粉煤灰在建筑材料中的应用精选(九篇)

第1篇：粉煤灰在建筑材料中的应用范文

关键词：蒸压粉煤灰砖；粉煤灰；生产工艺；技术经济价值

中图分类号：TU522文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）11-0022-02

粉煤灰是燃煤发电厂排出的废渣，随着我国电力工业的发展，粉煤灰的排放量将逐年增加，截至目前，仅东营市发电装机容量已达120万千瓦，发电量65亿千瓦时，每年烧煤量为310万吨，可产生的粉煤灰为85万吨，对于粉煤灰的应用早在20世纪30年代已有用粉煤灰作原料生产粉煤砖，到了60年代，已基本大量生产应用于工业与民用建筑工程中，可以说，作为粉煤灰资源的综合利用，蒸压粉煤灰砖是我国最早利用粉煤灰生产房建材料最早出现的品种。笔者就黄河三角洲地区在工程建设中蒸压粉煤灰砖，作为承重墙体材料研究其生产制成及应用。

一、开发蒸压粉煤灰砖的技术经济价值

1．蒸压粉煤灰砖可以和普通黏土砖一样作为承重材料应用于工业与民用建筑，同时使用蒸压粉煤灰砖可以节约不可再生资源―生产黏土砖用的黏土，并避免生产黏土砖带来的环境污染问题，通过近几年实际的建筑应用是一种极具社会价值的绿化建筑材料。

2．蒸压粉煤灰砖的粉煤灰利用量大，粉煤灰用量最高占到75%以上，是处理燃煤电厂废渣―粉煤灰的一条有效途径。

3．生产蒸压粉煤灰砖可以使用质量较差的和长年积存在灰坑中的湿排灰，由于工艺中采用了轮碾、分段加压成型、高压蒸养（蒸汽绝对压力为9～14个大气压即0.9～1.4MPa，正常工作温度可相应达到174.5℃～194.1℃。等工艺措施，即使粉煤灰质量较差，只要确保工艺流程也能确保产品质量，这为一些老电厂及热电厂的已排和现排的粉煤灰提供了一条可行的出路，许多长期排放粉煤灰的储灰场，对周围生态环境造成严重危害，极需处理，由于过去的电厂受生产条件所限，其粉煤灰质量大多都不太理想，不可能用作水泥掺和料，而墙体材料对任何地区都是不可缺少的，因此作为废弃物粉煤灰的再利用生产蒸压粉煤灰砖应该成为首选方案。

二、生产工艺的研究

生产蒸压粉煤灰砖的工艺和设备都比黏土砖的工艺要复杂，因为生产蒸压粉煤灰砖首先要将部分胶结材料进行磨细，然后各种原材料经过计量进行配料、搅拌和消化，再经过碾压后才能压制成砖坯，压制后的砖坯要送入高压釜中用高压蒸汽进行恒压、恒温养护，经过养护后的成品砖需在露天静放一周后，方可用于工程建设之中。其工艺设备流程应控制好：材料磨细、搅拌、消化、轮碾、压砖、高压养护等6个环节。

（一）产品的生产工艺与设计

蒸压粉煤灰砖是以电厂废渣粉煤灰（占68%）为主要原料，配以适量的粗骨料炉渣（20%）、石灰（占10%）、石膏（2%），加适量的水混合充分搅拌，经消化后再轮碾，由压砖机压制成砖块，由蒸养车送入蒸压釜内，在1.0MPa饱和蒸汽下蒸养10小时，即制成抗压强度12～20MPa的蒸压砖。蒸压粉煤灰砖具有强度高可承重、性能稳定、外形整齐、尺寸准确、施工方便等特点。在引进现有成熟技术的条件下，其外观质量、物理力学性能完全达到国标（GBJ3-88）中同等强度等级的实心红砖（即黏土砖）砌体的指标，在建筑工程中完全可以替代且优于黏土砖，并减少建筑自重128kg/m，整个建筑自重约减少10%，从而降低结构与基础费用，提高建筑抗震性能。前段时间通过实地考察外地一批70年代初用蒸压粉煤灰砖建成的楼房（均为清水墙面），历经几十年的风雨，至今仍完好无损、不怕潮、不脱落，充分体现了蒸压粉煤灰砖的抗老化性和耐久性。

由其自身的特性决定了蒸压粉煤灰砖可适用于砖混结构的承重及自承重墙体；框架填充墙；框架及高层建筑填充墙的踢脚线、墙顶塞砌、局部加强等部位。特别是在砖混结构中，蒸压粉煤灰砖是取代实心黏土砖的主要新型墙体产品。正因如此，蒸压粉煤灰砖在建筑工程墙体与基础建设中得到了广泛的应用。

（二）产品设计方案

蒸压粉煤灰砖依据建筑市场的需求，目前可以定制Mu10及Mu15两种标号的产品，规格为（mm）240×115×53或240×115×55，也可以依据用户需求定制。

（三）产品工艺流程

由以上工艺流程图来看：控制好产品质量的第一关是混合料配合比：原料性能如粉煤灰和骨料的化学成分和粒径大小、石灰的化学成分、活性氧化钙含量、水化速度及温度等由于情况千差万别，所以混合料配合比理论值和设计值存在的一系列差别，因此在批量生产时，都要进行原材料试验及配化试验调整，其次要对砖坯的蒸养前静停放置时间掌握好，使其体内的未消化完全的石灰粒粉在养护前继续充分消化，达到在蒸养时以具有一定的强度防止裂缝、层裂。最后要掌握好蒸压养护的压力和温度及其恒温养护时间，控制好以上三关，那么生产的粉煤灰蒸压砖的质量指标就达到标准要求了。

三、蒸压粉煤灰砖的应用技术

为确保蒸压粉煤灰砖砌体的质量，针对蒸压粉煤灰砖的特点，全国各方面、各地区在总结成功经验和失败教训的基础上，制定了设计和施工规程，其中国家有GB50203《砌体工程施工及验收规定》和GBJ《砌体结构设计规范》及原国家建筑材料工业局的行业标准JC239-2001《蒸压粉煤灰砖》，还有北京地方性标准DBJ/T01-52-2001《北京地区蒸压粉煤灰砖砌体结构设计与施工技术规程》，其应用技术要求主要有以下几个要求：

1．自生产之日起，应放置一个月后，方可用于砌体的施工。

2．用于基础或用于易受冻融和干湿交替作用的建筑部位必须使用MU15及以上强度等级的蒸压粉煤灰砖，严禁使用MU7.5的砖。

3．长期受热（200℃以上）、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的地基上不得采用蒸压粉煤灰砖作基础和地下室。

4．蒸压粉煤灰砖的干燥收缩值不应大于0.6～0.5mm/m。

5．砌筑蒸压粉煤灰砖砌体时，砖的含水率宜为8%～12%，严禁使用干砖和含水饱和的砖，至少应提前2天烧水不得随浇随砌。

6．由于蒸压粉煤灰砖的粘结力较低，砌体的过梁应采用钢筋砼过梁。

7．每天连续砌筑高度不易超过1.5m或是一步脚手架。

参考文献

第2篇：粉煤灰在建筑材料中的应用范文

关键词：建筑干砂浆，商品砂浆，高强高性能砂浆，粉煤灰，砂浆活化剂

 

1 前言

我国建筑工程中的砌筑抹灰用砂浆，大多采用传统的现场搅拌、临时配制的方法，砂浆材料大多就地取材，对水泥、砂一般不作元素检测分析，尤其是砂的含硅量、含泥率、含水率极不一致，导致配制的砂浆强度不符合标准，砂浆性能差，影响砌筑工程质量。有的甚至因此发生工程质量事故。如1997年7月浙江省常山县城南小区第51幢住宅发生倒塌的重大事故，其原因之一是砂的含泥量高达31%，砌筑砂浆强度在M0.4以下，无粘结力。

建筑砂浆是建筑工程的重要组成材料，其质量必须稳定、能经受时间考验且可靠性高。

“建筑干砂浆”发明专利（专利公开号CN 1219520A）涉及的是一种建筑干砂浆及其制作方法，特别适用于各种标号的建筑水泥砂浆和可完全替代混合砂浆。用细磨粉煤灰配制的高标号建筑干砂浆，可用于高层建筑工程和公路桥涵工程以及配制混凝土。

建筑干砂浆的重要材料之一是砂浆活化剂（专利公开号CN1218776A），是原专利产品“SHJ—1石灰精”后续改进产品，实践证明，砂浆活化剂和粉煤灰同时掺入建筑砂浆中，不但可以全部替代石灰，而且置换水泥量可达35%左右。掺砂浆活化剂制作的砂浆具有强度高、和易性好、收缩率低等特点。

2 原材料及配合比

2.1水泥

水泥强度指标应符合标准要求，普通砂浆采用32.5级水泥，高标号砂浆用42.5级水泥。

2.2砂

建筑干砂浆用砂需符合国家标准要求。

2.3粉煤灰

一般采用Ⅲ级灰，细度合适的原状灰亦可配制普通建筑干砂浆；配制高标号建筑干砂浆须将粉煤灰细磨至粒度50～10µm，磨细粉煤灰比表面积为3000～5000cm²/g，堆积密度为550～800kg/m³，粉煤灰化学组成要求符合相应的国家标准。为充分发挥粉煤灰的活性，提高细磨粉煤灰的有效利用率，对原状粉煤灰的处理应注意以下几点：

