淺析粉煤灰在新型建筑材料中的應用

解鴻璽

（克孜勒蘇柯爾克孜自治州第一建筑安裝工程有限責任公司 845350）

淺析粉煤灰在新型建筑材料中的應用

解鴻璽

（克孜勒蘇柯爾克孜自治州第一建筑安裝工程有限責任公司 845350）

為了對粉煤灰進行進一步的開發，生產出更加節能環保的新型建筑材料產品，降低粉煤灰對環境的污染，我們應針對粉煤灰進行進一步的研究，讓其轉變成為可再生資源。如借助于某種處理技術將其變廢為寶，讓本來的廢棄物變為能夠產生經濟效益的商品。在研究過程中我們發現，粉煤灰在新型建筑材料中的應用為工程化、產業化發展格局提供了依據，不僅能夠達到節能降耗的目的，同時還可以極大的提升建筑工程的經濟效益。

粉煤灰；新型建筑材料；應用

現階段國內粉煤灰年排放量約為2.1t左右，而隨著發電廠數量的持續上升，粉煤灰的排放量也會不斷增加。預計到2020年左右，粉煤灰年排放量將會是目前三倍左右的數字，加之我國現階段大約有超過20億t粉煤灰累計堆存量，總堆存量會超過30 億t[1]。若我們不采取措施，必然會導致更多揚塵、霧霾天氣，如果這些粉煤灰進入自然水域便會導致河道堵塞，對水生物造成極大的危害。所以，粉煤灰的處理與綜合利用問題近年來受到了越來越多的關注，怎樣將粉煤灰變廢為寶，應用到建筑材料中來，這是我們必須要深入研究的課題。

1 新型建筑材料發展現狀及前景

最近十余年來，我國建筑行業得到了突飛猛進的發展，各種新型墻體建筑材料也層出不窮，應用范圍越來越廣泛，技術水平持續提升，節能建筑越來越多，獲得了非常明顯的社會和經濟效益。“十一五”期間，我國墻體建筑材料行業發展與調整病重，逐漸構成了相對穩定的發展格局，建筑材料行業也獲得了非常快速的發展。隨著社會主義市場經濟的持續快速發展，居民住宅也成為了新的消費熱點，尤其是社會主義新農村建設和城鄉一體化戰略的提出，建筑行業必然會迎來新的發展機遇。按照經濟學家的分析，如果GDP增長速度超過8%時，房地產業會獲得快速發展。據相關預測，我國房屋年竣工面積將會達到20億m2，建筑業增加值年平均8000億元，而城鄉住宅年需求量必然會保持在15億m2左右，這也為新型建筑材料的開發和應用提供了非常好的發展機遇和市場環境。

粉煤灰指的是發電廠以及各類燃燒鍋爐所排放的固體廢棄物，屬于產量最大的一種工業廢渣，粉煤灰不但會對環境造成污染，同時還會占用大量的土地。因此如何讓粉煤灰變廢為寶，進行綜合利用，是當前必須要考慮的問題。

2 粉煤灰在新型建筑材料中的應用

2.1 高活性粉煤灰水泥混合材料

一直以來，我們利用粉煤灰作為混合材料而生產的水泥一般存在早期強度低的缺陷，目前所開發的高活性混合技術完美的解決了這個問題。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，不但能夠增強水泥的強度，還能夠在很大程度上提升其產量，相對來說要比摻量相同礦渣得到的水泥增加一個標號。而這也與當前國際上比較先進的高標號水泥+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，不但能夠增強其早期強度，同時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用早在20世紀50年代就已經開始研究。因為粉煤灰的優勢明顯，其活性較高、質量均勻，因此也為其在混凝土材料中的應用提供了良好的條件。過去的混凝土內硅酸鹽水泥不但會造成礦物能源的浪費，同時對于生態環境也會產生很大的消極影響。現階段，高摻量（40%）粉煤灰混凝土已經越來越廣泛的應用在各種建筑混凝土材料的生產過程中。高摻量粉煤灰混凝土不但能夠降低20%水泥的使用量，降低對資源和能源的消耗，同時還能夠大量的處理粉煤灰。高摻量粉煤灰混凝土的后期強度、水化熱、抗凍性等方面都要明顯的優于一般的混凝土，這種高摻量粉煤灰混凝土具備較強的機械性能以及耐久性，通常應用與路基與筑壩工程中。

2.3 高摻量粉煤灰燒結磚

傳統的粉煤灰制磚一般是蒸汽制粉煤灰磚、免燒粉煤灰磚。而傳統的方式所生產的粉煤灰磚不但存在非常大的質量缺陷，同時在生產過程中難以控制，因此其發展受到了很大的阻礙。現階段應用比較多的是高摻量粉煤灰燒結普通磚以及高摻量燒結多孔磚。高摻量粉煤灰燒結磚的特點在于吃灰量大，其強度相對普通磚來說更高，但是重量會明顯降低20%左右，高摻量粉煤灰燒結磚的導熱系數較小且容易干燥。但是目前國內生產的高摻量粉煤灰磚依舊存在一些質量問題，其原因就在于但粉煤灰的摻量過多，因此必須嚴格控制。

