粉煤灰在建筑材料中的应用篇1
摘 要：粉煤灰属于一种燃烧排放的固体废弃物，不仅对环境会造成一定的危害，还会对人体造成一定的影响。随着我国经济发展的迅速，排放量也在逐年的增加，严重的破坏了生态平衡。文章针对粉煤灰在建筑材料领域中的应用进行分析。
粉煤灰在建筑材料中的应用篇2
关键词:粉煤灰;工业废料;分子筛;粉煤灰砌块
中图分类号:X703文献标识码:a文章编号:1009-2374(2009)10-0126-02
粉煤灰是煤灰燃烧后,由烟气从锅炉中带出来的粉状残留物,是一种人工火山灰质材料,其自身具有微弱的胶凝值(或不具有胶凝值),但当它以粉状及有水存在时能在常温下与氢氧化钙反应形成胶凝性化合物。
作为排放量最大的一种工业废料之一,粉煤灰在所有燃煤副产品中占有很大的比例。中国是煤炭资源的消耗大国,70%的煤炭用于火力发电,不可避免地产生大量粉煤灰,如果不加以处理,它将污染江河、大气,吞没良田,造成严重的危害,由此,粉煤灰的有效利用越来越受到各国的重视。
一、粉煤灰的基本性能和应用
粉煤灰的性能具有很大的波动性,它不仅与煤种、煤源有关,而且也取决于锅炉的类型、运行条件、吸尘以及排灰的方式,因此,不同电厂的粉煤灰的性质也不同。
(一)粉煤灰的基本性能
1.粉煤灰的物理性质。粉煤灰外观为球形或微珠的集合体,颗粒直径1?滋m-100?滋m不等,外观颜色从乳白色到灰黑色深浅不一,具有较大的比表面积、多孔。根据经验,统计我国68个火力发电厂的粉煤灰基本的物理性质见表1:
表1粉煤灰的物理性质
2.粉煤灰的化学组成。粉煤灰的化学组成很大程度上取决于原煤的无机物组成和燃烧条件,无机物经燃烧后成为粉煤灰,其中氧化硅、氧化铝和氧化铁的含量一般达到70%以上,其余的为少量钙、镁、钛、硫、钠和磷等的氧化物。此外,粉煤灰中的另一种重要的化学成分――未燃尽碳也属于粉煤灰的化学组成,这是粉煤灰中的有害成分,主要表现在吸水性大、强度低,易风化等方面,所以应尽量保证煤的充分燃烧。
3.粉煤灰的矿物成分。粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混合物,晶体矿物一般为石英、莫来石、磁铁矿、氧化镁、生石灰和无水石膏等,非晶体矿物微玻璃体、无定型碳等,非晶体中又以玻璃体为主。
实验表明,粉煤灰中晶体矿物的含量与其冷却速度有关,冷却速度较快时,玻璃体含量较多;反之,晶体矿物较多。
(二)粉煤灰的综合利用状况
我国对粉煤灰研究开发利用始于20世纪50年代,主要集中在水泥和混凝土应用开发试验研究上,直到60年代,逐渐将粉煤灰的利用重点转向了墙体材料,研制了各种砌块、墙板和粉煤灰烧结砖等。我国近年来粉煤灰的排放与利用情况见表2:
表2粉煤灰的利用情况
从表2中分析得知,我国粉煤灰的平均利用率正在稳步的提高。然而,与粉煤灰高利用地区相比还是有一定的距离,我国上海的粉煤灰利用率近几年几乎达到了100%。对于我国其它地区来说,如何提高粉煤灰的综合利用率是一个值得深入探讨的问题。
二、粉煤灰的研究及综合利用
目前在我国发达城市粉煤灰的综合利用涉及到了多个方面,如建筑工程、化学工业、农业等各个领域,由此可见,粉煤灰科学技术是一项综合性的科学技术,其技术的可持续性发展依赖于其它领域的最新进展。
(一)粉煤灰在建筑领域中的应用
我国对粉煤灰的开发利用是从建筑领域开始的,积累了不少粉煤灰多方向利用的经验,在建筑领域中的利用达到了较高水平。据统计,我国粉煤灰只在建筑材料中的应用就达到了全部利用总量的35%以上。
水泥原料:粉煤灰的成分与粘土相似,可以替代粘土生产水泥,其未燃尽碳在煅烧水泥时还可以节约燃料,经验表明,采用粉煤灰代替粘土做原料可降低16%～17%的燃料消耗。按国家标准粉煤灰水泥可掺入20%～40%的粉煤灰,得到的粉煤灰水泥有凝结时间延缓、早期强度较低、后期强度增长快、干缩性小、耐硫酸盐性好、水化热低、泌水性降低等优点。
粉煤灰砖:粉煤灰砖是以粉煤灰和粘土为主要原料,辅以其他工业废渣,经配料、混合、成型、干燥和焙烧等工序而形成的一种新型墙体材料,目前我国的粉煤灰烧结砖主要是普通空心砖、大块空心砖、普通空心砖等。
粉煤灰砖相比普通粘土砖有许多优点:保护环境,节约耕地,每万块砖可减少粘土用量的8m左右;减轻建筑荷重,降低劳动强度,每块粉煤灰砖比普通粘土砖轻0.5kg左右;粉煤灰砖的质量较好,尤其是压制成型的烧结粉煤灰砖尺寸准确,棱角整齐,外观漂亮,耐久性好,保温隔热性能优于普通粘土砖,表观密度比普通粘土砖要小。
粉煤灰砌块:粉煤灰砌块是以粉煤灰、石灰、石膏和骨料等为原料,经加水搅拌、振动,成型、蒸汽养护而制成的墙体材料。由于我国传统的墙体材料是红砖,用土量大,烧制一百万块要用掉一亩土地,粉煤灰砌块的发展,将有利于促进墙体材料的改革,限制和停止红砖的生产,符合我国的用地紧张的情况。
粉煤灰砂浆:粉煤灰砂浆是利用粉煤灰取代部分(或全部)传统建筑砂浆中的水泥、石灰膏和砂等组分配制而成的。粉煤灰砂浆中的粉煤灰掺量较大,平均1m加入的粉煤灰少则几十公斤,多则二三百公斤,甚至更多,有利于提高粉煤灰的利用量;粉煤灰砂浆性能也比较好,强度比较稳定,有利于保证工程质量;经济效益和社会效益都很显著,一般可以节约水泥20%～30%,节约砂10%～50%,节约砂浆材料费5～10元/m3。
其它方面:粉煤灰还可用于屋面保温材料,防水材料等,施工用量省,造价较低,具有很好的保温、隔热、防水等性能。
(二)粉煤灰在化学工业中的应用
根据粉煤灰的化学成分和矿物组成成分可以推断:粉煤灰具有很好的化学应用前景。它不但可以用于制作新型材料,也可以用来提取部分化合物。
制作分子筛:利用粉煤灰和纯碱为主要原料,配适当的氢氧化纳制作分子筛,节约了制造成本,分子筛具有很强的吸附性,用于将大小不同的分子进行筛分,广泛用于各种气体和液体的脱水、干燥,气体的分离、净化,液体的分离纯化及其它石化工业。用粉煤灰制取分子筛,有节约原料、工艺简单和质量好等优点。
制作拒水粉:以粉煤灰为主要原料,加入一定量的添加剂及化学助剂,在一定温度和压力下经化学物理变化制作一种粉状杂化型新材料――拒水粉――一种建筑防水、防泄漏材料,这种材料耐水、耐酸、耐碱、耐高低温和耐老化。制得的拒水粉可以用在屋面及平顶楼房的防水、地面防潮、地下铁道工程、隧道等以及酸、碱、盐水池等方面。
其它方面:从粉煤灰中还可以提取高纯明矾用以合成矾土、粉煤灰制备SiC粉末及粉煤灰制取玻璃陶瓷等。
(三)粉煤灰在农林牧业中的应用
我国是一个农业大国,是粉煤灰利用极具前景的一个国家,农业领域对粉煤灰质量要求相对较低,据统计,粉煤灰在农业领域方面的应用占到了粉煤灰总用量的15%有余。
粉煤灰在农林牧业中的应用是通过改良土壤、覆造等手段,促进种植业的发展,从而达到提高农作物产量、绿化生态环境等目的。我国目前粉煤灰在农业领域在中的应用主要是改良土壤和提高肥料价值。
改良土壤:粉煤灰能输送土壤、改善粘土质地、增加土壤的通透性,从而改善粘土土壤的保水、供水性能,为各种作物营造良好的土壤环境条件,有关试验表明,粘土施加粉煤灰在35000kg/亩以内,粉煤灰亩施加量每增加5000kg,土壤容重下降0.11%,孔隙度增加3.53%,含水量增加1.14%。
其次,粉煤灰在酸性土壤中可以调节酸性土壤的pH值;在碱性土壤中能起到抑盐压碱的作用;粉煤灰富含Si、Ca、Fe、mg,还含有一定的n、p、K以及相当数量的微量元素,能在一定程度上增加土壤的养分元素。
肥料价值:粉煤灰中的硅成分主要是玻璃体与铝元素结合的柱状晶体,这些晶体不能被农作物直接吸收,但是Sio、mg(oH)和K(oH)在9000C的高温下可以烧结形成化合物,烧结得到的化合物中的Si、mg、K等元素易被农作物吸收,同时粉煤灰中的钾、钙、镁等化学离子也有利于植物的生长,所以粉煤灰通过技术加工可以制成肥料。
用粉煤灰制作的复合肥,可以大大提高氮、磷、钾肥的利用率,使其流失率减少。另外,粉煤灰磁化肥具有明显的增产作用,它是以粉煤灰为载体,加上有效养分,具有独特磁化作用,其营养丰富,磁化肥便于形成易为作物吸收的营养单元,不仅可以提高化肥的利用率,而且可以大量利用粉煤灰。
(四)粉煤灰在废水处理中的应用
粉煤灰在废水中的应用主要是通过粉煤灰的吸附性完成的,其吸附作用主要有物理吸附和化学吸附两种:物理吸附是粉煤灰与吸附质间通过分子吸引力产生吸附,由粉煤灰的多孔性及比表面积决定,比表面积越大,其吸附性能越强;化学吸附是粉煤灰中存在的大量al、Fe、Si等活性点能与吸附质通过化学键发生结合,达到吸附作用。通常情况下物理吸附和化学吸附同时存在,只是在不同条件下体现出不同的优势,从而显示出不同的吸附原理。