（1）含碳量高于8%的原状粉煤灰应进行脱碳处理，使含碳量降到0.7%~1.8%。

（2）原状粉煤灰用200L振动球磨机或超细磨进行细磨加工，使其粒度从300µm左右加工到50-10µm，接近亚超细级颗粒标准。

（3）粉煤灰中含有50%左右的玻璃质微珠，具有质轻、耐磨、有较高的化学能及表面活性好的特点。采用湿排粉煤灰时，应充分利用漂浮在水面上的粉煤灰微珠。

2.4砂浆活化剂

采用SHJ—2石灰精（商品名称）

2.5建筑干砂浆配合比（质量%）

水泥 为 10～25 、砂为70～85、粉煤灰为 1.5～9、砂浆活化剂为0.5～6

3建筑干砂浆配制与性能

3.1 普通标号砂浆配制及性能

采用普通32.5级水泥掺入粉煤灰、砂、添加砂浆活化剂，通过多次试验，得到配制的不同标号建筑干砂浆的配比及不同的龄期抗压强度，由计算结果的比较可知掺入粉煤灰的建筑干砂浆，粉煤灰置换水泥量约为30%~35%。建筑干砂浆具有较高的早期强度，后期强度持续上升，28d强度分别比标准强度提高63%、45.3%、38.6%；90d强度提高率分别为82.2%、82.1%、74.0%。抹灰砂浆的强度也均在M10以上。说明粉煤灰在砂浆活化剂作用下活性被激发，不仅使水泥置换率增加，而且参与水化反应，制成的砂浆具有较高的强度。

3.2 高标号建筑干砂浆配比及性能

采用42.5级高标号水呢，同时掺入细磨粉煤灰、砂、砂浆活化剂的高标号建筑干砂浆的配比得出相应龄期抗压强度。由试验可知采用细磨粉煤灰配制的高标号建筑干砂浆性能测试结果表明，粉煤灰细磨至接近亚超级颗粒时（细于水泥），其惰性充分转化为活性，活化能更高砂浆强度得到更大的增长。标号M15、M20的建筑干砂浆比相应的传统砂浆28d强度分别提高108%和113%，90d强度分别提高134%和143.5%；粉煤灰的水泥置换率也有较大提高。

3.3建筑干砂浆与混合砂浆性能比较

3.3.1配比

采用添加砂浆活化剂配制的建筑干砂浆和采用石灰膏配制的混合砂浆的配合比分别为水泥：砂子：活化剂：水：=1：11.0：0.0027：2.15和水泥：砂子：石灰膏：水=1：11.0：1.35：1.556

3.3.2建筑干砂浆与混合砂浆性能比较

由国家建筑工程质量监督检验测试中心测试的以上两个配合比的砂浆的性能数据表明，添加砂浆活化剂的建筑干砂浆与石灰膏普通混合砂浆相比，具有抗压强度高、抗冻性能好、收缩率小等优点。

4 试验分析

4.1砂浆活化剂的作用

粉煤灰在砂浆活化剂的作用下，激发了活性，不再是单纯的作为填料，而是参与砂浆水化反应，置换30%～35%的水泥。这是因为，砂浆活化剂在粉煤灰中引入很活泼的Si-C1，使其中的Si转化为Si-C1，在水化反应中其与A1-OH、Mg-OH反应生成水泥石物质。从而提高建筑干砂浆的抗压强度、抗冻融性能、抗渗性及抗碳化性能，并减少干燥收缩。。

4.2粉煤灰磨细的作用

（1）细磨后，粉煤灰玻璃体颗粒被打碎，比表面积从3000～5000cm²/g增大至7000～15000cm²/g。表面能大为增加，活性更易发挥。细磨的粉煤灰不仅具有填料效应和细集料效应，而且从水泥水化反应中的客体位置转化为参与水化反应的主体位置，成为重要的反应组分，其与Ca（OH）2反应生成的硅酸钙、铝酸钙等水泥石以及不溶于水的硅铝化合物，有效地堵塞了砂浆的毛细通道，增加了砂浆的密实度，提高了砂浆的耐水性能和抗渗性，较大程度地提高了砂浆强度，置换水泥量有了更大的增加。

（2）细磨后，粉煤灰表面能更高，“滚球轴承”的润滑作用更强，在砂浆中降低了颗粒间的摩擦力，砂浆的和易性明显改善。

（3）细磨粉煤灰的微细填料作用，增强了砂浆的密实度，不仅提高了水泥置换率，而且减少了水泥的水化热，减少温度裂缝，砂浆的强度得到更大的提高。。

（4）建筑干砂浆如采用细磨的增钙粉煤灰作掺入料，经试验确定最佳配比和补充相应的元素含量，制备的建筑干砂浆水泥置换量可望在50%以上，而且砂浆强度高、粘结力强、密实性和和易性更好，可作为混凝土小型砌块的专用砂浆。

5 结束语

（1）建筑干砂浆可作为公路桥涵工程和高层建筑工程的专用砂浆。但是如用作高标准公路的路面砂浆，应在高标号建筑干砂浆的基础上补充高耐磨、耐高冻融、耐高冲击力的材料，并经试验确定优化配比，以保证路面砂浆的耐久性与耐侯性。

（2）高标号建筑干砂浆可配制商品混凝土，其强度等级可达C40，密度低于1950kg/m³的轻集料混凝土可广泛应用于土木建筑工程的承重结构。。

（3）建筑干砂浆配制的商品混凝土价格为250～400元/ m³。产品使用方便，具有广阔的国内外市场潜力。

第3篇：粉煤灰在建筑材料中的应用范文

【关键词】固化粉煤灰；物理力学性能；应用；质量控制

0 引言

粉煤灰作为燃煤电厂的主要废料，其综合利用的有效途径之一就是作为筑路材料，这一利用对减少环境污染、节约土地有重大的意义。粉煤灰为粉性材料，渗透性大，易为雨水冲淋流失。这个遇水不稳定的弱点限制了粉煤灰更大范围的使用。因此，如何提高粉煤灰的抗剪强度、整体性、稳定性，是一个值得不断研究的课题。在交通量迅猛发展的今天，对道路工程建设提出了更高的要求。在道路建设工程中，为了能满足施工周期短、能快速通车的要求，需要加强对快速高强同时节约土方的筑路材料的研究。固化粉煤灰正是顺应了以上要求的研究成果之一。在粉煤灰中加入固化材料，将粉煤灰固化形成粉煤灰复合材料，它具有的特点是：密度小、强度高、施工适应性强、不须碾压夯实、和易性好、工程应用范围广、环境效益好。以上众多显著的特点使得固化粉煤灰越来越受到人们的关注。

1 固化粉煤灰的组成及物理力学性能

1.1 固化粉煤灰的组成设计

粉煤灰的基本性质：SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、烧失量、细度等都有相应规定，宜比《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）的要求高些。比如SiO2（≥56%）＋Al2O3（≥25%）总量≥82%，细度（0.075mm方孔筛筛余%）≤25%，烧失量≤12%等，各要求指标常常因粉煤灰的产地而有所差异。固化剂的基本性质：属一种粉煤灰增强胶结材料，由增强剂、Ⅰ级粉煤灰、MFA激发剂等材料组成，经过球磨工艺深加工充分激发其活性的材料。根据激发剂MFA含量高低把固化粉煤灰分为普通型和B型，B型的激发剂含量比较高，因此固化效果较好。

1.2 固化粉煤灰的物理力学性能

1.2.1 在以重型击实试验为基础的一系列性能试验，是在最大干密度和最佳含水量的情况下进行的。它是为固化粉煤灰作为道路基层、底基层材料应用提供依据。不同固化剂含量的固化粉煤灰的无侧限抗压强度随龄期的增长而增长，但早期强度增长较快，28天以后强度仍然有一定程度的增长，但增长幅度逐步减小。在固化剂配比选用中，普通型固化剂含量需不小于5%，B型固化剂含量需不小于4%，这样符合规范对底基层材料的最低强度要求。固化粉煤灰无侧限抗压强度与CBR值有近似的线性关系，可以建立性相应的经验公式：Y=115.74X+0.8567（Y（%）为CBR值，X（MPa）为无侧限抗压强度），为实际工程设计提供参考。

1.2.2 建立振动成型试件为基础的试验，为固化粉煤灰作为路基填筑材料应用提供依据。振动成型固化粉煤灰的无侧限抗压强度随龄期和固化剂含量的增长而增长。在满足规范对地基填筑材料CBR值的要求时，在固化剂配比选用中，固化剂含量不小于3%。固化粉煤灰固化剂含量和含水量一定时，CBR值随密度增加而增大，近似成线性关系。在实际作为路基填料时，在满足规范对CBR值要求时，可以一定程度降低固化粉煤灰的密度，突出它为轻质材料的优点。在实际工程中，固化粉煤灰的含水量一般都控制在40%～45%之间。

1.2.3 对固化粉煤灰的动力特性进行试验，得出一定的围压作用下，固化粉煤灰的弹性应变与动应力大小关系近似呈线性变化；在一定动应力下，不同围压对固化粉煤灰的弹性应变影响不大。对于5%固化剂含量的固化粉煤灰存在一个临界动应力，其值在90～100KPa之间，远大于车辆荷载下路基顶面竖向应力，其动态特性满足道路路基设计要求。

