淺析粉煤灰在新型建筑材料中的應(yīng)用

解鴻璽

（克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃莸谝唤ㄖ惭b工程有限責(zé)任公司 845350）

淺析粉煤灰在新型建筑材料中的應(yīng)用

解鴻璽

（克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃莸谝唤ㄖ惭b工程有限責(zé)任公司 845350）

為了對(duì)粉煤灰進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)出更加節(jié)能環(huán)保的新型建筑材料產(chǎn)品，降低粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染，我們應(yīng)針對(duì)粉煤灰進(jìn)行進(jìn)一步的研究，讓其轉(zhuǎn)變成為可再生資源。如借助于某種處理技術(shù)將其變廢為寶，讓本來(lái)的廢棄物變?yōu)槟軌虍a(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的商品。在研究過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，粉煤灰在新型建筑材料中的應(yīng)用為工程化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展格局提供了依據(jù)，不僅能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目的，同時(shí)還可以極大的提升建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。

粉煤灰；新型建筑材料；應(yīng)用

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)粉煤灰年排放量約為2.1t左右，而隨著發(fā)電廠數(shù)量的持續(xù)上升，粉煤灰的排放量也會(huì)不斷增加。預(yù)計(jì)到2020年左右，粉煤灰年排放量將會(huì)是目前三倍左右的數(shù)字，加之我國(guó)現(xiàn)階段大約有超過(guò)20億t粉煤灰累計(jì)堆存量，總堆存量會(huì)超過(guò)30 億t[1]。若我們不采取措施，必然會(huì)導(dǎo)致更多揚(yáng)塵、霧霾天氣，如果這些粉煤灰進(jìn)入自然水域便會(huì)導(dǎo)致河道堵塞，對(duì)水生物造成極大的危害。所以，粉煤灰的處理與綜合利用問(wèn)題近年來(lái)受到了越來(lái)越多的關(guān)注，怎樣將粉煤灰變廢為寶，應(yīng)用到建筑材料中來(lái)，這是我們必須要深入研究的課題。

1 新型建筑材料發(fā)展現(xiàn)狀及前景

最近十余年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各種新型墻體建筑材料也層出不窮，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，技術(shù)水平持續(xù)提升，節(jié)能建筑越來(lái)越多，獲得了非常明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益?！笆晃濉逼陂g，我國(guó)墻體建筑材料行業(yè)發(fā)展與調(diào)整病重，逐漸構(gòu)成了相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展格局，建筑材料行業(yè)也獲得了非?？焖俚陌l(fā)展。隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，居民住宅也成為了新的消費(fèi)熱點(diǎn)，尤其是社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)和城鄉(xiāng)一體化戰(zhàn)略的提出，建筑行業(yè)必然會(huì)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。按照經(jīng)濟(jì)學(xué)家的分析，如果GDP增長(zhǎng)速度超過(guò)8%時(shí)，房地產(chǎn)業(yè)會(huì)獲得快速發(fā)展。據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè)，我國(guó)房屋年竣工面積將會(huì)達(dá)到20億m2，建筑業(yè)增加值年平均8000億元，而城鄉(xiāng)住宅年需求量必然會(huì)保持在15億m2左右，這也為新型建筑材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了非常好的發(fā)展機(jī)遇和市場(chǎng)環(huán)境。

粉煤灰指的是發(fā)電廠以及各類(lèi)燃燒鍋爐所排放的固體廢棄物，屬于產(chǎn)量最大的一種工業(yè)廢渣，粉煤灰不但會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)還會(huì)占用大量的土地。因此如何讓粉煤灰變廢為寶，進(jìn)行綜合利用，是當(dāng)前必須要考慮的問(wèn)題。

2 粉煤灰在新型建筑材料中的應(yīng)用

2.1 高活性粉煤灰水泥混合材料

一直以來(lái)，我們利用粉煤灰作為混合材料而生產(chǎn)的水泥一般存在早期強(qiáng)度低的缺陷，目前所開(kāi)發(fā)的高活性混合技術(shù)完美的解決了這個(gè)問(wèn)題。處理后得到的高活性粉煤灰混合材料的性能在很大程度上優(yōu)于礦渣。利用高活性混合材料取代礦渣作為水泥混合材料，不但能夠增強(qiáng)水泥的強(qiáng)度，還能夠在很大程度上提升其產(chǎn)量，相對(duì)來(lái)說(shuō)要比摻量相同礦渣得到的水泥增加一個(gè)標(biāo)號(hào)。而這也與當(dāng)前國(guó)際上比較先進(jìn)的高標(biāo)號(hào)水泥+大摻量粉煤灰+高效減水劑的做法相同。利用這種高活性粉煤灰混合材料可以有效的防治一般粉煤灰水泥的缺陷，不但能夠增強(qiáng)其早期強(qiáng)度，同時(shí)還可以極大的改善混凝土的性能。