但是粉煤灰直接用来处理废水的效率并不高,需要通过对其进行改性处理才能达到理想的废水处理效率,通常的改性处理方法主要有酸性处理、碱性处理和盐性处理三种方法。
三、发展前景综述
粉煤灰科学技术是一项综合性、边缘性的科学技术,其技术的可持续性、创新性地发展依赖于周围学科的综合发展,若能合理利用,既能够用来化解粉煤灰所带来的环境问题,又能将其作为一个新兴的资源以发展多种实用性产品,在建筑领域、化学工业、农业、污水处理方面必将有光明的前景。
参考文献
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粉煤灰在建筑材料中的应用篇3
【关键词】粉煤灰;综合利用
abstract:withthedevelopmentofpowerindustryandotherheavyindustry，thecoalandflyashemissionsisincreasedyearbyyear.thispaperanalyzedthecomprehensiveutilizationofflyashinbuildingmaterials,agriculture,roadconstruction,insulationmaterials,chemicals,andotherfields.Keywords:flyash;comprehensiveutilization
中图分类号：o64文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）02-
粉煤灰是煤粉燃烧后排放的粉状灰粒，主要来源于电力工业等以燃煤为主的重工业。据统计：每燃烧1t煤就能产生250～300kg的粉煤灰和20～30kg的炉渣。随着电力工业等以燃煤为主的重工业的发展，燃煤的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰如不加以处理，会造成大气、土壤等多方面的环境污染。因此粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。本文着重对粉煤灰的综合利用进行阐述。
用粉煤灰做建筑材料
水泥工业
在水泥生产中，粉煤灰可代替粘土质原料生产水泥，可作为混合材制成粉煤灰水泥。利用粉煤灰生产水泥，既能保证水泥质量，又能降低水泥成本。
另外粉煤灰可制作无熟料水泥，包括石灰粉煤灰水泥和纯粉煤灰水泥，石灰粉煤灰水泥是将干燥的粉煤灰掺入10%~30%的生石灰或消石灰和少量石膏混合粉磨，或分别磨细后再混合均匀制成的水硬性胶凝材料。
混凝土
在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土地修饰性。
粉煤灰作砂浆或混凝土的掺和料，在混凝土中掺加粉煤灰代替部分水泥或细骨料，不仅能降低成本，而且能提高混凝土的和易性、提高不透水、气性、抗硫酸盐性能和耐化学侵蚀性能、降低水化热、改善混凝土的耐高温性能、减轻颗粒分离和析水现象、减少混凝土的收缩和开裂以及抑制杂散电流对混凝土中钢筋的腐蚀。
粉煤灰加气混凝土，以粉煤灰为原料，适量加入生石灰、水泥、石膏及铝粉，加水搅拌呈浆，注入模具蒸养而成的一种多孔轻质建筑材料；粉煤灰陶粒，以粉煤灰为主要原料，掺入少量粘结剂和固体燃料，经混合、成球、高温培烧而制的一种人造轻质骨料；
墙体材料
蒸制粉煤灰砖，以电厂粉煤灰为主要原料，也可掺入适量的石膏，并加入一定量的煤渣或水淬矿渣等骨料，经过加工、搅拌、消化、轮碾、压制成型、常压或高压蒸汽养护后而形成的一种墙体材料；
烧结粉煤灰砖，以粉煤灰、粘土及其他工业废料为原料，经原料加工、搅拌、成型、干燥、培烧制成砖；
粉煤灰硅酸盐砌块，以粉煤灰、石灰、石膏为胶凝材料，煤渣、高炉矿渣等为骨料，加水搅拌、振动成型、蒸汽养护而成的墙体材料；
粉煤灰轻质耐热保温砖，是用粉煤灰、烧石、软质土及木屑进行配料而成，具有保温效率高，耐火度搞，热导率小，能减轻炉墙厚度、缩短烧成时间、降低燃料消耗、提高热效率、降低成本。
玻璃工业
粉煤灰的引入可降低玻璃的熔制温度，从而达到既节能又利废的目的。以粉煤灰为原料的微晶玻璃已问世多年，是近年来微晶玻璃领域的研究热点之一。微晶玻璃是把加有晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的玻璃在有控条件下进行晶化热处理，使原有单一的玻璃相形成了由微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。以粉煤灰、天然石英砂、石灰石、萤石和碳酸钠等为原料成功制得丰晶相为硅灰石的微晶玻璃，整个原料中，粉煤灰占40％～60％。粉煤灰泡沫玻璃也是一种性能优良的保温、防水、绝热、吸声材料，它具有强度高、密度小、化学稳定性好等特点。利用粉煤灰发展我国的玻璃工业，研制建材玻璃产品也将是今后粉煤灰利用的一个热点领域，特别是粉煤灰微晶玻璃和泡沫玻璃，具有广阔的应用前景。
粉煤灰在农业领域的应用
1、粉煤灰作农业肥料
粉煤灰具有良好的物理化学性质，能广泛应用于改造重粘土、生土、酸性土和盐碱土，弥补其酸瘦板粘的缺陷，粉煤灰中含有大量枸溶性硅钙镁磷等农作物所必需的营养元素，故可作农业肥料用。粉煤灰可直接用作肥料，也可以采用一定方法将其制成复合肥料。目前已经开发的粉煤灰化肥品种有粉煤灰硅钙肥、粉煤灰钙镁磷肥、粉煤灰磁化肥等。
2、粉煤灰可改良土壤
粉煤灰结构松散、空隙大，可以降低土壤容重、增加土壤空隙度、促进微生物活动以利于养分转化、调节土壤的温度和pH，从而达到改良土壤的目的。
粉煤灰在筑路的应用
粉煤灰是一种质轻、多空隙、颗粒均匀、具有一定水稳定行的无粘结性的材料，其路用性能满足公路路堤的技术要求，公路上用其填筑路堤、修筑路面基层和底基层。
由于粉煤灰具有重量轻、压缩性小、渗透性好、摩擦系数打、强度高，所以粉煤灰特别适用于软弱地基上高路基的修筑。
粉煤灰吸水量大、泄水能力强，施工压实含水量要求范围比较宽，给施工带来方便，尤其是雨季施工，更能体现出其优越性。
利用粉煤灰制备超细纤维制作纸浆、保温材料
以粉煤灰为原料，制成超细纤维，进而制造纸浆，用于生产纸品(主要为包装纸品)和保温材料、节能墙体材料等。从粉煤灰超细纤维制备、造纸，到废品回收利用或废弃物降解，形成绿色循环，与环境协调一致，不污染环境；与传统造纸技术相比，粉煤灰造纸节水节木，减少木浆造纸废水排放。
五、制无机化工产品
粉煤灰中a12o3的质量分数为16％～40％，均为28％，是一个巨大的铝资源宝库。粉煤灰的酸溶出液经纯化处理，可制得试剂级的a12o3和FeC13等产品，也可制成聚合氯化铝净化剂。从粉煤灰中还可以回收稀有贵金属。国内外已经开发了从粉煤灰中回收钼、钛、银、镉、钒、铀等稀有金属的技术，有些已实现工业化提取。
加强粉煤灰开发利用的研究力度，开拓粉煤灰综合利用的途径方法，变废为宝、变害为利，不仅可以减少环境污染，还能广泛地促进人们对利用可再生资源的认识，加强节约型国家的建设，同时也能够产生突出的经济效益和深远的社会效益。
参考文献
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粉煤灰在建筑材料中的应用篇4
关键词：粉煤灰水泥性能前景
中图分类号：tU522.3+5文献标识码：a文章编号：
简介：粉煤灰水泥，全称粉煤灰硅酸盐水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰（粉煤灰的掺量为20～40％）、适量石膏共同磨细而制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰水泥。按现行国家标准，粉煤灰水泥的强度等级有：32.5、32.5R；42.5、42.5R；52.5、52.5R。