2 固化粉煤灰在道路工程中的应用

2.1 固化粉煤灰在挡土墙墙背、涵洞两侧、桥头、路基连接段路堤的回填应用

2.1.1 目前我们道路建设现状，往往由于施工工期紧张，或路桥标段的分配不合理造成了重要结构物端部回填和路桥连接路基段施工滞后的情况，按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）要求，挡土墙墙背、涵洞两侧、桥头回填应在相关结构物强度达到规定要求后，方能采用透水性能良好的砂质土或砂砾石土等进行分层对称回填夯实。路桥连接路基段则通常要求灰土层层碾压填筑。设计强调填料和压实度必须要符合要求，因为结构物与路堤之间往往形成的是倒三角形的契体，只能依靠人工夯实，碾压工具不好施工，施工压实度不容易达标，同时桥头路堤填方通常较高，灰土层层碾压填筑费时较多，而且还受天气限制，因此如何同时确保质量和进度的难题就出现了，而固化粉煤灰可以很好地解决这一问题。

2.1.2 首先从受力角度分析以上结构物与路堤之间倒三角形的契体回填固化粉煤灰的工艺。从抗剪强度S=σtg∮＋c（即粘性土库伦公式）分析，路基材料的抗剪切性能，一般回填土，其c、∮值在5～20Kpa，25°左右。而当每立方米固化粉煤灰混合料中的固化剂含量达到110Kg时，其c、∮值在龄期14d时，c值达到300Kpa，∮值达47°，抗剪强度比较高。其次，固化粉煤灰混合料很容易震捣成型，回填契体周边与其余填料密贴而且干缩小几乎等于零，该配比下的混合料已达到半刚性基础并且后期强度越来越高。固化粉煤灰混合料质量轻，抗剪性能好，在其它条件相同的情况下，在结构

管壁或井身的厚度，固化粉煤灰在窨井周围加固，通常在井周浇注宽度不小于40cm的固化粉煤灰层，利用固化粉煤灰的可塑性，振捣密实成型，结构上很合理，今后如需开挖维修也比较容易。固化粉煤灰沟槽回填成型24小时后，可在上面直接实施路面结构层施工，能缩短施工周期，能确保道路很快放行。

2.4 固化粉煤灰在路面底基层的应用

在一些大中城市的主城区道路的改造中，施工环保要求很高，但传统的灰土施工拌和、土方的运输洒落给人们带来了灰尘、不洁的干扰，为了减少对城市环境的负面影响，节省土源，减少灰尘，缩短施工周期，用固化粉煤灰做路床甚至路面底基层不失为一项上策，设计中按强度要求分别确定路床和路面底基层的固化粉煤灰中固化剂掺量，尤其反开挖后遇到软基，或地下管线丰富的路基回填使用固化粉煤灰处理显得更为合适，在遇到城市道路好土需要外运的情况时，固化粉煤灰造价并不比石灰土高。总之使用固化粉煤灰作路面底基层是一项值得推广的做法。

3 结束语

第4篇：粉煤灰在建筑材料中的应用范文

（西南科技大学土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621010）

【摘　要】农作物废料秸秆是一种韧性材料，工业废料粉煤灰是一种刚性材料，考虑将这两种废弃物结合起来，能够开发出低成本高性能的板材，并且墙体源材料绿色无污染，是一种新型的环保材料。分析了秸秆粉煤灰条板材料的应用现状，发展前景，存在的缺陷以及改进措施。

关键词 秸秆粉煤灰；条板材料；废物利用

0　引言

我国自古以来便是一个农业大国，主要的粮食作物为稻谷、小麦和玉米，每年我国产出秸秆7亿吨，折合成标煤约为3.5亿吨，相当于7个神东煤田，全部利用可以减排8.5亿吨二氧化碳，相当于2007年全国二氧化碳排放量的1/8。另一方面，随着人们生活水平的改善，秸秆不再是农民能源消费的唯一选择，大量剩余的秸秆被遗弃在田间地头，全国各地露天焚烧秸秆的现象十分普遍，造成了严重的环境污染。目前我国秸秆的主要用途是除少量用于还田、饲料、工业原料、薪柴以及造纸外，大多的秸秆都被露天焚烧，不仅造成了严重的资源浪费，而且造成了生态环境的破坏。

同时，我国近些年工业大力发展，产生了大量的工业废渣，其中粉煤灰的比例很大，对环境造成了极其恶劣的影响。粉煤灰是从煤粉炉排出的烟气中收集到的细颗粒粉末，是工业“三废”之一，目前我国年排放粉煤灰约为11000万吨，利用率却仅为42%，随着工业的发展，粉煤灰排放量还将逐年大幅增加。目前，粉煤灰在我国建材工业中的应用主要有：路基填充材料、墙体材料、粉煤灰水泥和混凝土掺和料等，虽然这些措施能够处理部分粉煤灰，但利用率低，没有充分发挥粉煤灰的作用。

因此，如何充分利用秸秆和粉煤灰的问题具有重大的意义。秸秆粉煤灰建筑材料的出现为解决这个问题提供了可能，而且有利于环境保护和可持续发展，对国家“节能减排”，“循环经济”，“环境和谐”，“利废经济”等重大国策的实现起到实效的促进作用。

1　秸秆纤维建筑材料

1.1　秸秆纤维基环保节能墙体材料

秸秆纤维基环保墙体材料主要是利用农作物秸秆为主要原料配以加强材料和黏合材料在反应池里经物理反应和化学反应脱模后自然凝固形成的。主要分为秸秆纤维水泥基复合墙体材料以及不含传统水泥的秸秆纤维基复合墙体材料。

秸秆纤维水泥基复合墙体，是以秸秆、粉煤灰、水泥为主要原料配以各种外加剂而制成的一种新型复合节能墙体材料。肖力光[1]在普通的秸秆纤维水泥基复合墙体的基础上进一步讨论了秸秆纤维和高分子聚合乳液对复合墙体材料性能的影响，)还对利用秸秆制成的水泥基墙体材料进行了实验研究，得到了具有轻质、高强、保温性能好、吸水率低、抗冻融性能高、防火、防水、防虫鼠害及环保节能的轻体保温砌块，该保温砌块成本低廉，能够满足北方寒冷地区单一墙体材料节能50%（按240mm厚墙体计算）的要求。[2]随后他们也探讨了秸秆纤维对低碱水泥基材料阻裂性能的影响，发现当秸秆纤维的掺入量超过0.5%时砂浆基本不产生裂缝，表明一定量的秸秆纤维的掺入对低碱水泥砂浆具有很好的阻裂效果。[3]杜太生等[4]对类似的水泥基墙体材料的弹性模量、干收缩值等进行了实验测定，建立了混凝土单元无配筋、混凝土单元有配筋、混凝土单元与钢丝网单元联合作用的3种有限元模型，为这类新型墙体材料在实际工程中的应用提供了依据。马捷等[5]计算了秸秆基建筑保温材料的年节能量,并与等量秸秆用作燃料释放的热量进行了对比；而且对秸秆基建筑保温材料和发泡聚苯乙烯材料生产过程中的能耗排放量和经济性也进行了对比分析。

不含传统水泥的秸秆纤维基复合墙体材料，以秸秆纤维为主要原料辅以适量的胶黏剂和增强剂，严格按照一定配方经改性处理加工制成。例如曹永敏、张兴福等[6]人研究的大掺量粉煤灰和秸秆粉镁质复合墙板，对镁质复合墙板的综合心能进行了测试。南京农业大学的付菁菁[7]研制了一种麦秸秆-粉煤灰/PP发泡复合保温材料，该类墙体材料主要是将麦秸秆粉、粉煤灰与PP粉料置于搅拌机中拌合，将混合物盛入模具后置于平板硫化机热压成型，脱模后加工成所要求性能测试的尺寸，然后对热导系数、表观密度进行了分析，对力学性能（压缩强度、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等）、吸水性能进行了测试，并对保温材料切割断面的微观结构进行了观察。在此新型材料的研制中，还考虑了模压时间、压力、温度以及原材料的比例等对其性能的影响。

1.2　秸秆纤维泡沫混凝土材料

秸秆纤维泡沐混凝土材料主要是将植物秸秆纤维自重轻、保温性能好、减少噪音污染的特点与泡沫混凝土密度小、保温性能好、隔音效果好、调节室内湿度等优点相结合，优劣互补，形成的建筑材料。孙令鹏等[8]研制的秸秆纤维水泥基泡沫保温材料，在试验中研究了水泥掺量、水胶比、纤维率和气泡掺量对掺入大量秸秆纤维的泡沫混凝土的干表观密度、抗压强度、吸水率和导热系数的影响，确定了掺入大量秸秆纤维的泡沫混凝土的最佳配合比，并研究了水泥种类和不同养护条件下对其抗压强度的影响。王立久等[9]人对植物纤维生产水泥基泡沫保温墙体材料的研究，以发泡混凝土为基础，在其中加入大掺量农作物秸秆纤维，作为轻集料芯材，两面加上磷酸镁水泥或者碱矿渣水泥面板，形成三明治结构的外墙体材料，使产品轻质保温，植物纤维的掺入关键是起到稳泡增韧作用。该试验用明胶乳液对纤维表面进行了防水处理，显著降低了纤维的吸水率，提高了其在水泥基材料中的耐碱侵蚀性和抵抗微生物对其解聚的能力。这是与传统的水泥基植物秸秆填料相比的不同点。