2.2 綠色高性能高摻量粉煤灰混凝土

粉煤灰在建筑混凝土材料中的應(yīng)用早在20世紀(jì)50年代就已經(jīng)開(kāi)始研究。因?yàn)榉勖夯业膬?yōu)勢(shì)明顯，其活性較高、質(zhì)量均勻，因此也為其在混凝土材料中的應(yīng)用提供了良好的條件。過(guò)去的混凝土內(nèi)硅酸鹽水泥不但會(huì)造成礦物能源的浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)于生態(tài)環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生很大的消極影響?，F(xiàn)階段，高摻量（40%）粉煤灰混凝土已經(jīng)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在各種建筑混凝土材料的生產(chǎn)過(guò)程中。高摻量粉煤灰混凝土不但能夠降低20%水泥的使用量，降低對(duì)資源和能源的消耗，同時(shí)還能夠大量的處理粉煤灰。高摻量粉煤灰混凝土的后期強(qiáng)度、水化熱、抗凍性等方面都要明顯的優(yōu)于一般的混凝土，這種高摻量粉煤灰混凝土具備較強(qiáng)的機(jī)械性能以及耐久性，通常應(yīng)用與路基與筑壩工程中。

2.3 高摻量粉煤灰燒結(jié)磚

傳統(tǒng)的粉煤灰制磚一般是蒸汽制粉煤灰磚、免燒粉煤灰磚。而傳統(tǒng)的方式所生產(chǎn)的粉煤灰磚不但存在非常大的質(zhì)量缺陷，同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中難以控制，因此其發(fā)展受到了很大的阻礙?，F(xiàn)階段應(yīng)用比較多的是高摻量粉煤灰燒結(jié)普通磚以及高摻量燒結(jié)多孔磚。高摻量粉煤灰燒結(jié)磚的特點(diǎn)在于吃灰量大，其強(qiáng)度相對(duì)普通磚來(lái)說(shuō)更高，但是重量會(huì)明顯降低20%左右，高摻量粉煤灰燒結(jié)磚的導(dǎo)熱系數(shù)較小且容易干燥。但是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高摻量粉煤灰磚依舊存在一些質(zhì)量問(wèn)題，其原因就在于但粉煤灰的摻量過(guò)多，因此必須嚴(yán)格控制。

2.4 粉煤灰用作襯砌材料

利用固化劑來(lái)對(duì)粉煤灰、石屑以及煤渣等進(jìn)行固結(jié)組合，可以有效的處理早期強(qiáng)度低、抗凍性差等問(wèn)題。通過(guò)固化劑的應(yīng)用，固化粉煤灰作為襯砌防滲材料，能夠明顯的增強(qiáng)其抗凍性能以及防滲能力，同時(shí)其成本造價(jià)相對(duì)于傳統(tǒng)材料來(lái)說(shuō)可以降低30%左右，因此利用固化劑對(duì)粉煤灰、石屑以及煤渣進(jìn)行固結(jié)的材料是渠道防滲工程中應(yīng)用最為廣泛的材料。另外，這種材料還能夠在電廠灰壩護(hù)坡以及水庫(kù)加固護(hù)坡等建筑工程中得到非常普遍的應(yīng)用。

2.5 生產(chǎn)輕集料和空心砌塊

輕集料以及使用輕集料所配置而得到的混凝土屬于一種輕質(zhì)、保溫性能較強(qiáng)的新型建筑材料，一般能夠用于建造大跨度橋梁以及高層建筑。輕集料的質(zhì)量一般來(lái)說(shuō)是由粉煤灰的性質(zhì)與基本成分所決定的。適用于燒制輕集料的粉煤灰通常含有SiO2以及Al2O3等元素，其中的碳含量不超過(guò)12%。利用粉煤灰所生產(chǎn)的輕集料能夠當(dāng)作是骨料，加入部分外加劑和水，攪拌成型后制作而成的空心砌塊非常穩(wěn)定，能夠代替全部砂石與部分水泥。同時(shí)，這種空心砌塊還具備強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、成本造價(jià)低廉以及應(yīng)用效果好等優(yōu)勢(shì)，屬于一種發(fā)展前景非常大的新型墻體材料。另外，也可以用粉煤灰作為骨料，以磨細(xì)生石灰或者石膏當(dāng)作是膠結(jié)材料，通過(guò)振動(dòng)成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)等制作而成的空心砌塊，這類(lèi)砌塊的性能非常穩(wěn)定，和普通磚比起來(lái)強(qiáng)度更高，且生產(chǎn)成本更低，同時(shí)還兼具了隔音以及隔熱等效果[2]。