粉煤灰作为目前世界上排放量最大的工业废料之一，严重污染了环境，占用了大量土地。我国的粉煤灰资源更是丰富。随着电力工业迅猛发展，粉煤灰排放量逐年锐增。近年来粉煤灰的年排放量超过1.2亿吨，多年来堆积灰达5亿吨，占地20多万亩，对生态环境威胁很大。在此情况下，粉煤灰的综合利用越来越受到人们的重视。1987年全国第二次资源综合利用工作会议，把粉煤灰利用作为全国资源利用的突破口。建设部为加强粉煤灰利用的开发工作，1987年在上海建立＂中国城乡建设粉煤灰利用技术开发中心＂，专门从事粉煤灰利用技术的研究开发和推广工作［1］。综合利用粉煤灰的途径很多，主要有墙体材料、水泥、混凝土与砂浆、道路、回填等。粉煤灰的利用途径不同，所创造的经济效益不同。从目前有关资料来看，粉煤灰在建筑工程和基础工程的应用，是最主要的利用方式［2,3］。虽然粉煤灰的组成和性能因燃煤种类和产地的不同而有所不同，但总体而言，其矿物成分为粉煤灰具有潜在水硬活性的化学基础，使建材资源化成为粉煤灰综合利用中最有效、最经济、最可靠的技术途径。一定粉煤灰的引入，赋予了粉煤灰水泥一系列普通硅酸盐水泥所不具备的性能，如低水化热、低生产能耗、强劲的中后期强度发展以及良好的耐久性等。此外，粉煤灰水泥的生产可以大幅度降低水泥生产对天然资源的消耗，大幅度减少水泥生产过程排放的温室气体量，所以这些对人类生存环境具有突出意义。
作用
水泥混凝土作为结构材料在建筑工程中得到普遍应用，它们的强度性能如何发展，令人关注。这不仅因为建筑物或构筑物要靠它们来负担荷载，而且其耐久性与强度性能密切相关。水泥混凝土的内部结构越紧密，强度越高，其耐久性能相应提高。著名学者a·m·内维尔指出，混凝土的强度是混凝土极为重要的性质，强度通常可以反映混凝土质量的全貌［4］。粉煤灰水泥不但解决了堆放占地和污染环境问题，而且具有显著的经济效益和环境效益，具有独特的技术优势，能改善水泥及其混凝土的性能。
1.改善和易性
水泥混凝土的和易性受浆体的体积、水灰比、骨料的级配、形状、孔隙率等的影响。掺用粉煤灰对水泥混凝土的明显好处是增大浆体的体积，大量的浆体填充了骨料间的孔隙，包裹并了骨料颗粒，从而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。
2.提高混凝土的后期强度
由于粉煤灰的微集料反应，粉煤灰的微细颗粒填充到水泥颗粒之间，使混凝土形成微观层次的自紧密体系，改善了混凝土的微观结构，增强了混凝土的密实性。由于粉煤灰水泥中的粉煤灰都经过了磨细，能更有效的发挥其微集料效应；而且超细磨粉煤灰比表面积大大增加,活性提高，从而加快了水化反应的速度,增加了水化产物的数量,加强了水化产物之间的结合性能,因而粉煤灰水泥混凝土的早期强度得到提高。
另一方面，粉煤灰水泥混凝土加水拌和后，首先水泥熟料矿物水化，析出Ca(oH)2通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体的表面，发生化学吸附和侵蚀，并与玻璃体中的活性Sio2和活性al2o3,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。大部分水化物开始以凝胶状出现，随龄期增长，逐步转化成纤维状晶体，其数量不断增多，相互交叉连接，使强度不断增长。球形玻璃体比较稳定，其表面又相当致密，不易水化，水化28天时，才见到玻璃体的表面开始初步水化，略有凝胶出现，90天后，才能形成大量水化硅酸盐凝胶体。由此可以初步推断，粉煤灰水泥混凝土在90天龄期后，强度还会有进一步增长［5］。
3.降低混凝土的水化热
混凝土中水泥的水化反应是放热反应，在混凝土中掺入粉煤灰由于减少了水泥的用量可以降低水化热。水化放热的多少和速度取决于水泥的物理、化学性能和掺入粉煤灰的量，粉煤灰混凝土可减少水泥的水化热，减少结构物由于温度而造成的裂缝。
4.改善混凝土的耐久性
在混凝土中掺粉煤灰对其冻融耐久性有很大影响。当粉煤灰质量较差，粗颗粒多，含碳量高都对混凝土抗冻融性有不利影响。质量差的粉煤灰随掺量的增加，其抗冻融耐久性降低。但当掺用质量较好的粉煤灰同时适当降低水灰比，则可以收到改善抗冻性的效果。水泥混凝土中如果使用了高碱水泥，会与某些活性集料发生碱集料反应，会引起混凝土产生膨胀、开裂，导致混凝土结构破坏，而且这种破坏会继续发展下去，难以补救。近年来，我国水泥含碱量的增加、混凝土中水泥用量的提高及含碱外加剂的普遍应用，更增加了碱集料反应破坏的潜在危险。在混凝土中掺加粉煤灰，可以有效地防止碱集料反应，提高混凝土的耐久性。
5.粉煤灰在混凝土中的作用
前景：
（1）随着我国经济的高速发展，粉煤灰排放量越来越多。有的虽得利用但利用率不高；更多的还没有得到处理和利用，而给环境造成污染。推广粉煤灰水泥，则变废为宝，节约能源和资源。
（2）生态环保型混凝土是混凝土材料今后发展的主要方向之一，开发和利用粉煤灰水泥混凝土，减少“温室效应”气体排放量，减轻水泥工业给全球带来的环境污染，符合时代潮流和社会发展的要求。
（3）随着混凝土材料在重要基础设施和严酷服役环境中的广泛应用，其耐久性问题日益突出。耐久性是混凝土的主要性能指标，提高建筑物的耐久性，延长建筑物的使用寿命是极其重要的。据报道，建筑业消耗世界资源能源近40%。建筑物的寿命延长一倍，那么，资源能源的消耗和环境的污染将减轻一半［6］。
（4）大流动混凝土在现代工程建设中运用越来越广泛，在高层建筑工程的施工中，常采用混凝土泵送输送和用布料杆浇注混凝土的方法；现在工程建设一般都采用的预拌混凝土，是在搅拌站预先配制搅拌均匀，运输到施工现场使用。这些都要求混凝土具有良好的工作性。
参考文献：
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粉煤灰在建筑材料中的应用篇5
关键词:粉煤灰;综合利用;陶粒技术;资源利用
中图分类号:X703文献标识码:a文章编号:1009-2374(2009)21-0113-02
本文结合鹤壁福田舒布洛克建材有限公司的产品生产情况,分析了如何采取有效措施才能实现粉煤灰资源的综合利用。充分利用粉煤灰一方面减少化工生产给环境带来的污染,另一方面也能够减少资源的浪费,提高资源利用率,实现经济效益的提高。而实现这些的重点,必须要按照陶粒工艺生产流程图,严格执行生产过程来实现。
一、陶粒生产对环境影响与治理
社会主义工业化的迅速发展使得生产过程急需大量的工业原料,而这些原料的开采主要都是从大自然中获取,木材、石油、天然气、煤矿这些都是大自然给予我们的资源。然而由于人类大量不合理开采利用,砍伐树木、煤矿燃烧、废气排放等污染现象造成了水土流失、沙漠化、温室效应,给环境带来了前所未有的破坏。如果不加以重视,环境继续恶化下去,人类最终将无法在地球上生存。
在原料输送、落料过程中有矿物粉尘和水泥粉尘产生,因为建有密封和半密封料仓,无需复杂的处理。
陶粒项目生产时产生的污染物主要有烟气、粉尘、噪声、生活和卫生用水等。烟气由烧结机焙烧时产生,由于采用氧化气氛下焙烧(空气过剩系数1.5～2),烟气中的Co含量很少(
环境污染日益严重不仅仅局限于某个国家某个民族,环境问题除了引起了国家和人民的高度重视。国际上也召开了有关维护世界环境的有关会议,可见环境问题已经严重到了不得不采取措施解决的时刻,加强环境保护,促进人与自然和谐相处,实现社会可持续发展,成了迫在眉睫的大事情。陶粒分厂每年利用电厂排放的工业废渣――粉煤灰约14万吨,不仅有效减少环境污染,还可节约灰坑用地或使热电厂已有灰坑用地的使用年限延长5～10年,将有利于改善热电厂及周边地区的生态环境。
二、粉煤灰烧结陶粒技术的优点
我国是一个煤炭资源十分丰富的国家,约70%的煤用于火力发电。煤燃烧时烟气中带出的粉状残留物即为粉煤灰,大量的不断增加的粉煤灰得不到合理利用,将极大程度上污染环境,影响气候,破坏生态。因此把粉煤灰作为一种资源来加以认识和充分利用,是关系到我国电力工业及相关工业可持续发展所面临的有待解决的大问题。
(一)项目优势
粉煤灰烧结陶粒技术,以粉煤灰(适用于各类粉煤灰:干排、湿排灰)为主要原材料,在不加或少加外加剂和掺和料情况下,经过计量、搅拌、成球和烧结机烧结等工艺过程,具有掺灰量大、产品质量高、投资少、见效快等特点。充分利用电厂若干年来无法合理解决的固体废弃物――粉煤灰、炉渣、烟道灰等,生产目前市场上少数几种供不应求的新型建筑材料――高强、轻质、环保、节能的大掺量粉煤灰烧结陶粒,从而服务于中国建筑和建材产业,推动节能产业的发展和进步。在解决火力发电厂“零排放”痼疾的同时,为投资者带来迅速而丰厚的回报,并产生显著的社会效益。
(二)用途广泛
粉煤灰具有广泛的用途,这给充分利用粉煤灰带来了良好的使用前提。例如:用做高层建筑和市政桥梁工程时,可缩小构件截面尺寸,减轻下部结构及基础荷重,节约钢材和其他材料用量,降低工程造价、加快施工进度;应用于建筑墙板和建筑砌块时,可减少水泥用量、减轻重量、增加建筑保温、隔声性能;是地下建筑工程、造船工业及耐热混凝土等工程的首选骨料;陶粒可用作水的过滤剂、花卉的保湿载体和蔬菜无土栽培等;用于筑路工程,可显著提高道路的抗滑性能,提高车辆行驶安全性,用于软土地基和高寒地区,可延长道路的使用寿命。粉煤灰不但使用面广,成本价格也很低,根据不同的施工需要,可以合理地选择粉煤灰运用,在减少资源浪费的同时也增加了经济效益,可谓“一举两得”。