1.3　内填充农作物秸秆保温墙体材料

内填充农作物秸秆墙体材料主要是将经过由防火、防虫、防霉和防水剂等组成的秸秆表面处理液，对秸秆采用喷淋的方式进行表面处理，然后将秸秆经过加压成型后作为芯材填充到各种空心砌块中形成，包括内填充秸秆的粉煤灰砌块和秸秆轻质保温墙板。这类墙体材料充分利用秸秆导热系数小的优点，大幅的提高了墙体的保温性能。蒋连接，李庆录等[10]对内填充农作物秸秆的粉煤灰砌块做了有关保温墙体热工性能研究，研究表明，粉煤灰空心砌块墙体的传热系数远远高于设计规范中规定的参数要求，达不到建筑节能的要求，而内填充玉米秸秆粉料的粉煤灰砌块保温墙体的传热系数相比于普通粉煤灰空心砌块墙体减小了55.8%，与工程中广泛应用的加气混凝土砌块墙体的传热系数相近，能大幅度地提高墙体的保温性能，达到自保温要求。黄旭光、李强[11]等对水泥基秸秆粉煤灰填芯砌块做了有关研究，研究证明，水泥基秸秆粉煤灰夹芯砌块具有优良的保温隔热、阻燃、防蛀、防水、无毒无味、轻质、抗真菌侵蚀、强度较高等性能。而且其墙体保温性能能达到节能50%的使用效果。与同等厚度的红砖墙相比，热阻大大提高，是一种优良的保温节能材料。对于内填充农作物秸秆的秸秆轻质保温墙板硬化快、强度高、质量轻、易于搬运安装，具有隔声、防虫、防腐、防火、防潮、防水性好等特点，最重要的是其导热系数小，大幅度地提高了墙体的保温性能，是良好的墙体材料。

2　大掺量粉煤灰混凝土

大掺量粉煤灰混凝土（HFCC），是把粉煤灰看作混凝土的一个独立组份，以粉煤灰为主要原料，据工程设计的要求，来配制混凝土。肖力光等[12]对，大掺量粉煤灰泡沫混凝土砌块做了研究，探讨了粉煤灰的处理工艺，各种外加剂对大掺量粉煤灰泡沫混凝土的影响，以及其经济效益，得出了该砌块具有容重轻、强度高、保温隔热性能好、导热系数小、抗冻性、抗碳化性能高、粉煤灰掺量大、成型方便、工艺简单、投资小、见效快等优点，是一种较为理想的保温节能墙体材料。同时武汉理工大学的郑念念[13]等也对大掺量粉煤灰泡沫混凝土的性能做了比较系统的测试，测试得出，粉煤灰和聚丙烯纤维的掺入，对泡沫混凝土的干燥收缩均有较好的抑制作用，与一般的泡沫混凝土相比，大掺量混凝土泡沫混凝土具有轻质高强的特点，而对比加气混凝土，在节省了蒸压养护这一工序的同时，更能节约能源,对实现资源的可循环利用、降低建筑能耗、实现可持续发展等具有重要现实意义。邱军付，罗淑湘等[14]，在合理优化各相关参数以后，制备了粉煤灰掺量大于45%，干表观密度200kg/m3的性能基本满足外墙保温制品的要求的泡沐混凝土保温板，也通过掺入适量的粉煤灰激活剂有效的解决制品早期强度偏低现象，以及通过调整水灰比制得性能较为理想的泡沫混凝土。

3　秸秆粉煤灰条板利用的可能性

秸秆或者是粉煤灰分别制备板材和建材的方法．国内外已经报道了许多专利与非专利技术、通用的方法是经过不同材料比例的物理共婚，模压而成．这类板材共同的缺点是防水性很差。秸秆是一种韧性材料，粉煤灰是一种刚性材料，考虑将这两种废弃物结合起来，能够开发出低成本高性能的板材，粘合压板技术工艺制备板材，防水性差是实施的瓶颈问题，秸秆的主要成分是粗纤维和无氮浸出物，粉煤灰的主要组分为硅铝酸盐，这两种材料的表面均含有自由羟基，如果采用传统的制得的板材，从物质结构理论上分析，是靠物理吸附与部分氢键的集合形成，在水的存在下，物质组分很容易离散，难以防水。针对物质结构分析，采用材料界面接枝技术与半互穿聚合物网络工艺来解决材料涨缩现象，使其具有优越的防水、耐腐蚀、抗冲击性、隔音与防虫等效果。另一方面，墙体材料完全不含有甲醛，是一种新型环保材料，乡村秸秆资源丰富，为墙体生产提供了丰富的原材料。通过秸秆、粉煤灰与粘合剂的比例，调节板材厚度与强度，用于制备农房轻质墙体是名副其实的纯天然绿色材料。

4　结语

目前在各类与秸秆、粉煤灰材料相关的建筑材料中，主要是秸秆制做的墙材、大掺量粉煤灰混凝土或者秸秆粉煤灰保温砌块等，将二者相结合可制作性能更加优良的材料，目前研究应用尚处起步阶段，制成条板或者秸秆粉煤灰混凝土用于填充墙体，自重轻施工速度快，且达到了变废为宝，保护环境，绿色生态的目的，其必将有广阔的发展前景。

参考文献

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［10］蒋连接,李庆录,苗恒亚,刘欢,杜冰,王亮,赵蕾蕾.内填充农作物秸秆的粉煤灰砌块保温墙体热工性能研究[J].新型建筑材料,2010:51-53.

［11］黄旭光,付强,赵鸿,李玉伟.水泥基秸秆粉煤灰填芯砌块的研究与应用[J].砖瓦,2013:54-56.

［12］肖力光,王晓彪.大掺量粉煤灰泡沫混凝土砌块的研究[J].吉林建筑工程学院学报,2002:1-6.

［13］郑念念,等.大掺量粉煤灰泡沫混凝土的性能研究[J].武汉理工大学学报,2009.

第5篇：粉煤灰在建筑材料中的应用范文

2压浆材料的组成

（1）水泥粉煤灰型：是以水泥作为胶凝材料，以一级灰、二级灰或磨细粉煤灰作为第二胶凝材料，以原状粉煤灰作为填充料，与水配制而成。同时需加入适量的粘土，以提高浆体的流动性，稳定性和可泵性。

（2）石灰粉煤灰型：是以石灰一细粉煤灰作为胶凝材料，以原状粉煤灰作为填充料，以水玻璃作为调凝剂，与水配制而成。同时需加入适量的粘土，以提高浆体的流动性、稳定性和可泵性。

3适用范围

盾构法施工的取水（排水）隧道、地下铁道、越江隧道的衬砌壁后建筑间隙注浆；顶管法施工的地下大型管道外壁与地层之间的建筑间隙注浆；地下工程的防水堵漏工程。

4材料

（1）水泥：325号以上的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，水泥质量应符合国家标准的有关要求。

（2）石灰：生石灰必须充分消解以后，方可使用。

（3）细粉煤灰：质量应符合本规程表2.1.2一级或二级指标。

（4）原状粉煤灰：发电厂排出的统干灰、调湿灰。

（5）粘土：以膨润土为佳，但考虑货源的关系，可用浙江临安陶土。

（6）水玻璃：液体硅酸钠（Na2OnSiO2）

5配合比设计原则

（1）压浆材料的配合比设计应综合考虑浆体的流动性、稳定性和强度指标，在保证流动性、稳定性的条件下，根据不同的用途，选定强度指标。

用于盾构法或顶管法施工中充填“建筑间隙”的压浆材料，28天抗压强度可选择在0.5～1.5MPa范围内；用于地基加固的压浆材料强度可根据需要适当提高。

（2）水泥粉煤灰压浆材料中，粉煤灰总量应不小于水泥重量的12倍，陶土的用量控制在水泥重量的0.5～1倍，在流动性，稳定性得到满足的条件下，可以不用细粉煤灰。

（3）石灰粉煤灰压浆材料中，细粉煤灰是胶凝材料的组分，用量可为石灰重量的2～6倍；细粉煤灰和原状粉煤灰的总用量应不大于石灰重量的10倍；陶土的用量为石灰重量的0.5～0.8倍；水玻璃的掺量应根据固结性能、施工速度和搅拌压注方式而定。

（4）用于地基加固的水泥粉煤灰型压浆材料，根据需要也可掺适量的水玻璃，以加速浆体的固结速度。

（5）用水量以压浆泵输送前的稠度为准，稠度可用砂浆稠度计进行测定。

用于盾构法施工的隧道衬砌壁后压浆材料的稠度一般为10～12㎝。

6搅拌

（1）为保证搅拌均匀，粉煤灰压浆材料宜采用机械搅拌。

（2）粉煤灰压浆材料各组分重量允许误差为：

水泥和石灰膏允许误差±4%

原状灰、细灰允许误差±8%

水玻璃和陶土允许误差±1%

（3）以水泥和细灰为胶凝材料的浆体搅拌时应将细灰、水泥，陶土及原状灰同时加入搅拌并随后加水搅拌至均匀止。

（4）以石灰-细粉煤灰作为浆凝材料的压浆材料中生石灰应充分熟化后方可使用。在较拌时应选加入部分水和石灰膏搅拌半分钟，随后加细灰、原状灰、剩余的水和水玻璃搅拌，搅拌时间不得少于二分钟。

（5）可将粉状材料及水与化学外加及分别拌匀，然后混合灌注。

7压浆

（1）粉煤灰压浆材料的压浆操作技术基本上与普通水泥砂浆相同。压浆时应注意在施工前检查压浆泵出口管路密闭性，防止在接头处浆体掺水面堵塞管路。

（2）粉煤灰压浆在冬季施工时，应对外露管采取保温措施，以防管路冻结。

第6篇：粉煤灰在建筑材料中的应用范文

 

0 引 言

 