2.6 粉煤灰作路基填料

近年來(lái)我國(guó)公路工程越來(lái)越多，粉煤灰在路基的填筑方面也得到了非常普遍的應(yīng)用。粉煤灰是一種滲透性能較強(qiáng)、中等壓縮性的大孔隙材料。粉煤灰的粒徑與級(jí)配和粉砂比較相似，其液限高達(dá)60%以上，所以其持水能力更強(qiáng)。擊水粉煤灰的強(qiáng)度較高，非飽和粉煤灰的φ值通常大于30度，同時(shí)擁有一定的粘聚力[3]。飽和之后粉煤灰的強(qiáng)度以及變形降低較小，說(shuō)明其水穩(wěn)性良好。在公路路基的填筑作業(yè)中應(yīng)用粉煤灰材料，不但可以有效的解決填料問(wèn)題，同時(shí)還為粉煤灰的綜合利用打開(kāi)了一個(gè)新的路子。因?yàn)榉勖夯曳浅Ｈ菀讐簩?shí)且壓實(shí)含水率較高，抗堿強(qiáng)度相對(duì)于其他天然材料更強(qiáng)，不會(huì)受到氣候變化的影響，在施工中能縮短工程工期，降低成本。

3 粉煤灰綜合利用的問(wèn)題及發(fā)展

節(jié)能降耗，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，積極應(yīng)用推廣綠色環(huán)保材料是其有效途徑。利用工業(yè)廢渣來(lái)生產(chǎn)一些材料產(chǎn)品能夠降低粉煤灰對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，而使用粉煤灰生產(chǎn)新型建筑材料也能夠獲得國(guó)家相關(guān)部門(mén)的支持。但是我們也應(yīng)當(dāng)看到，在粉煤灰的應(yīng)用過(guò)程中依舊存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步的研究：①利用面還不寬泛，所能夠生產(chǎn)的材料類(lèi)型還不多，特別是吃灰量較大的產(chǎn)品較少；②我國(guó)對(duì)于粉煤灰的利用還處于初級(jí)研究階段，具有高附加值的產(chǎn)品較少；③粉煤灰綜合利用尚未達(dá)到一定的規(guī)模，所以從整體上來(lái)看其經(jīng)濟(jì)效益還不是很高。

粉煤灰的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)技術(shù)必然會(huì)朝著砌筑、回填技術(shù)等方面發(fā)展，因?yàn)檫@些技術(shù)的工藝相對(duì)簡(jiǎn)單同時(shí)吃灰量較大，是我們需要積極推廣的技術(shù)，而粉煤灰高強(qiáng)混凝土是需要進(jìn)一步完善的技術(shù)，粉煤灰空心燒結(jié)磚、混凝土空心小切塊等是未來(lái)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。未來(lái)開(kāi)發(fā)研究的重心可以從下面兩個(gè)方面來(lái)說(shuō)：①大摻量粉煤灰制品，不管是從節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境，或者是從節(jié)約土地成本而言，大摻量粉煤灰制品都是一個(gè)非常好的選擇，比如說(shuō)利用粉煤灰來(lái)當(dāng)作是農(nóng)作物播種的覆蓋物、建材中黃沙的替代物、水泥生產(chǎn)的摻合料或者公路修筑熱基層等，都能夠獲得非常好的經(jīng)濟(jì)效益；②針對(duì)磚系列產(chǎn)品進(jìn)行重點(diǎn)開(kāi)發(fā)，在免燒結(jié)、免蒸養(yǎng)自然養(yǎng)護(hù)工藝中，粉煤灰的灰量基本上可以滿足80%之上，外加劑的應(yīng)用還能夠讓制品進(jìn)行干壓性生產(chǎn)，同時(shí)也可以利用擠出成型法來(lái)進(jìn)行工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，在提升效率的同時(shí)保證了材料質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，粉煤灰在新型建筑材料中的推廣應(yīng)用可以幫助我們有效改善生態(tài)環(huán)境，節(jié)能降耗，其社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境效益非常顯著，屬于一項(xiàng)利國(guó)利民的工作，與我國(guó)環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略相符合。我們應(yīng)針對(duì)粉煤灰的實(shí)際特點(diǎn)以及當(dāng)前建筑行業(yè)的實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行更加深入的開(kāi)發(fā)，必然會(huì)有更加廣闊的利用前景。

[1]梁楚.粉煤灰在新型建筑材料中的應(yīng)用探討[J].建筑設(shè)計(jì)管理，2013 （07）：36.

[2]郝勇.粉煤灰在建筑材料中的運(yùn)用研究[J].科技風(fēng)，2013（13）：62.

[3]姜越川.探討粉煤灰作為公路建筑材料的環(huán)境保護(hù)措施[J].廣東建材，2012（02）：75.

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2015-8-10