(三)节能环保
随着市场经济的发展,走新型工业化道路是每个企业积极倡导的生产方式。粉煤灰陶粒大量利用工业废弃物,减少耕地良田资源的占用,不采用任何化学添加剂,充分利用粉煤灰,变废为宝,发展和提高粉煤灰综合利用水平,世界各国多已将此列为重点鼓励发展的环保项目;再者,本工艺独特的集中收尘系统完全区别于回转窑和立窑,任何粉尘点均可得到良好的收尘效果,烧结机部分还将使用静电或布袋收尘器,粉尘和烟气排放达到并超过了国家规定要求;除此之外,本工艺生产无噪音,无需水处理。工艺采用环保设计,处处体现人性化、现代化花园式工厂的超前理念。
三、综合利用粉煤灰资源的措施
鹤壁福田舒布洛克建材有限公司主要产品为陶粒、砌块。其中陶粒可用于水处理,园艺及保温工程,也可用作砌块骨料;砌块分为四大系列:建筑砌块系列、铺地砖系列、挡土墙系列和水工系列,其中粉煤灰陶粒产品使公司主要生产经营对象。要想实现综合利用粉煤灰资源,最主要的是必须严格按照生产工艺流程进行生产,这样才能减少资源浪费,实现资源的充分利用。
在生产过程中充分利用资源,提高资源的利用率需要做好每一个环节的工作,这需要根据工艺流程图合理的确定陶粒生产工艺,根据流程图确定相关步骤,具体流程如以下步骤:
(一)原料
干粉煤灰由电厂专用罐车运入厂内直接泵输送到陶粒车间粉煤灰筒仓内。采用电厂的干排粉煤灰,其化学成分由综合实验确定。若粉煤灰中的含碳量小于3%～5%,将需要添加少量的煤粉,整个系统由pLC软件和控制系统控制并实现全过程自动化程序。
(二)成球
采用特殊的预湿搅拌系统和专门用途的成球机。粉煤灰等干料经计量后与一定比例的水在混合器中经搅拌形成生料球核,通过成球盘的倾斜转动,生料球核逐渐长大形成生料球。生料球的大小,通过调整成球盘的转速和倾斜度控制。
(三)点火烧结
新型烧结机采用电点火。采用平面回旋烧结装置,生料球均匀地铺在烧结箱内进行烧结,烧结机采用耐热密封材料,负压烧结,最大程度地减少热量损失,降低能耗,无粉尘、烟尘污染,解决了传统的烧结机很难解决的漏风率。
(四)成品
经烧结箱机烧结成陶粒后,通过冷却、由皮带输送机、装载机送入陶粒成品库储存。粒径以5mm为界,5mm以上为陶粒,5～0.16mm为陶砂。生产砌块用陶粒需小于等于10mm。
总的来说,实现粉煤灰资源的综合利用关键在于把握生产工艺,只有在生产过程中充分利用了粉煤灰资源,才能从整体上实现综合、有效的资源利用。此外,还需要生产技术人员具备良好的工艺技术,用先进的科学技术来实现资源的优化配置。
参考文献
[1]冯永红,邵凯平.粉煤灰在工程中的实施应用[J].工业技术开发,2002,33(16).
[2]龙惟定.国内粉煤灰资源的现状及展望[J].能源与工业生产,2001,40(20).
粉煤灰在建筑材料中的应用篇6
该生产线设计掺灰量约50％，掺渣量约30％，水泥及其他掺和料约20％，设计产量10万m3砌块/年，该生产线建成后对外整体承包，投产后，实际生产能力大约在5万m3砌块/年。2008年以前砌块销售良好，对外售价基本在140～150元/m3，2008年以后，由于粉煤灰生产设备存在一些问题以及建筑市场不好，该生产线一直处于停产状态，一些成品也堆积在厂外空闲地方。在夏季时，尽管灰成分不稳定，但灰渣都能够通过承包人销售到商混站。入冬以后，灰渣又无法外销，仍由承包人外运至郊区或荒凉处填坑。C热电厂C厂始建于1988年，原设计规划容量为450mw，其中一期工程的设计规模为建设2台200mw双抽冷凝式供热机组和1台25mw的背压式供热机组；二期工程的设计规模为建设1台25mw的背压式供热机组。一期工程的两台200mw双抽冷凝式供热机组已于1991年相继投产。一期工程的25mw背压机组以及二期工程的另一台25mw背压机组，由于设备的原因和外部热负荷的变化而均未能得以实施。2005年，扩建了1台670t／h煤粉锅炉配套1台200mw双抽汽冷凝式供热机组，同步设置了半干法脱硫除尘一体化（niD）设施。2007～2008年间，一期工程2台机组的除尘装置进行了半干法脱硫除尘一体化的改造，同时在1号炉设置了1套粉煤灰分选装置后，又增设了1套2号炉粉煤灰分选装置。目前3台200mw供热机组均设置了脱硫除尘设施并设有2套粉煤灰分选装置。电厂灰渣和脱硫灰的对外运输和销售整体对外承包给某运输公司，该公司有18辆运灰车辆。电厂3×200mw供热机组的年排灰渣量约84万t，脱硫灰约40万t。在夏季时，市场对粉煤灰的需求量较大，分选后的粉煤灰市场售价在60～70元/t，但由于夏天机组运行数量少，燃料的质量也好，产灰量较少，无法满足市场需求。锅炉的底渣（湿渣）应用的情况不理想，基本都是填坑处理。脱硫灰同样较难处理。该工程采用的是半干法脱硫除尘，脱硫灰基本呈干灰状，加水外运时，经常出现加水少易板结，加水多又呈粥状，脱硫灰外运后也没有利用的用户，均填坑处理。在冬季，全部机组处于满发状态，每天排放的灰渣和脱硫灰都外运至偏远郊区填坑处理，而且花费不小，尽管厂内设置了2套粉煤灰分选装置，但到冬季一样停止生产。电厂现有一座水灰场，基本处于饱和状态。在灰场旁边，建有1个粉煤灰砖厂（民营投资），夏季生产时，粉煤灰原料直接由灰场中提取，冬季也处于停产状态。D热电厂该热电厂始建于1986年，经两次扩建改造，目前装机为2×6mw背压机组和1×12mw凝汽机组，配有3台75t/h中温中压煤粉炉及1台75t/h中温中压循环流化床锅炉，锅炉总蒸发量300t/h，属城市小型集中供热电厂。目前热电厂正在进行2×200mw以大代小供热工程建设施工。电厂每年的灰量大约9万t，灰渣各占50％左右。粉煤灰的成分相对稳定，电厂设有自己的运输车队，总共有7台运灰车。在热电厂投运初期，根本谈不上灰渣综合利用的问题，一年四季热电厂的灰渣全部填埋处理。近些年，随着国家对粉煤灰综合利用的重视以及配套一些相关的政策，才使得粉煤灰综合利用得以开展并呈现良好的态势。为保证冬天供暖，热电厂需要4台锅炉全部运行，设备处于满发状态，这时排放的灰渣同样处于无法外销的局面；夏天时，由于没有供暖的需求，热电厂只需运行2台锅炉即可，排放的灰渣呈现热销的局面。为解决热电厂灰渣排放与市场需求无法相互吻合的问题，热电厂利用一块较大的空闲区域，建了一个存贮灰渣的大棚，将冬季无法外销的灰渣暂时存贮起来，待第二年初春时外销出去，即解决了冬季灰渣排放问题，又很好地满足了市场的需求，同时也取得了较好的经济效益。
沈阳市建材厂、搅拌站粉煤灰应用现状
沈阳市周边没有大型的建材厂，市内现有39家混凝土有限公司，共有80座搅拌站，年设计能力2585万m3。2008年，沈阳市实际混凝土用量1304.8万m3（折合粉煤灰掺入量约104.4万t）。为沈阳市部分混凝土有限公司统计的混凝土年销量相关数据。从粉煤灰用户了解的情况看，大致可以将粉煤灰用户分为两种类型：第一种，商品混凝土搅拌站；第二种，具有自有技术并能够生产出一定附加值产品的建材企业。这两种类型用户的情况介绍如下。商混站这种商混站，主要为全市建筑工地提供商品混凝土，是一种利用粉煤灰较简单、低附加值的形式，显著的特点是受季节性的制约。春至秋季时，随着建筑项目的开工，商混站需要大量的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰，而且只要粉煤灰能达到Ⅰ、Ⅱ级品质标准，有多少要多少，还供不应求。如辽宁四方商品混凝土有限公司每天需要300～400t，在粉煤灰品质或数量无法保证的情况下，只能用矿粉替代粉煤灰。还有些企业，如沈阳健晖混凝土有限公司（日需要200～300t）、沈阳亚太混凝土有限公司（日需要150～200t）、沈阳新世界混凝土有限公司（日需要60t）、沈阳天龙混凝土有限公司（日需要50～60t）等在粉煤灰品质及数量无法保证的情况下，从周边城市电厂采购。在入冬后，除冬季需要继续施工的特殊项目（如地铁）需要商品混凝土，极个别商混站（如辽宁鑫荣昌、辽宁鞍东和中铁九局）开工外，绝大部分商混站均随建筑市场一起歇业停产，进入冬眠状态。水泥、建材行业在沈阳市，粉煤灰用在水泥厂的情况不多且需求量并不是很大，如沈阳宝兴水泥制造有限公司，每天仅需要50～60t的灰量且粉煤灰掺入的比例不好控制。粉煤灰应用在建材行业。