工业固体废弃物是指在工业、交通等生产活动中产生的固体废物，主要包括各种金属、能源及非金属矿开采、选矿、金属冶炼、电力、化工生产等大量产生、排放的固体废弃物，其大部分为硅酸盐、铝酸盐、硫酸盐、碳酸盐等物质。这些废弃物产量大、分布广泛、种类多样且对环境危害大。然而，这类废弃物含有丰富的有用成分及有待发掘的性质，有实现资源化的潜在价值。

 

与此同时，公路建设需要大量的砂石料，通过工业固体废弃物的回收、处理，使其成为道路基层中的原材料，实现变废为宝，不仅可以节约施工成本，达到工业固体废弃物资源化的目标，还解决了工业固体废弃物处理过程中日益尖锐的矛盾，保护了生态环境。本文分析工业固体废弃物的研究现状和未来发展前景，对固体废弃物的应用进展进行研究[1-2]。

 

1 工业固体废弃物概述

 

1.1 工业固体废弃物的构成

 

工业固体废弃物主要分为两类，包括一般工业固体废弃物(如尾矿、炉渣、粉煤灰、冶炼废渣、废石膏等)和危险固体废弃物。近几年的统计资料显示，尾矿、采矿以及燃煤产生的工业固体废弃物最多，这与矿物资源开采量大和冶炼量大以及中国仍以煤炭为主要能源等密切相关。

 

1.2 工业固体废弃物的产生及利用情况

 

与欧美发达国家的成熟稳定不同，中国还处于对固体废弃物综合治理的发展初期，随着人口持续增加、消费水平提高和工业生产的不断增加，工业固体废弃物也大幅增长。据统计，截止到2014年底，大宗工业固废产量约37.79亿t，其中，尾矿16.52亿t，粉煤灰5.9亿t，钢铁渣4.22亿t，工业副产石膏189亿t。2014年大宗工业固废综合利用量为1735亿t，同比增长11.7%。其中，水泥混凝土行业利用废渣量超过11亿t，同比增长10%以上。图2是2004～2014年全国工业固体废弃物的产生及综合利用情况[3]。

 

通过图2可以看出，10余年来，工业固体废弃物的产生量总体呈持续增长的趋势，综合利用量虽然逐年增加，但利用率仍比较低，因此实现工业固体废弃物在道路基层中的应用，可以大大提高工业固体废弃物的综合利用率。

 

2 典型工业固体废弃物在道路基层中的应用

 

2.1 尾矿的应用

 

尾矿是指矿山企业在选矿完成后排放的废渣矿渣，是工业固体废弃物的主要组成部分。尾矿虽然产生量巨大，但利用率却很低。在道路工程中主要应用铁尾矿和各种尾矿矿砂来填筑路基或者代替碎石做路面基层。

 

国外对尾矿在道路基层中的应用已经形成了较为系统的理论研究和工程实践。美国明尼苏达州道路工程的实际应用表明，利用铁尾矿碎石作为路基材料以及沥青路面材料修筑的公路强度高、耐久性好。20世纪60年代，美国将铁尾矿应用于城市路面底基层的铺筑。21世纪以来，美国东部将铁尾矿碎石用作沥青路面的底基层、路基材料以及混凝土路面的基层材料。

 

与国外的研究相比，国内在尾矿路用性能方面的研究起步较晚，较早的应用是将尾矿砂用作路基填料。后因尾矿碎石与碎石集料具有良好的相似性，2004年迁安至擂鼓台新建工程采用二灰稳定尾矿砂碎石代替二灰碎石作为道路基层;同年，在连云港新建工程中，磷矿尾矿砂在碎石垫层、基层和排水管道沟槽回填中均得到了应用。

 

新的研究表明，尾矿在作为道路基层材料使用时，通过掺加外加剂和水泥可以显著提高二灰稳定尾矿料的早期强度。尾矿在道路基层中的应用降低了道路建筑成本，缓解了尾矿库存压力，减轻了尾矿对生态环境的污染和对市民生命健康的危害。

 

目前尾矿在道路基层中应用面临的主要问题有：需要针对尾矿自身的组成特点和分布特点因地制宜，应用于不同地区和不同类型的路面结构中;对尾矿资源及其应用进行系统的基础分析，为尾矿资源在道路基层中的应用提供数据支撑[4-7]。

 

2.2 粉煤灰的应用

 

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，是中国当前排量较大的工业废渣之一。目前粉煤灰主要用于软路基处理以及水泥混凝土掺合料、路面基层结合料等道路材料中。粉煤灰可以用于道路基层的关键，是因为粉煤灰与活化剂发生火山灰反应后形成的水泥质基体具有一定的强度。

 

粉煤灰在美国道路基层中的应用始于20世纪50年代，一项由不同比例的石灰、粉煤灰和集料组成道路基层材料的专利问世。国外在道路基层中应用粉煤灰最多的是在柔性路面中采用石灰、波特兰水泥、粉煤灰和砂的混合材料作为基层。目前中国主要是以粉煤灰稳定土的形式用于路面基层，即在土壤中掺入一定比例的石灰和粉煤灰，搅拌均匀，然后摊铺碾压使其整体性能较好。

 

作为基层、底基层材料，要求粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3的总含量大于70%，粉煤灰的烧失量不超过20%，粉煤灰的比表面积大于2 500 g·cm-2，湿粉煤灰的含水量不超过35%。有研究表明，水泥粉煤灰稳定碎石的路用性能优于水泥稳定碎石。若粉煤灰原料有凝固现象，在使用时应打碎或者过筛，并清除有害杂质，避免对使用性能造成不利影响。

 

目前粉煤灰在道路基层应用中面临的主要问题有：使用粉煤灰材料铺筑的路面基层常常出现收缩裂缝，这主要是因为粉煤灰和活化剂发生了水化反应，一些裂缝也会反射到沥青面层造成表面破坏。目前还没有切实可行的方法来减少或者避免这种混合料的收缩裂缝;粉煤灰发生水化时消耗混凝土中的Ca(OH)2，从而使混凝土的碱性降低，碳化深度增加，使混凝土耐久性降低[8-12]。

 

2.3 煤矸石的应用

 

煤矸石是指在煤矿建设、煤炭开采及加工过程中排放出的废弃岩石，其主要成分是Al2O3、SiO2。煤矸石在道路工程中主要用于软土地基处理、路基填筑，以及低等级公路的路面基层。

 

国外对煤矸石用于基层的研究早在第二次世界大战以前就已经开始，到20世纪60年代后期，才真正引起人们重视，特别是英国等欧洲国家用石灰、水泥来稳定煤矸石取得了成功，并尝试将自然煤矸石用于道路底基层;20世纪70、80年代，美国通过试验研究发现，将粉煤灰煤矸石混合料用于道路基层在技术和环境方面是可行的，而且在用于道路基层、底基层也取得了成功。中国对煤矸石应用于基层的研究始于20世纪80年代，最初主要作为路基的填料，对路基进行加固。长安大学曾采用石灰、煤矸石与土混合后用于道路基层，充分发挥了煤矸石的优良性能。

 

煤矸石提高道路基层的强度主要是通过自身强度和其活性成分与石灰发生的火山灰反应。此外，辽宁工程技术大学对自燃煤矸石加固土的性能进行了研究，通过水泥、自燃煤矸石、粉煤灰的合理配比，使7 d固土强度显著提高，粉煤灰填料不仅有效地提高了基层强度，同时大量减少了煤矸石的堆积。现阶段，将煤矸石用作道路基层材料已积累了一些经验，应用技术也较成熟。但是将煤矸石用作固土材料还没有在实际工程中得到广泛应用，仍处于实验室研究阶段，今后对煤矸石的应用可以从道路基层建设的角度进一步研究。

 

目前煤矸石在道路基层应用时面临的主要问题有： 煤矸石中的残留煤、软岩等组分会对路用性能产生不利影响，一定条件下残留煤发生自燃、软岩浸水后发生泥化以及一些化学分解等作用会使煤矸石的结构和密度发生改变，造成压缩变形增大，同时使路面结构抗剪强度降低，承载力下降。另外，因为不同煤矿的形成原因不相同、生产煤矸石部位和方式不同，导致化学成分和特性也有明显不同。因此，在用作路面基层材料时，要尽量选取烧失量小、有机质含量较少的煤矸石，避免在一定条件下发生基层材料破坏，从而影响路面结构的使用性能[13-17]。

 

2.4 钢渣的应用

 

钢渣是炼钢厂生产钢材后剩余的废渣，主要是指存放一年以上平炉和转炉钢渣，其组分与普通波特兰水泥熟料相似。钢渣中含有大量的铁，致密的孔隙结构使其成为一种硬质材料，可以用来代替碎石作为基层材料。目前，欧美、日本等发达国家的钢渣利用率已接近100%，其中50%～60%用于筑路，而中国的钢渣利用率还较低，主要应用于将钢渣作为集料用于热拌沥青混合料。

 

美国宾西法尼亚运输部研究发现，钢渣的沥青吸收率较高，作为集料使用经济效益不太显著，但是含有钢渣的沥青混合料具有良好的稳定性、耐磨性以及长时间的保热性，有利于尽早压实。目前美国一直在从事钢渣水泥的研究，研究结果显示，虽然钢渣同普通波特兰水泥熟料矿物组分相似，但因为游离氧化钙的存在，钢渣不太稳定。采用钢渣粉煤灰道路基层材料代替常用的水泥稳定类基层材料不仅可大幅度节约工程成本，还可减少对天然土石料的开采。

 

上海市政部门在20世纪60年代利用转炉渣进行了道路基层和沥青面层的试验研究，积累了一些实践经验，但是因为当时钢渣未做处理，钢渣中游离氧化钙成分比较高，造成体积不稳定，使钢渣在道路中的应用受到了很大的限制。