2.4 粉煤灰用作襯砌材料

利用固化劑來對粉煤灰、石屑以及煤渣等進行固結組合，可以有效的處理早期強度低、抗凍性差等問題。通過固化劑的應用，固化粉煤灰作為襯砌防滲材料，能夠明顯的增強其抗凍性能以及防滲能力，同時其成本造價相對于傳統材料來說可以降低30%左右，因此利用固化劑對粉煤灰、石屑以及煤渣進行固結的材料是渠道防滲工程中應用最為廣泛的材料。另外，這種材料還能夠在電廠灰壩護坡以及水庫加固護坡等建筑工程中得到非常普遍的應用。

2.5 生產輕集料和空心砌塊

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、保溫性能較強的新型建筑材料，一般能夠用于建造大跨度橋梁以及高層建筑。輕集料的質量一般來說是由粉煤灰的性質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12%。利用粉煤灰所生產的輕集料能夠當作是骨料，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定，能夠代替全部砂石與部分水泥。同時，這種空心砌塊還具備強度高、質量輕、成本造價低廉以及應用效果好等優勢，屬于一種發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，以磨細生石灰或者石膏當作是膠結材料，通過振動成型、蒸汽養護等制作而成的空心砌塊，這類砌塊的性能非常穩定，和普通磚比起來強度更高，且生產成本更低，同時還兼具了隔音以及隔熱等效果[2]。

2.6 粉煤灰作路基填料

近年來我國公路工程越來越多，粉煤灰在路基的填筑方面也得到了非常普遍的應用。粉煤灰是一種滲透性能較強、中等壓縮性的大孔隙材料。粉煤灰的粒徑與級配和粉砂比較相似，其液限高達60%以上，所以其持水能力更強。擊水粉煤灰的強度較高，非飽和粉煤灰的φ值通常大于30度，同時擁有一定的粘聚力[3]。飽和之后粉煤灰的強度以及變形降低較小，說明其水穩性良好。在公路路基的填筑作業中應用粉煤灰材料，不但可以有效的解決填料問題，同時還為粉煤灰的綜合利用打開了一個新的路子。因為粉煤灰非常容易壓實且壓實含水率較高，抗堿強度相對于其他天然材料更強，不會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題及發展

節能降耗，發展綠色經濟是我國經濟發展的必然趨勢，積極應用推廣綠色環保材料是其有效途徑。利用工業廢渣來生產一些材料產品能夠降低粉煤灰對環境產生的污染，達到節能降耗的目的，而使用粉煤灰生產新型建筑材料也能夠獲得國家相關部門的支持。但是我們也應當看到，在粉煤灰的應用過程中依舊存在一些問題需要進一步的研究：①利用面還不寬泛，所能夠生產的材料類型還不多，特別是吃灰量較大的產品較少；②我國對于粉煤灰的利用還處于初級研究階段，具有高附加值的產品較少；③粉煤灰綜合利用尚未達到一定的規模，所以從整體上來看其經濟效益還不是很高。

粉煤灰的生產開發技術必然會朝著砌筑、回填技術等方面發展，因為這些技術的工藝相對簡單同時吃灰量較大，是我們需要積極推廣的技術，而粉煤灰高強混凝土是需要進一步完善的技術，粉煤灰空心燒結磚、混凝土空心小切塊等是未來開發的熱點。未來開發研究的重心可以從下面兩個方面來說：①大摻量粉煤灰制品，不管是從節能降耗、保護環境，或者是從節約土地成本而言，大摻量粉煤灰制品都是一個非常好的選擇，比如說利用粉煤灰來當作是農作物播種的覆蓋物、建材中黃沙的替代物、水泥生產的摻合料或者公路修筑熱基層等，都能夠獲得非常好的經濟效益；②針對磚系列產品進行重點開發，在免燒結、免蒸養自然養護工藝中，粉煤灰的灰量基本上可以滿足80%之上，外加劑的應用還能夠讓制品進行干壓性生產，同時也可以利用擠出成型法來進行工業化規模生產，在提升效率的同時保證了材料質量。

4 結語

總而言之，粉煤灰在新型建筑材料中的推廣應用可以幫助我們有效改善生態環境，節能降耗，其社會效益、經濟效益以及環境效益非常顯著，屬于一項利國利民的工作，與我國環境保護戰略相符合。我們應針對粉煤灰的實際特點以及當前建筑行業的實際需求來進行更加深入的開發，必然會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用探討[J].建筑設計管理，2013 （07）：36.

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

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

TU74

A

1673-0038（2015）37-0190-02

2015-8-10