某建材有限公司是我们了解到的一家比较有代表性的企业，该公司是一家从事混凝土、砂浆、墙体外加剂系列产品研制、开发、生产及销售服务为一体的民营企业。公司自行研制开发新型建筑材料岩砂晶-水硬性胶结材产品[2]。该产品是一种以粉煤灰为载体的多功能建筑材料，通过激发粉煤灰的火山灰活性，增加水硬性物质，具有增塑、保塑、引气、抗渗、抗冻等项多功能，这些多功能复合型岩砂晶系列产品，具有提高砂浆和易性、省工、省料、省钱、抗渗、抗冻融，无毒、无污染、无公害、绿色环保四大独特优点以及价位低、操作简便等特征，在混合砂浆中完全替代白灰，在水泥砂浆中完全替代普通防水剂并可节约水泥。据介绍，产品投放市场后，销往全国各地，呈现供不应求态势，效益可观。由于该公司产品具有一定的科技含量，所以对粉煤灰的需求不受季节性的影响，即使在冬季，也能够源源不断的外销到南方各地。这是该公司与其他粉煤灰综合利用用户的一个显著区别。目前用于混凝土中的粉煤灰按其质量可划分为3个等级，（分级标准参见GB/t1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》），近年来，沈阳市基建项目增加较快，市场对粉煤灰需求量日益增大，尤其是对Ⅰ、Ⅱ级细灰的需求更为强烈，但沈阳地区Ⅰ、Ⅱ级细灰产量较少，基本都是Ⅲ级灰，而且灰的质量不稳定。近年来甚至出现了人为掺假的行为，影响了粉煤灰的利用。为近6年沈阳地区粉煤灰产量与市场混凝土用量统计数据。综合表3统计数据，结合沈阳市城市建设发展规划以及城市供热建设项目看，预计到2015年间，沈阳市粉煤灰需用量和粉煤灰产量每年都将会持续增长。
粉煤灰在建筑材料中的应用篇7
关键词：建筑；混凝土；掺合料；应用
掺合料不同于生产水泥时与熟料一起磨细的混合材料，它是在混凝土搅拌前或在搅拌过程中，与混凝土其它组分一样直接加入的一种外渗料。通常使用的为具有活性的参合料，如粉煤灰、硅灰、磨细矿渣、磨细沸石粉、磨细煤矿石及凝灰岩、硅藻土等，其中以粉煤灰用量最大，使用范围最广。掺合料的作用：一方面，可充分利用天然资源、处理废料和节约水泥、降低混凝土成本；另一方面，可改善混凝土拌合物的和易性，降低水化热，提高密实度，提高强度、抗冻性、抗渗性、抗腐蚀性等，其技术、经济及社会效益十显著。
1、粉煤灰
1.1粉煤灰的种类及技术要求
粉煤灰是从燃煤粉电厂的锅炉烟气中收集到的细粉末，其颗粒多呈球形，表面光滑，色灰或暗灰。按氧化钙含量分为低钙灰（(Cao＜15%)和高钙灰（(Cao＞15%)两种，高钙灰的活性高于低钙灰，我国电厂排放的多为低钙灰。
1.2粉煤灰效应及其对混凝土性能的影响
1.2.1粉煤灰效应
1.2.1.1活性效应粉煤灰中所含的Sio2和aLo3具有化学活性，能与水泥水化产物中的Ca(oH)2反应，生成水硬性胶凝物质，起增强作用。
1.2.1.2形态效应粉煤灰颗粒绝大多数为玻璃微珠，且表面光滑，掺入混凝土中可减小内摩擦阻力，减少用水量（即需水比减小），起减水作用。
1.2.1.3微骨料效应粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆中，填充孔隙和毛细孔，改善孔结构和增加密实度。
1.2.2粉煤灰对混凝土性能的影响
正是由于上述三种效应的结果，粉煤灰对混凝土性能的影响如下：改善混凝土拌合物的和易性。改善孔结构，提高密实度，从而提高混凝土的强度，耐久性。抑制碱一骨料反应。减小水化热，防止大体积混凝土产生温度裂缝。早期强度有所降低，掺量越大，早强损失越大，但后期强度有所增长。对钢筋的保护能力有所降低。
1.3掺加方式
1.3.1等量取代法
以等质量的粉煤灰取代水泥。适用于掺加i级粉煤灰、配制超强混凝土及大体积混凝土。
1.3.2超量取代法
粉煤灰的掺入量超出其取代水泥的质量，超量的粉煤灰取代部分细骨料，其目的是为了增加混凝土中胶凝材料的数量，以补偿由于粉煤灰取代水泥而造成的强度降低。超量取代法可使粉煤灰混凝土的强度达到不掺粉煤灰混凝土的强度。
1.3.3外加法
在水泥用量不变的情况下，掺入一定量的粉煤灰，其目的是为了改善混凝土拌合物的和易性。
1.4应用技术
粉煤灰掺合料适用于一般工业与民用建筑结构和构筑物混凝土，尤其适用于泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐混凝土、抗软水腐蚀混凝土、蒸养混凝土、轻骨料混凝土、地下与水工混凝土、泥浆混凝土及碾压混凝土。粉煤灰用于抗冻性要求高的混凝土时，必须加引气剂。
粉煤灰掺量过多时，对混凝土的性能带来不利影响，如早强损失过大，抗碳化性变差，对钢筋保护能力降低过大，因此粉煤灰用于不同混凝土中时，有最大掺量的限制，
2、硅灰
硅灰又称硅粉，是电弧炉冶炼硅金属或硅铁合金时产生的烟尘。主要化学成分为Sio2,其含量绝大多数在85%以上，属非晶质，具有化学活性。硅灰颗粒极细，是一种高活性的火山灰质材料。
2.1硅灰对混凝土性能的影响
硅灰掺入到混凝土中，能起到活性效应和微骨料效应的双重作用，其对混凝土性能的影响与粉煤灰的相似，可改善混凝土拌合物的和易性（因其颗粒极细，可明显增加拌合物的黏稠度，减少离析、泌水，但掺入硅灰的同时，必须掺入高效减水剂，否则，将导致用水量的增大，影响混凝土的物理力学性质〉，降低水化热，提高密实度，从而提高强度、抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性，抑制碱一骨料反应，且效果比任何掺合料都好。硅灰取代水泥后，早期强度并不降低，反而可提高混凝土的早期强度。另外，掺硅灰混凝土的干缩、徐变会有所增大。
2.2应用技术
2.2.1适用范围
由于硅灰的价格较高，且生产量少，故目前主要用于配制高强、超高强混凝土、高抗渗混凝土以及有其他要求高性能的混凝土;也可与粉煤灰复合使用，提高粉煤灰混凝土的早期强度。
2.2.2应用技术要点
硅灰颗粒极细，混凝土拌合用水量随着硅灰的掺人而增加，因此混凝土中掺入硅灰时，必须掺入高效减水剂，且随着硅灰掺量的增加，高效减水剂的掺量也相应增加。
硅灰的掺量一般为5%~10%，不宜过多。由于硅灰极细，水泥浆将变得十分黏稠，过多后，会增加高效减水剂的用量，增加混凝土的成本。
3、磨细沸石粉
磨细沸石粉是以天然沸石为原料，经破碎、磨细而成，简称沸石粉。沸石粉是一种活性较高的火山灰质材料。它具有独特的内部结构，内部含有很多空腔和孔道，内表面积大，吸附性强，能更好地避免分层、离析及泌水现象。
沸石粉对混凝土性能的影响与粉煤灰类似，但效果优于粉煤灰。沸石粉适合于泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗混凝土、抗硫酸盐和抗软水侵蚀的混凝土以及高强混凝土，也适用于蒸养混凝土、地下和水下工程混凝土。由于沸石粉颗粒内表面积大，吸水性大，在用水量不变的条件下，掺沸石粉的混凝土比不掺的黏性大、流动性小，故在使用时，应与高效减水剂复合。沸石粉的适宜掺量为10%~20%。
4、磨细矿渣粉
磨细矿渣粉是将粒化高炉矿渣磨细而成。磨细矿渣粉对混凝土性能影响与粉煤灰类似，但对和易性的改善略差；早期强度高于粉煤灰，掺量大于粉煤灰。
5、其它掺合料
磨细自燃煤矿石，由自燃煤矿石磨细而成。其活性及使用效果低于粉煤灰。磨细硅质页岩，由天然硅质页岩磨细而成。其活性及使用效果优于粉煤灰，掺量一般为10%~20%，掺量大时，将显著降低流动性。
参考文献
粉煤灰在建筑材料中的应用篇8
关键词：建筑；墙体；砌墙砖；应用
我国长期以来传统的墙体材料为粘土烧结砖。然而，随着现代建筑的发展，这些传统材料已无法满足要求，加之小块的粘土砖、瓦自重大、生产能耗高，又需耗用大量耕地粘土。因此，大力开发和使用轻质、高强、小尺寸、耐久、多功能、节能和可工业化生产的新型墙体材料显得十分重要。
1.烧结砖
凡经焙烧而制成的砖称为烧结砖。烧结砖根据其孔洞率大小分别有烧结普通砖、烧结多孔砖和烧结空心砖等三种。
1．1烧结普通砖
黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰等原料的化学组成相近，都可用作烧结砖的主要原料。因此，烧结砖有黏土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖等多种。其中黏土砖应用较多。烧结砖是以上述原料为主，并加入少量添加料，经配料、混合匀化、制坯、干燥、预热、焙烧而成。黏土质原料的可塑性和烧结性是制坯与烧成的工艺基础。