 

目前钢渣在道路基层应用中面临的问题有：钢渣具有一定的活性，如用作道路基层材料，应重点关注如何安全使用、解决钢渣的稳定性问题;另外，在使用未加结合料的钢渣作道路基层材料时，钢渣一定要有合适的级配;钢渣做基层材料的推广方向要充分考虑，级配钢渣做道路基层时，钢渣膨胀将向约束最弱的方向发展，而城市道路两侧建筑物较多，可能会引起膨胀破坏[18-19]。

 

3 结 语

 

(1)目前中国道路基层使用的工业固体废弃物主要为粉煤灰、煤矸石、尾矿等，而对废玻璃、废旧轻化工原料等工业固体废弃物应用较少，如：将废玻璃作为沥青道路集料的研究，尾矿充填过程中大规模高效浓缩、充填料的制备、输送和充填的成套装备与技术研究;尾矿废石骨料高性能低碳混凝土整体胶凝材料生产技术;铁尾矿和废石生产的优质建材原料原创性应用技术研究。

 

(2)工业固体废弃物在道路基层中的应用降低了工业固体废弃物的危害，节约了资源和能源，为道路建设创造了显著的环保和经济效益，有良好的发展前景。目前工业固体废弃物在道路基层中的应用研究主要集中在粉煤灰、煤矸石、尾矿等典型工业固体废弃物的掺量配比和路用性能上，但仍然面临一些问题和挑战。

第7篇：粉煤灰在建筑材料中的应用范文

【关键词】新型建材；应用；发展

【Abstract】In this paper， the reality of engineering application cases， the practical application of new building materials engineering are discussed.

【Key words】New building materials；Application；Development

1. 新型建筑材料的种类及发展现状

1.1 新型墙体材料。

（1）我国新型墙体材料发展较快，品种较多，主要包括砖、块、板，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等，但数量较小，在整个墙体材料中所占比仍然偏小。只有促使各种新型体材料因地制宜快速发展，才能改变墙体材料不合理的产品结构，达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。

（2）经过近30年来自我研制开发及引进国外生产技术和设备，我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路，初步形成了以块板为主的墙材体系，如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等，但代表墙体材料水平的各种轻板、复合板所占比重仍很小，还不到整个墙体材料总量的1%，与工业发达国家相比，相对落后40～50年。主要表现在：产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够，缺乏具体措施保护土地资源，以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低，使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。1994年新税制实行后，对粘土砖生产企业仅征收6%的增值税，而不少新型墙体材料，尤其是轻质板材却要交纳17%的增值税务局，加剧了新型墙体材料发展的不利局面。针对这种情况，国家三部一局（建设部、农业部、国土资源部和国家建材局）墙材革新办公室积极指导各地大力开展墙材革新工作，结合各地实际情况，出台了多项墙改政策，有力地促进了新型墙体材料的发展。

1.2 新型保温隔热材料。

1.2.1 改革开放以来， 我国保温隔热材料有了长足的进步已发展成为品种比较齐全、初具规模的保温材料的生产和技术体系。

（1）保温隔热材料在国外的最大用户是建筑业约占产量的80 % ， 而在我国建筑业市场尚未完全打开， 其应用仅占产量的10 %。

（2）生产工艺整体水平和管理水平需进一步提高， 产品质量不够稳定。

（3）科研投入不足， 应用技术研究和产品开发滞后， 特别是保温材料在建筑中的应用技术研究与开发多年来进展缓慢， 严重地影响了保温材料工业的健康发展。加强新型保温隔热材料和其他新型建材制品设计施工应用方面的工作， 是发展新型建材工业的当务之急。

1.2.2 我国保温材料工业经过30 多年的努力， 特别是经过近年的高速发展， 不少产品从无到有， 从单一到多样化质量从低到高， 已形成取膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业， 技术、生产装备水平也有了较大提高有些产品已达到国际先进水平。但由于我国保温材材料工业起步晚， 总体技术和装备水平较低， 在建筑领域的应用技术有待完善， 在很大程度上影响了保温材料的推广应用。

近年来， 保温材料工业重复建设现象严重， 全国各地蜂涌而上， 几年间上百条生产线投产， 而在应用领域的开发上却投入不多， 造成了目前投资效益低， 供过大于求的局面。

1.3 新型防水密封材料。

（1）防水材料是建筑业及其它有关行业所需要的重要功能材料， 是建筑材料工业的一个重要组成部分。随着我国国民经济的快速发展， 不仅工业建筑与民用建筑对防材料提出了多品种高质量的要求， 在桥梁、隧道、国防军工、农业水利和交通运输等行业和领域中也都需要高质量的防水密封材料。

（2）改革开放以来， 我国建筑防水材料获得较快的发展。防水材料已摆脱了纸胎油毡一统天下的落后局面， 目前拥有包括沥青油毡（含改沥青油毡） 、合成高分子防水卷材、建筑防水涂料、密封材料、堵漏和刚性防水材料等五大类产品。我国防水材料基本上形成了品种门类齐全， 产品规格、档次配套， 工艺装备开发已初具规模的防水材料工业体系， 国外有的品种我们基本上都有。

1.4 新型装饰装修材料。

（1）建筑装饰装修材料品种门类繁多，更新换代十分迅速，与人民生活水平提高和居住条件改善密切相关，是极具发展潜力的建筑材料品种之一。它的品种、质量和配套水平的高低决定着建筑物装饰档次的高低，对美化城乡建筑、改善人民居住和工作环境有着十分重要的意义。

（2）我国建筑装饰装修材料的发展，虽然起步较晚，但起点较高，主要生产能力量是80年代以后引进国外先进技术和装备基础上发展起来的。目前花色品种已达4000多种，已基本形成初具规模、产品门类较齐全的工业体系。目前三星级的宾馆装饰装修基本做到自已生产，四至五星级宾馆的装饰装修有30%～40%可以做到自给。存在的主要问题是：生产企业规模偏小，产品质量不稳定，款色旧，档次低，配套性差，市场竞争能力弱；科研开发力量不足，产品更新换代能务弱，不能适应市场需求；产品结构不合理，中、低档产品比例大，高档材料比重低，不能满足高档建筑装饰装修的需求。

2. 新型建筑材料的应用

近几年来，建筑施工企业为适应日益激烈的市场竞争需要，积极推广应用三新技术成果，努力在加大建筑产品的技术含量上下功夫，这对提高质量、降本增效取得了显着的效果。但部分施工企业，常常因缺乏经验操作不当造成新的质量通病。给推广应用新技术、新材料、新工艺带来一定的负面效应。结合目前工程应用新技术、新材料的实践，就轻质墙体材料、粉煤灰、UPVC水管的应用谈几点体会：

2.1 轻质墙体材料。

（1）轻质墙体材料的应用轻质墙体材料砼空心砌块、加气砼砌块等，是目前广泛推广应用的多功能新型墙体材料，它的优点是：容重轻（均为粘土砖的1/4～1/3）、导热系数小（约为粘土砖的1/5）、保温性能好（200mm厚加气块墙体的热阻相当于700mm厚粘土砖的热阻）、

防水、隔音、吸湿和易加工（可刨、钉、锯、钻），同时由于容重轻，可以大幅度降低建筑物的自重，减少材料和能源消耗（加气块生产能耗为粘土砖的69.2%），提高运输效率。对于施工企业来说，砌块不需砍断或敲碎，平均每人每天完成工作量约200块，相当于1923块标准砖，工效提高30%；同时，砌块几何尺寸比标准黏土砖大10倍，砌筑砂浆可节省50%。对于用户来说，砌块可按200mm建筑模数确定建筑尺寸，所以住宅建筑采用加气砼块墙体比使用标准砖时使用面积可增大3%～5%。从而能获得较好的社会经济效益。

（2）值得注意的是，轻质墙体材料由于其性能上的特点，如果操作不当，会造成粉刷空鼓、起壳、温度和应力开裂等质量通病，从而给后部装饰工程带来一定的危害。为了有效地预防上述通病，首先，要避免砌块太干，砌筑前应充分浇水湿润，使得砂浆能有效地水化、硬化。其次，由于砌块的强度比普通粘土砖要小，为防止应力开裂，故砌块墙的底部应用烧结砖砌三皮高。填充墙梁下口三皮砖应在下部砌体砌完三天后砌筑，并用普通砖从中间向两边斜砌。如果外窗下为空心砖墙时，应将窗台改为不低于C10的细石砼，以防止窗台下边开裂。柱与填充墙的接触处，也是裂缝经常出现的部位，粉刷前应在墙体与砼交接处加钉钢丝网片，每道宽15～20cm。

（3）由于轻质墙体材料大都采用工业废料加工而成，且组成墙体材料的物理力学性能如导热、导温和强度等的差异，在环境温度变化较大时，将在砌体表面产生一定的拉、压应力，导致抹灰面易开裂、空鼓。因此，轻质砌块墙体抹灰包括接缝处理、管线槽封补、基层处理、分层整平等，从技术措施、施工方法、检查验收等各方面必须制定和遵照相应的施工技术方案。

2.2 粉煤灰。

（1）粉煤灰砼技术的应用粉煤灰是一种人工火山灰材料，是从煤粉炉中收集到的细颗粒粉末，用粉煤灰配制的砼，可以达到改善砼性能，保证工程质量和降低成本的目的；应用粉煤灰还可以保护环境，降低建筑能耗，可以获得良好的经济效益和社会效益。粉煤灰在砼的浇筑过程中改善了砼的和易性。从而提高了砼的强度、抗渗性、抗冻性和耐久性。

