有很好的隔熱效果，并且密度較小，相對經(jīng)濟實用。

3.4 粉煤灰微晶玻璃

粉煤灰微晶玻璃的主要原料粉煤灰、化工原料、礦物等，經(jīng)過配制后熔融成型，再進行切割拋光等一系列工序后，能夠形成具有玻璃和陶瓷兩種特性的微晶玻璃。它的優(yōu)勢是耐磨耐蝕并且美觀。

3.5 粉煤灰泡沫玻璃

粉煤灰泡沫玻璃的主要原料是粉煤灰、火山灰、結(jié)晶碳粉等，經(jīng)過配制后壓坯燒結(jié)，最終制成泡沫陶瓷。它的優(yōu)勢是具有高強度，并且吸音隔熱，能夠生產(chǎn)成為輕質(zhì)磚、輕質(zhì)隔墻板產(chǎn)品。

3.6 其他粉煤灰材料

1）粉煤灰還能用做路基填料，對道路進行修筑，不但解決了填料的問題，還開辟了粉煤灰的利用途徑，正是因為它具有密度小、容易壓實，并且壓實含水率高的特點，所以比普通的路基填料更能適應(yīng)天氣的變化，不但能夠節(jié)省施工時間，還能減少資源浪費。

2）粉煤灰陶粒的主要原料是粉煤灰、膠結(jié)料、水配置成人造輕骨料，用于建筑構(gòu)件，具有保溫的功能。

3）水泥粉煤灰膨脹珍珠巖混凝土保溫砌塊的原材料是水泥、粉煤灰、膨脹珍珠巖，經(jīng)過配制后加水成型，再進行脫模養(yǎng)護，最后制成保溫的砌塊，優(yōu)點是質(zhì)量輕盈、保溫效果突出。

4）大摻量粉煤灰防水隔熱材料中有70%體積的廢舊泡沫塑料和80%重量的粉煤灰作為原材料，制成具有防水隔熱功能的新型建筑材料，其中隔熱主層體積密度 630kg/m3；導熱系數(shù) 0.101W/（m·K）；抗壓強度 2.5MPa；抗折強度1.5MPa；抗凍性（20次），而且沒有裂紋、剝落等跡象，具有抗?jié)B性、抗潮性。

4 粉煤灰在新型建筑材料領(lǐng)域中的發(fā)展策略

4.1 樹立新思想，改變傳統(tǒng)觀念

首先建立“以用為主”的思想觀念，將粉煤灰作為一種可再利用的能源，而不是電力生產(chǎn)的廢棄物。建立一種“變廢為寶”的思想，將粉煤灰的特性發(fā)揮出來，并加以利用。

4.2 通過獎懲政策促進粉煤灰的綜合利用

結(jié)合國家對資源綜合利用的優(yōu)惠政策，將政策落實到實處，并發(fā)揮政策的效果，引導企業(yè)開發(fā)粉煤灰的綜合利用，促進經(jīng)濟的發(fā)展。

4.3 提高粉煤灰綜合利的技術(shù)水平

結(jié)合國際的先進技術(shù)水平，加大研究的范圍、積極開發(fā)新型的建筑材料，不斷的創(chuàng)新和發(fā)展新的技術(shù)，提高資源綜合利用的水平，實現(xiàn)提高經(jīng)濟效益的目的。

5 結(jié)語

綜上所述，粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域的使用，需要結(jié)合粉煤灰組織結(jié)構(gòu)的特點，確定它的應(yīng)用途徑，才能發(fā)揮出它的優(yōu)勢，由于我國目前粉煤灰綜合利用的技術(shù)還不夠完善，因此需要不斷的提高綜合利用的水平，并結(jié)合國內(nèi)外的先進設(shè)備進行技術(shù)的創(chuàng)新，合理利用粉煤灰來改善環(huán)境，將它變廢為寶，節(jié)省能源的基礎(chǔ)上，還能提高國家的經(jīng)濟效益。

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