砖的吸水率与砖的焙烧温度有关，焙烧温度高，砖的孔隙率小，吸水率低，强度高。伹砖的吸水率过低，则会影响砖的热工性能和砌筑性质。其他原料的烧结砖配料时常需掺入适量黏土，以增加坯料塑性，便于成型。其烧结原理与黏土砖类似。
抗风化性能砖的抗风化性能与砖的使用寿命密切相关，抗风化性能好的砖其使用寿命长，砖的抗风化性能除与砖本身性质有关外，与所处的环境风化指数有关。风化指数是指日气温从正温降至负温或从负温升至正温的每年平均天数与每年从霜冻之日起至消失霜冻之日止这一期间降雨总量的平均值的乘积。
烧结普通砖具有一定的强度，较好的耐久性，可用于砌筑承重或非承重的内外墙、柱、拱、沟道及基础等。优等品砖可用于清水墙建筑，合格品砖可用于混水墙建筑。中等泛霜的砖不能用于潮湿部位。
1．2烧结多孔砖
烧结多孔砖是以黏土、页岩、煤矸石等为主要原料，经焙烧而成。烧结多孔砖为大面有孔的直角六面体，孔多而小，孔洞垂直于受压面。砖的主要规格为m型和p型。
按国家标准《烧结多孔砖》（(GB13544-92〉的规定，根据砖的抗压强度和抗折荷重，分为30，25，20，15，10，7.5六个强度等级〉。根据砖的尺寸偏差、外观质量、强度等级和物理性能分为优等品（a〉、一等品（B）和合格品〈C〉三个产品等级。
烧结多孔砖孔洞率在15%以上，表观密度约为1400左右。虽然多孔砖具有一定的孔洞率，使砖受压时有效受压面积减少，但因制坯时受较大的压力，使砖孔壁致密程度提高，且对原材料要求也较高，这就补偿了因有效面积减少而造成的强度损失，故烧结多孔砖的强度仍较高，常被用于砌筑六层以下的承重墙。
1．3烧结空心砖
烧结空心砖是以黏土、页岩、煤矸石等为主要原料，经焙烧而成。烧结空心砖为顶面有孔洞的直角六面体，孔大而少，孔洞为矩形条孔或其他孔形、平行于大面和条面，在与砂浆的接合面上应设有增加结合力的深度1m以上的凹线槽。
根据国家标准《烧结空心砖和空心砌块》（GB13545—92）规定，按砖和砌块的表观密度分成800，900，1100三个密度级别，每个密度级别又根据孔洞及其排数、尺寸偏差、外观质量、强度等级、物理性能等分为优等品（a〉、一等品（B）合格品（C）三个产品等级；根据抗压强度分为2.0，3.0，5.0三个强度等级。砖和砌块的规格尺寸有二个系列，即长度、宽度、高度为：（a)290；190，140，90mm；(b)240，180(175),115mm。
烧结空心砖，孔洞率一般在35%以上，自重较轻，强度不高，因而多用作非承重墙，如多层建筑内隔墙或框架结构的填充墙等。多孔砖、空心砖可节省黏土，节省能源，且砖的自重轻、热工性能好，使用多孔砖尤其是空心砖和空心砌块，既可提高建筑施工效率，降低造价，还可减轻墙体自重，改善墙体的热工性能等。
2.蒸养砖
蒸养砖是以石灰和含硅材料加水拌合经压制成型、蒸汽养护或蒸压养护而成。我国目前使用的主要有灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖等。
2．1灰砂砖
灰砂砖是由磨细生石灰或消石灰粉、天然砂和水按一定配比，经搅拌混合、陈伏、加压成型，再经蒸压养护而成。水化硅酸钙溶解度小易达饱和，最先在砂粒表面形成并析出胶体粒子大小的晶粒，然后逐步扩展到砂粒之间的空间，随着液相中反应产物的增多，水化物晶粒逐步生长发育并互相结晶连生，把砂粒胶结起来变成具有一定强度的整体。因此灰砂砖的微观组成中含有水化硅酸钙微晶体、氢氧化钙晶体、碳酸钙晶体以及无定形硅胶与晶态二氧化硅等。
由于灰砂砖中的一些组分如水化硅酸钙、氢氧化钙、碳酸钙等不耐酸，也不耐热，若长期受热会发生分解、脱水、甚至还会使石英发生晶型转变，因此灰砂砖应避免用于长期受热高于200℃、受急冷急热交替作用或有酸性介质侵蚀的建筑部位。此外，砖中的氢氧化钙等组分会被流水冲失，所以灰砂砖不能用于有流水冲刷的地方。
灰砂砖的表面光滑，与砂浆粘结力差，所以其砌体的抗剪不如黏土砖砌体好，在砌筑时必须采取相应措施，以防止出现渗雨漏水和墙体开裂。刚出的釜灰砂砖不宜立即使用，一般宜存放一个月左右再用。砌筑时灰砂砖的含水率会影响砖与砂浆的粘结力。
2．2粉煤灰砖
粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为主要原料、掺加适量石膏和骨料经坯料制备、压制成型、常压或高压蒸汽养护而成的实心砖。
粉煤灰具有火山灰性，在水热环境中，在石灰的碱性激发和石膏的硫酸盐激发共同作用下，形成水化硅酸钙、水化硫铝酸钙等多种水化产物，而获得一定的强度。
粉煤灰砖呈深灰色，粉煤灰砖可用于工业与民用建筑的墙体和基础，但用于基础或易受冻融和干湿交替作用的建筑部位必须使用一等砖与优等砖。粉煤灰砖不得用于长期受热。受急冷、急热和有酸性介南侵蚀的建筑部位。用粉煤灰砖砌筑的建筑物，应适当增设圈梁及伸缩缝，或采取其他措施，以避免或减少收缩裂缝的产生。
2．3炉渣砖
炉渣砖又名煤渣砖，是以煤燃烧后的炉渣为主要原料，加入适量石灰、石膏和水搅拌均匀，并经陈伏、轮碾、成型、蒸汽养护而成。按（JC525-93〉规范规定砖的公称尺寸为：长度240mm，宽度115mm，高度53mm。
炉渣砖呈黑灰色，吸水率6%~18%。炉渣砖按抗压强度和抗折强度分为20，15，10，7.5四个强度等级。按外观质量、尺寸偏差、强度级别分为优等品（a〉、一等品（B）、合格品（C）。炉渣砖可用于一般工程的内墙和非承重外墙。其他使用要点与灰砂砖、粉煤灰砖相似。
参考文献
粉煤灰在建筑材料中的应用篇9
随着公路工程建设的飞速发展，尤其是高速公路建设在山岭地区的快速发展，公路桥台和涵洞（通道）施工后因为其台背回填作业面狭窄，很难利用大型施工机械作业，台背填土在施工过程中压实不够及工后继续沉降过程中与桥涵构筑物刚性砼本身出现的差异沉降，使车辆在通过时发生腾空跳跃现象（俗称为“桥头跳车”），因为山岭地区地势复杂，且多以石质地层为主，台背回填施工很难达到应用大型施工机械的作业面要求，故桥头跳车病害较平原地区公路更加容易发生和难以预防。桥头跳车不仅乘车舒适性不能得到保证，而且行车安全性也大大的降低。
粉煤灰是燃煤电厂排出的一种工业废弃物，全国电厂每年排出的粉煤灰数量可观，既占用了大量的土地资源，同时对环境也产生了很严重的污染。如采用合理、科学的技术手段将粉煤灰应用于台背回填，不仅能解决台背填筑的技术问题，将桥涵台背处的不均匀沉降减小到最少，解决桥头跳车问题，提高行车舒适性与安全性，同时还可以减少占用耕地及对环境的污染。随着近年来各行业对粉煤灰的开发利用，粉煤灰使用成本也逐渐提升，根据山区公路施工优质片石多、且易就近取材价格便宜的特点，在流态水泥粉煤灰台背回填过程中参入一定比例的片石，既减少了纯水泥粉煤灰回填施工的压缩性和干缩性，同时也进一步降低了台背回填的造价。通过多年高速公路台背回填施工工程实践证明，此方法对预防和减少桥头跳车有较好的效果。
1工法特点
片石流态水泥粉煤灰台背回填施工方法类似于片石混凝土施工工艺，流态水泥粉煤灰具有流动性强、凝固后强度高的特点，用其回填基坑及桥涵台背，可以将大型压实机械压实不到和小型机械不易压实的部位充分填充密实，从而解决这些部位用普通土做填料回填的沉降问题。此方法有如下特点：
1）不要重新开挖大型压实机械回填施工作业面。山岭区公路桥涵桥台大部分位于挖方段落，且石质地质情况较多。桥涵台背施工完成以后，桥涵基坑及台背处地势一般比较陡峭，桥涵台背基坑深度一般可达3m-5m，有的薄壁台身台背回填深度可达6m-7m，且空间比较狭窄。利用小型机械回填普通土，因为压实功小和施工人员素质影响，压实质量没有保障，利用大型机械回填压实又不具备施工作业空间无法实施。如采用片石流态水泥粉煤灰浇注填筑工艺，只要先将基地虚土清除即可，无需再机械开挖甚至是爆破开挖大型机械填筑作业面。
2）施工机械简单。如果施工现场施工便道方便，可以将干粉煤灰及其他原材料运至现场，用滚筒搅拌机进行现场拌合配合溜槽施工即可；或者采取混凝土拌和机集中拌合后用混凝土罐车运输至现场配合溜槽浇注施工。
3）粉煤灰非常普遍且价格便宜，质量也容易控制，充填用片石可以就地取材。有燃煤发电厂的地方就有粉煤灰，粉煤灰作为一种工业废弃物在全国分布比较广泛，比较容易采购，同时粉煤灰的质量和燃烧的原煤质量有直接的关系，所以一定地区范围内的粉煤灰质量稳定性较好，但是随着各行业对粉煤灰的开发利用，粉煤灰的使用成本也逐渐升高，片石作为此施工方法中的充填材料，可以就近取材，大大降低了此方法的施工成本，提高了此工艺的推广前景。