（2）虽然粉煤灰对砼具有优良的增强作用，但使用量不当往往会适得其反。过量掺用粉煤灰会降低砼碱度，使抗碳化能力和对钢筋的保护作用降低，同时由于水泥含量的降低，二次水化作用迟缓，砼的早期强度较低，强度增长缓慢，抗渗性、抗冻性、耐久性也变差。由于粉煤灰具有缓凝作用，应根据工程的工期要求和施工季节正确选择外加剂。粉煤灰砼在低温条件下强度增长缓慢，故在冬季施工时不宜采用粉煤灰砼；在炎热的干燥地区使用粉煤灰砼，应注意覆盖和浇水养护，防止风干和晒干，以保证砼的强度。

（3）粉煤灰掺入砼后，二次水化需要较长的时间，同时由于粉煤灰取代了部分水泥，砼的早期强度相应降低，为了克服这一弊病，在施工过程中加强砼的早期养护，在温度较低的环境下施工时，要采取早强和保温措施。

（4）一般要采用粉煤灰与外加剂相结合，能有效提高砼的早期强度。粉煤灰的掺入量，应依水泥的标号高低而确定，控制在10～30%为宜。

2.3 UPVC水管。

2.3.1 UPVC排水管的应用聚氯乙烯（UPVC） 塑料管与铸铁管相比具有重量轻、耐酸耐碱、阻流小、不结垢，价格便宜、运输和安装轻便、表面不用涂漆等优点，在正常的条件下作为建筑排水管于户外使用，寿命可达40年以上。是取代铸铁管的理想的排水材料。

2.3.2 但由于UPVC排水管与铸铁管相比，存在机械强度低，抗老化性能差，线性膨胀系数大等缺点，故在施工中必须加以注意：

（1）UPVC管不得暗设，也不得半明半暗安装，以防止挤压破裂引起渗漏。

（2）UPVC管耐热性能差，故安装时不得穿越烟道，同时与家用灶具边的净距应大于400mm。

（3）为防止断裂变形，影响排水效果，UPVC管不得穿越建筑物沉降缝。

（4）因其外壁受环境影响会产生凝结水，管子不宜穿越储藏室，以免影响使用功能；冬季施工时，应采用防寒防冻措施，以保证胶粘剂的粘结质量。

第8篇：粉煤灰在建筑材料中的应用范文

关键词：节能环保；粉煤灰；综合利用

1 引言

内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司一期建设规模为2×330MW亚临界一次再热双缸双排汽直接空冷凝汽、抽汽冷凝式发电机组，配置2×1 177t/h亚临界中间再热CFB锅炉，出线采用两回500kV3/2接线。该电厂燃用煤种为70%煤矸石+15%洗中煤(1)+15%洗中煤(2)的混煤，水源为城市中水。同时一期配套一个年产量为60万t高掺量粉煤灰的水泥厂。

内蒙古京海煤矸石发电公司出线采用500kV 3/2接线，在电力输送过程中将大大降低线损，较220kV及以下等级的输送线路在减少线损方面有着明显的优势。汽轮机组采用直接空冷，大大地降低了耗水量，较湿冷机组有着明显的节水优势。汽轮机采用抽汽冷凝式，既可以为工业用电做出自身的贡献，又可以为居民集中供暖服务，实现了“工业-民用”一体化，较纯凝式发电机组有着明显的民生优势。该厂采用循环流化床锅炉，流态化的燃烧，这是一种介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的半悬浮燃烧方式［1］。通过加石灰石可以实现炉内脱硫，同时该锅炉燃用煤种适应性较强，掺烧煤矸石的比例可达到70%。该厂水源采用城市中水，这对城市中的工业废水、生活污水的回收再利用起着致关重要的作用，较采用地下水、湖泊、江海等水源的电厂有着无法比拟的优势。厂一期配套有一个年产60万t的水泥厂，直接将燃料燃烧后的灰、渣高掺量综合利用生产水泥，因而又突出体现了“废物”再利用的优势。

2 国内电力生产后的灰、渣处理现状及改进方法

2.1 目前国内电力生产后的灰、渣处理现状

到目前为止，国内大部分燃煤发电机组，都需要一个灰场，部分锅炉的灰和渣通过灰浆泵将灰渣输送至灰场，另外一部分则需要通过车辆运输到灰场。从中可以看出，这种方法处理灰渣既浪费土地资源，又浪费油料资源，另外如果是通过车辆运输来处理灰渣的话，还需要进行修路，因而投资成本会大大增加。同时灰场本身又是一个大的二次污染源。

2.2 灰、渣处理的改进方法

随着国家节能减排力度的加大，目前国内少部分电开始对电力生产后的灰、渣处理方法在逐步的改进，例如广东梅县荷树园电厂，该电厂将电力生产后的灰、渣进行制砖。再如内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司，该电厂将电力生产后的灰、渣进行高掺量粉煤灰水泥制做。下面对高掺量粉煤灰水泥技术进行详细介绍。

3 高掺量粉煤灰水泥技术分析

3.1 高掺量粉煤灰水泥技术来源与发展

“高掺量粉煤灰水泥”技术是蓝资公司原创人——清华大学“长江计划”特聘教授孙恒虎所发明的新型胶凝材料。它采用全新的科学理念，工艺简单、方便。截然不同于传统水泥的生产工艺。“高掺量粉煤灰水泥”技术是蓝资集团创新性技术。

清华大学与蓝资集团联合建立的清华——蓝资高掺量粉煤灰水泥联合实验室，集合了企业资源与高科技资源双方优势，大大推进了高掺量粉煤灰水泥技术大研发进程。高掺量粉煤灰水泥从基础研究到产业化应用经历了基础研究——配比分析——样品性能研究——小试生产研究——高掺量粉煤灰水泥混凝土性能研究——中试生产研究——高掺量粉煤灰水泥产品中试应用研究7步严谨的科研过程，形成了一个完善的从基础研究到产业化推广的闭路循环系统发展体系。确保了整个产业化应用过程的严谨性和可靠性。

目前，蓝资集团已在柳州、通化、燕郊等地新建了5条生产线，生产能力达200万t/年；在郑州、包头、永州、青岛、赤峰、株洲等地提升改造了12家传统水泥厂，其总的生产能力已达到320万t/年以上。高掺量粉煤灰水泥技术产业化进程取得了飞速发展。在此过程中，蓝资集团在生产控制、质量控制、实验方法、检验规则、包装、标志、运输与存储等一系列环节中不断探索自身的操作标准规程。形成了一套完整的产业化技术工艺体系和质量管理体系。并在河北、吉林、江西、广西4省区取得了省级备案的企业标准。

3.2 “高掺量粉煤灰水泥”的涵义

高掺量粉煤灰水泥技术是依据大地成岩理论和自然界相容原理，以主体和配体的二元组分设计和结构设计为核心，初步形成的硅铝基胶凝材料的理论体系与技术体系。高掺量粉煤灰水泥包括三个含义：高掺量粉煤灰水泥代表一套仿地成岩理论，高掺量粉煤灰水泥是凝结起来的石头，具有与大自然相容的组织和坚硬、耐久的类岩石性能，是对大地成岩仿真的实践；高掺量粉煤灰水泥又代表一种社会经济的绿色循环，高掺量粉煤灰水泥可以全面利用固体排放物，可以清洁生产，可以制备高掺量粉煤灰水泥水泥，高掺量粉煤灰水泥节省资源、节约能源、保护生态，是资源——能源——环境——材料领域良性循环的载体；高掺量粉煤灰水泥还代表一代新的建筑胶凝材料文明，人类建筑文明经历了千年的石灰“三合土”时代、百年的水泥“混凝土”时代，即将迎来可持续发展的第三代建筑胶凝材料文明。

3.3 技术的先进性及其优势

“高掺量粉煤灰水泥”技术的产生，首先是对水泥制造与利用在科学理论上的突破。历经180年历史的波特兰水泥材料和“两磨一烧”工艺已经对世界工业化产生了巨大的作用，而“高掺量粉煤灰水泥”技术则对传统“两磨一烧”水泥材料和生产工艺带来革命性的“改头换面”。

普通水泥的生产由于要以石灰石为主要原料煅烧水泥熟料，引起严重的环境污染、生态破坏、能源浪费、资源枯竭等一系列问题。高掺量粉煤灰水泥的生产与使用过程是火山成岩过程的仿真。高掺量粉煤灰水泥生产的能耗不足普通硅酸盐水泥的70%，几乎不产生污染物，是21世纪最具发展潜力的绿色胶凝材料。

高掺量粉煤灰水泥是根据火山成岩原理，以循环经济思想为指导，运用地球化学、岩石矿物学理论、分子设计理论以及材料仿地设计原则等手段，对工业固体排放物(如煤矸石、尾砂、粉煤灰以及冶金渣等)进行匹配设计，所获得的能够在常温常压下聚合成类天然岩石的生态胶凝材料。“高掺量粉煤灰水泥”原料可来自钢铁厂、火力发电厂、化工厂等的废渣，产品中废弃物原料含量可达到70%以上(最高时可超过90%)。

高掺量粉煤灰水泥技术所制备的高掺量粉煤灰水泥不仅符合GB175－1999国家标准对普通硅酸盐水泥所规定的各项性能指标，它本身还有许多特殊的性能，如在耐酸性、抗冻融、抗渗性、固结重金属和有机毒物的能力都比传统水泥能力更强。高掺量粉煤灰水泥的体积稳定性也很好，经测试7d的线收缩率只有普通水泥的1/5~1/7，28d的则只有1/8~1/9。