4）施工方法操作简单、施工质量容易保证。施工采用普通的砂浆搅拌机或混凝土拌和机搅拌，和普通混凝土拌合施工工艺一样，只要按照配合比对原材料计量准确即可保证质量，现场填筑施工只要先把基坑内松散土石清除干净即可，流态粉煤灰回填浇注过程中无需振捣，只需其自由充填即可密室整个基坑和台背，充填片石施工采取分层抛填于未凝固的粉煤灰中即可，施工质量很容易保证。
2应用范围
此施工方法适用于公路桥涵台背、基坑及挡土墙墙背、基坑的回填作业，尤其对于山岭区石质路段公路的台背、墙背回填施工，可以充分利用其浇注灵活的特点，可以减少台背、墙背基坑的开挖范围，减少了台背回填的施工范围和台背回填的工程量，从而降低了台背回填的造价。
3工艺原理
流态水泥粉煤灰具有早期流动性好、施工方便和后期强度较高、满足公路行车承载力要求的特点。水泥粉煤灰早期反应主要是：水泥遇水后产生水解与水化反应，生成硅酸钙、铝酸钙晶体，这些晶体产生部分强度，粉煤灰中含有大量的Sio2、al2o3等能反应产生凝胶的活性物质，它们在干燥粉煤灰中是以球形玻璃体的形式存在的，这种球形玻璃体比较稳定，表面又相当致密，不易水化，但当水泥水化生成的氢氧化钙，通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体表面时，会发生化学吸附和侵蚀作用，生成水化硅酸钙与水化铝酸钙，水化产物以凝胶体出现，随着凝结时间的增长，凝胶物转化为纤维状晶体，晶体相互交叉，形成连锁结构，填充混合物的孔隙，形成较高的强度。随着粉煤灰活性的不断调动，使水泥粉煤灰不仅具有较高的早期强度，同时获得较高的后期强度。
4施工工艺及操作要点
4.1施工准备
1）对进场的原材料进行检验，合格后方可使用。
2）配合比设计和验证。规范中建议的室内配合比为：水泥：粉煤灰：水=（6-10）：（94-90）：（65-75），外加剂为水泥用量的1%-3%，试验室验证主要指标为强度和流动度，强度根据施工图纸要求确定，如没有要求则7天强度应不低于0.4mpa，28天强度应不低于0.6mpa，为便于施工流动度应控制在12cm左右。
3）对施工设备进行全面检查、调整，以保证设备处于良好状态，应有充分的备用电源和设备，确保施工连续进行。
4）回填基坑的处理。人工清理基坑内的废渣和浮土，清理出基坑侧面及基底的原状态；根据分层填筑的高度，首先要在台前、锥坡及桥涵侧墙部位填筑包边土；和路基搭接部位的处理，如果为土方路基，应按照要求开挖出台阶，如果为石方路基，则要将边坡上的松散石块检撬干净并清除。
4.2混合料的拌合
施工之前，试验人员要根据粉煤灰含水量的检测结果，调整现场施工配合比，施工过程中要严格控制各种材料用量，配料数量允许偏差（各成分均以质量计）为：水泥±0.5%，粉煤灰±3%，水、外加剂±2%，为保证外加剂在混合料中拌制均匀，外加剂使用前应调成适当稠度的溶液加入拌和机拌和，采用强制式拌和机拌合时，拌合时间不小于2min，如用自落式拌和机拌合要适当延长拌合时间。
4.3混合料的运输
根据施工方法不同，在施工现场拌和时，可将拌合好的混合料直接经流槽注人回填基坑；当采用拌合站集中拌和时，采用混凝土运输车运输，要求在混合料初凝至前完成运输和浇筑。
4.4混合料的浇筑
流态水泥粉煤灰浇筑时，倾斜落差高度不宜大于2m，高差较大时要设置溜槽。要按一定厚度、顺序和方向分层浇筑，每浇筑完一层流态粉煤灰，用刮板进行整平（也可以移动溜槽的位置通过变化下料位置的控制），然后人工由一端向另一端水平抛填片石，并附以铁钯和撬棍将片石摆放稳定，抛填片石以露出粉煤灰浇筑面1/3为宜，然后再进行水平浇筑上层粉煤灰和抛填片石施工，每次浇筑的粉煤灰厚度以30cm为宜，上层混合料要在下层混合料初凝之前浇筑完成，连续浇筑至搭板底45cm。
4.5混合料的养生
浇筑完成后，应在表层结硬后灌注适量水进行养生，或洒水后覆盖塑料膜养生，也可覆盖10cm厚的粘性土并浇水养生，养生时间不少7d。养生期间禁止车辆、行人通过。
4.6顶面封层施工
为了减少后期降雨及地表渗水对粉煤灰填料的水毁影响，粉煤灰台背填料的顶面在养生完毕后应进行封层施工处理，顶层封层材料一般采用8%的石灰土，压实度不小于98%。
4.7施工质量效果检查
为了检验该施工工艺的使用效果，对台背回填范围进行了沉降观测，水准点设在不受垂直和水平方向变形影响的桥台背墙上，观测点位于台背一侧，在粉煤灰回填施工过程中预埋φ30钢筋作为观测点，待粉煤灰凝固后进行第一次观测，接下来第一个月每7d观测一次，第二个月至第三个月每15d观测一次，从第四个月起每一个月观测一次，连续三个次观测的沉降量平均不超过
5mm时，可认为沉降稳定。
5材料与设备
5.1水泥
水泥应采用强度大于32.5级的普通硅酸盐水泥，各项指标满足试验规程要求。
5.2粉煤灰
粉煤灰中Sio2、al2o3和Fe2o3等化合物的有效含量应大于70%，粉煤灰的烧失量应小于20%，结块的粉煤灰应打碎、过筛。
5.3外加剂
外加剂应能够激发粉煤灰早期活性，具有早强、增稠和减水作用，一般采用高效减水剂即可。
5.4片石
片石强度应不小于30mpa，表面应洁净，不得有影响片石和水泥粉煤灰粘接的风化层、污垢及水锈，为便于人工分层抛填施工，尺寸以30cm左右为宜。
5.5施工机械
1）机械组合一：滚筒搅拌机+人工小推车+混合料溜槽；
2）机械组合二：混凝土拌和机+混凝土运输罐车+混合料溜槽。
6质量控制
流态水泥粉煤灰质量控制和验收的指标主要是28天抗压强度不小于0.6mpa；施工完成后沉降观测达到稳定的时间小于180天；顶面高程满足搭板底面设计要求；顶面封层灰剂量及压实度满足要求；台背回填宽度满足路基设计宽度。
7安全措施
1）应遵照中华人民共和国行业标准《公路工程安全技术标准》的要求组织施工。
2）施工现场要设置专职安全员，监督检查纠正违反操作规程的行为。
3）在基坑边坡处设置安全警示标志和安全栏杆，防止边坡坠落事故发生。
4）施工过程中加强基坑边坡稳定性观测，预防边坡坍塌事故发生。
5）施工人员进行干燥粉煤灰拌合时应佩戴防尘口罩，避免粉煤灰吸入体内。
8环保措施
1）干燥粉煤灰应采取喷水等措施进行降尘，防止污染空气环境，影响周边村民正常生活及劳作。
2）大风天气不宜进行粉煤灰的拌合施工。
3）粉煤灰在运输过程中应采用专门的颗粒物运输车辆进行，如采用箱式货车运输时必须进行覆盖。
9效益分析
采用片石流态水泥粉煤灰施工工艺进行台背回填，比传统的机械压实施工工艺在预防桥头跳车方面有了明显的提高，传统机械压实施工工艺由于受填筑作业面大小、施工机械压实功、填筑材料的可压实性能以及施工人员责任心等诸多因素的影响，桥台后期的差异沉降不可避免，而采用流态粉煤灰施工工艺从工艺方面保证了台背填筑的密实性，通过参加水泥、充填片石等措施保证了填筑材料的强度及压缩性满足了行车所需的承载力要求，基本消除了台背处的差异沉降。同时此工艺在经济效益及社会效益方面有如下优势：
1）此工艺采用的是燃煤电厂的工业废弃物，减少了废弃物存放占用耕地，减少了空气的颗粒物污染源，减少了工业废弃物处理的费用，有着显著的社会效益。
2）此工艺添加使用了一定比例的片石，片石是一种可以因地制宜、就近取材的廉价建筑材料，大大降低了台背回填的工程造价。
3）目前有的工程尝试采用浆砌片石施工工艺回填桥涵台背，而水泥粉煤灰回填台背施工工艺较前者具有节约水泥工业原料、降低工程造价的优点。
4）此施工方法工艺简单，操作方便，参与施工的人员和设备简单且数量少，施工质量和施工安全均有很好的保障。
10应用实例
粉煤灰在建筑材料中的应用篇10
abstract:Bycomparingtheeffectsofdifferentamountoflimeandflyashonthestrengthofmagnesiumoxychloridecement,waterresistance,volumestability,thebestmixtureofflyashcementisgot.theresultsshowedthatflyashisanidealadditive,andtheusingofmagnesiumoxychloridecementproductshavesignificantlyimprovedwaterresistanceandimprovethestabilityandvolumeofmagnesiumoxychloridecementproductsonthestrengthoflittleeffect,whichcontributestothelatergrowth.
关键词:粉煤灰;氯氧镁水泥;作用;影响
Keywords:flyash;magnesiumoxychloridecement;function;influence
中图分类号:tU528文献标识码:a文章编号:1006-4311(2010)04-0240-02
氯氧镁水泥,又称菱镁水泥、镁水泥、索瑞尔(Sorel)水泥,是用轻度煅烧菱镁矿(mgCo3)粉磨而成的轻烧氧化镁粉(mgo)和氯化镁溶液(卤水)调制而成的一种气硬性胶凝材料,其原料来源丰富,生产工艺简单,成本低,所得制品硬化快、强度高、表面光泽好,防火性能好,广泛用于制作防火板、防火门、玻璃纤维增强波瓦、代木包装材料、隔墙板、活动板房、农用大棚骨架、煤矿井下支架等。但是由于制品本身耐水性差严重阻碍了氯氧镁水泥的广泛应用,国内外学者提出了很多方法改善这种水泥的耐水性,本实验在这方面也作了大量的研究,结果发现粉煤灰就是一种很好的添加剂。
1原材料选择
(1)mgo辽宁大石桥,活性mgo含量57%;
(2)卤块(mgCl2・6H2o)青海产,mgCl2含量为45%;
(3)粉煤灰辽宁阜新细度不应小于120目,材料干燥。
轻烧氧化镁粉和粉煤灰的主要化学成份如表1和表2所示。
表1氧化镁的化学成份(%)
表2粉煤灰主要化学成份(%)
2实验过程
为了说明不同龄期、不同掺量粉煤灰对氯氧镁水泥制品强度的影响,我们只考虑粉煤灰单一因素。
在mgo-mgCl2-H2o三元相图理论指导下,形成以5・1・8相为主要水化产物,确定实验的基本配比为mgo:mgCl2:H2o=7.9:1:14.6(摩尔比),粉煤灰的掺量0~40%。
具体方法为:称取轻烧菱镁粉,粉煤灰搅匀,在称取氯化镁,水(室温),放入烧杯充分搅匀。最后把所有的原料放入每分钟120转的搅拌锅搅拌6分钟,在搅拌期间掺入减水剂(占轻烧菱镁粉1%)。然后浇注入Φ40mm×40mm×160mm的钢模成型,1d后脱模,在室内分别养护3d、7d、28d后进行强度实验。
3结论及分析
图1氯氧镁水泥的28d以后的XRD图谱
(a:5・1・8相,B:mgo,C:mg(oH)2,D:mgCo3,e:α-Sio2,F:莫来石,G:mg2p2o7)
对粉煤灰预掺15%的试样进行XRD分析,其结果如图3.1所示。从图中可以看出氯氧镁水泥的水化产物主要由5・1・8相以及少量未分解的mgCo3、未反应的mgo、中间相α-Sio2和莫来石等组成的。衍射图中α-Sio2和莫来石的特征峰主要由内掺的大量粉煤灰引入硬化体系中而引起的。
3.1粉煤灰对氯氧镁水泥强度的影响
图2、图3分别是不同龄期、不同掺量的粉煤灰对抗压强度和抗折强度的影响。不同配比、不同养护龄期实测强度值从上述结果可以看出,随着粉煤灰加入量的增加,氯氧镁水泥的强度呈现逐渐下降的趋势。
当粉煤灰掺量为5%时,氯氧镁水泥制品材料的抗压强度和抗折强度基本保持不变;当粉煤灰掺量为10%~25%时,氯氧镁水泥制品材料的抗压强度下降幅度为20%左右,但基本上保持稳定,抗折强度下降25%左右;但当粉煤灰掺量为30%~40%时,抗压强度和抗折强度下降幅度较大。总的看来,在粉煤灰掺量在5%~25%范围内,氯氧镁水泥制品的强度逐渐降低,且降幅基本稳定在20%左右。
3.2粉煤灰对氯氧镁耐水性的影响
图4是不同掺量的粉煤灰对软化系数的影响
从图4可以看出,随着粉煤灰掺量的增大,软化系数呈先增大后减小的趋势,在粉煤灰的掺量为20%时,抗压强度软化系数达到最大值。与不掺粉煤灰的空白样相比,在粉煤灰掺量达到20%时,抗压软化系数分别可提高12.5%。但是,当粉煤灰的掺量继续增大到30%时,软化系数甚至低于不掺粉煤灰的空白样。
3.3粉煤灰的掺量对氯氧镁水泥体积稳定性的影响
将预先埋有测头的成型试样,在20±3℃、RH=(35±5)%的环境中养护28d后,测试其体积变化。图5是试样养护28d的自由膨胀率。
从图中可以看出:随着粉煤灰掺量的增加,试样28d的自由膨胀率基本呈线性关系减小的趋势。与不掺粉煤灰的试样相比,粉煤灰的掺量为20%和30%时,膨胀率从0.34%分别降到0.15%和0.095%,膨胀缩减率达56%和72%。
镁水泥体积变形大的两个主要原因是:(1)水化反应是体积膨胀的过程;(2)反应过程中的热变形。粉煤灰的加入对镁水泥体积稳定性的改善颇为显著,原因有二:第一,随着粉煤灰掺量的增大,实际氧化镁的用量相对减小,故水化产物减小,同时伴随的体积膨胀也减小,而且粉煤灰本身体积稳定,可充当惰性骨架的作用;第二,由于粉煤灰对镁水泥的延缓均化作用,使原本相对过于集中的水化反应分散,降低了掺加粉煤灰的镁水泥的反应热,从而减小试样的热变形。在菱镁材料中加入粉煤灰,除可以大大降低成本外,还有一个很重要的原因,那就是:粉煤灰自身具有大的比表面积和含有活性玻璃体等优良性能,能在菱镁材料中积极地参与反应。
通常粉煤灰要参与反应,应具备以下几个条件:一是接触性;二是高温、高压。但反应的水化速度慢,而后期强度却持续增长,这是由于镁水泥呈中碱性,且其反应属高放热反应,使得粉煤灰能在镁水泥中有效地参与反应,保证了菱镁制品后期强度不但不受损,反而呈上升趋势,这就解决了菱镁制品后期强度方面令人担忧的问题。
4小结
①在氯氧镁水泥中加入粉煤灰后,由于5・1・8结晶相在粉煤灰颗粒周围或表面的附聚,使基体中的5・1・8结晶相的数量相对减少,并且改变了基体的孔结构,使氯氧镁水泥的抗压强度、抗折强度降低,但粉煤灰掺量为5%时,强度基本保持不变;粉煤灰掺量为5%~25%时,氯氧镁水泥制品的强度逐渐降低,但降幅基本稳定在20%左右。
②掺入粉煤灰后,显著提高了氯氧镁水泥的抗水性,与不掺粉煤灰的空白样相比,在粉煤灰掺量达到20%时,抗压软化系数可提高12.5%。
③随着粉煤灰掺量的增加,试样28d的自由膨胀率基本呈线性关系减小的趋势。与不掺粉煤灰的试样相比,粉煤灰的掺量为20%和30%的试样,膨胀率从0.34%分别降到0.15%和0.095%,膨胀缩减率达56%和72%。
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