高掺量粉煤灰水泥技术较之传统的水泥生产方法，有几大优势，包括投资少，以一个年产百万吨产品的工厂为例，建水泥厂需要2.5~3.5亿元，而“高掺量粉煤灰水泥”只需要0.6~1.2亿元；生产过程简化，无须烧制，用“一磨”取代原来的“两磨一烧”;环保，无烟、无粉尘、无废水排放；能耗低，综合能耗比水泥低30%以上；节约原材料，无需开山炸石，工业废料掺量最高可达90%以上。生产成本较传统水泥产品低20%以上；性能优异，技术上不仅达到了普通硅酸盐水泥的国家标准，而且具备许多超越水泥的特殊性能，具备更强的竞争力，发展前景广阔。

3.4 高掺量粉煤灰水泥技术特征

3.4.1 优异的结合性及高强度特征

高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料与一般硅酸盐类和碳酸盐类粗细骨料都会发生界面反应，但仍保持好的体积稳定性。这种界面反应的结果是形成梯度界面，再加上胶凝材料硬化体本身是以共价键为主的三维网络体，从而形成包括各种骨料在内的从里到外的共价键结合的整体。而普通水泥类胶凝材料一般认为是范德华力和表面作用为主与骨料结合的。因此高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料可以容易地制成高强度的制品，并有充足的强度后期发展余量。目前高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料的硬化最高强度可以达到300MPa。

3.4.2 良好的耐久性和体积稳定性

普通水泥制品中由于含有大量的Ca(OH)2，可导致在服役过程中碳化溶出、酸蚀、硫酸盐侵蚀等化学反应，而高掺量粉煤灰水泥制品中基本不含Ca(OH)2，因此上述影响耐久性的反应基本不会发生。已有的实验表明，高掺量粉煤灰水泥制品的抗冻融性是普通水泥制品的3~10倍。有关专家预测，在普通水泥的常见应用领域中使用高掺量粉煤灰水泥作为胶凝材料，其制品抵抗外界物理化学作用的能力可以比水泥制品高出5~20倍。高掺量粉煤灰水泥在凝结硬化和使用过程中具有良好的体积稳定性，其7d线收缩率只有普通水泥的1/5~1/7，28d的线收缩率只有普通水泥的1/8~1/9。

3.4.3 高的耐酸碱侵蚀能力

高掺量粉煤灰水泥具有良好的耐酸碱侵蚀性，在5%硫酸盐溶液中的分解率只有硅酸盐水泥的1/13；在5%盐酸盐溶液中的分解率只有硅酸盐水泥的1/12；使用高掺量粉煤灰水泥作为胶凝材料制成的块状用品其耐酸性达到99.9wt%，达到商品耐酸砖的国家标准(GB8488-87)。耐碱性为99.92wt%，达到玻璃马赛克的耐碱性国家标准(GB7697-89)。

3.4.4 极好的耐高温性

高掺量粉煤灰水泥与普通水泥相比，具有极好的高温体积稳定性，其400℃下的线收缩率为0.2%~1%，800℃下的线收缩率为0.2%~2%，可以保持60%以上的原始程度，是制备耐热混凝土的优良材料。

3.4.5 凝结硬化实践具有灵活的可调性

缓凝性的高掺量粉煤灰水泥胶凝材料具有比普通水泥更长的初凝时间，而速凝快硬型高掺量粉煤灰水泥胶凝材料可实现10min终凝，1h抗压强度可达到15MPa以上，24h抗压强度可达到50MPa以上。

3.4.6 超强的固土能力

所有高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料都能与粘土和细沙形成良好的结合。专门用于固土的土工高掺量粉煤灰水泥其固土能力是同标号水泥的3倍以上。

3.4.7 极低的水化热

高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料的水化——硬化过程与普通水泥胶凝材料不同，是以硅酸盐类矿物(或玻璃体)的溶解——再聚合为主要形式，从理论上说，解聚过程所需要的能量与再聚合过程中所放出的能量基本相等，因此体系的宏观水化热接近于零。大量的实验室试验证明了这一点。

3.4.8 好的固结性能

高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料用于固结重金属离子、放射性元素等有毒有害物质，其在各种条件下的抗溶出能力是水泥硬化的5~10倍。高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料可用海水直接拌合，其硬化体具有优异的抗海水侵蚀性。

3.5 高掺量粉煤灰水泥应用领域

3.5.1 建筑领域

建筑高掺量粉煤灰水泥除了具有普通水泥所不具有的一些特殊优异性能外，完全满足目前建筑常用水泥的各项性能指标，因此技术上可替代水泥应用于所有的建筑领域，如混凝土、预制件、砌筑、抹面、地基处理，以及适用于普通水泥的所有墙体材料和屋面材料。

3.5.2 交通领域

道路高掺量粉煤灰水泥与目前常用的道路水泥相对应，特别适合于制备高掺量粉煤灰水泥混凝土路面。道路高掺量粉煤灰水泥除了具备道路水泥的全部性能外，还具有明显的高抗折强度、高耐磨性、快干早硬和充足的后期强度增长空间。

土工高掺量粉煤灰水泥与各类粘土颗粒、各类沙砾及岩石都具有天然的亲和性，将土工高掺量粉煤灰水泥用于软地基土层的处理(GBJT-89)，当加入量为6%时，其7d抗压强度可达8~10MPa，因此可用于路基处理。

高掺量粉煤灰水泥特有的远远高于普通水泥制品的耐久性，抗碱、酸、盐及其它环境污染物侵蚀的能力使得高掺量粉煤灰水泥特别适合于制备超交通负荷条件下的混凝土桥梁及其它交通设施。

3.5.3 岩土工程领域

基于高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料的高粘结性、高强度和速凝快硬等特点，是高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料比水泥类胶凝材料更适合于岩土工程领域用于高强度锚固灌浆。利用高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料优良的固土性能可将高掺量粉煤灰水泥用于各种桩基工程、路基加固、深基坑处理、塌方的防治，以及地下溶洞的充填等。

3.5.4 矿业工程领域

高掺量粉煤灰水泥在矿业工程领域的应用是本材料最具挑战性也最具成熟经验的应用领域。结合充填采矿方法将其应用于有色、黄金、煤田及其它矿种的高效可持续开采及“三下”开采。可以大幅度降低充填成本(与使用普通水泥相比)，同时有助于解决开采、运输技术上的的许多难题。

3.5.5 水利工程及农业领域

高掺量粉煤灰水泥材料特有的接近于零的水化热、超强的抗溶出能力及其固土化优良的体积稳定性使得高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料特别适合于建设超大体积的混凝土大坝及其它水利工程和农业基本设施。利用高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料速凝快硬的特点可应用于抗洪抢险工程。

3.5.6 工业建设安装领域

高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料所具有的耐酸、耐碱、耐高温、快干早硬、高强等综合性能，使其特别适合于各类工业安装工程。如可用于各种设备基础的快速浇注、快速安装，特别适合各种高温设备的耐热混凝土基础工程。在电力行业，60万kW大型机组所配套的锅炉烟囱，每根造价约3 000万元，其中花在防酸耐热工程部分的费用就占整体造价的50%以上，如果用高掺量粉煤灰水泥作为胶凝材料直接浇筑耐酸混凝土，不但整体造价可下降50%以上，还能大幅度缩短工期，延长使用寿命。耐酸高掺量粉煤灰水泥可用于工业领域各种强酸、强碱的容器及管道建设。

3.5.7 海洋工程领域

用高掺量粉煤灰水泥类胶凝材料制备海洋工程混凝土要比现有的水泥混凝土具有更好的耐久性，并可直接用于海水搅合。

3.6 高掺量粉煤灰水泥替代水泥的可能性

高掺量粉煤灰水泥技术是以各种工业废弃物(如冶金渣、粉煤灰、煤矸石、赤泥及其它工业煤渣等)，在常温常压下生产高性能新型建材和硅铝基水泥产品。该技术不仅利用废灰渣、变废为宝、节约大量资源和能源，从根本上减少传统工业造成的污染，创造了清洁生产、可持续发展的新型建材工业模式，而且由于高掺量粉煤灰水泥系列产品具有高强度、高致密度、高耐腐蚀性及绿色化和生态化等优点，使高掺量粉煤灰水泥产品可广泛用于水利工程、道路工程、矿业工程、固土固沙工程、建筑工程以及军事工程等领域。高掺量粉煤灰水泥在很多用途上可以替代传统水泥产品，而且具有比传统水泥产品更优越的性能。随着高掺量粉煤灰水泥产业化的进一步发展，高掺量粉煤灰水泥产品替代水泥产品也越来越具备可能性。

(1)长期以来，水泥生产污染严重。我国2005年水泥总产量10.6亿t，位居世界第一，而10亿t水泥要消耗11亿t的石灰石资源、排放约8亿t的二氧化碳(CO2)、80万t的三氧化硫(SO3)、160万t的氮氧化合物和800万t的粉尘。而高掺量粉煤灰水泥生产的污染物排放可接近于零，因此它的推广可以使水泥工业的污染大幅度降低，直至全部消除。

(2)水泥原材料资源有限，社会呼唤新型替代产品。根据中国建材工业协会的报告，我国适宜烧制水泥的石灰石储量为450亿t，其中可开采储量为250亿t，按2003年的水泥产量计算，再过30年我国水泥的原材料资源就面临枯竭。因此，实现资源的高效、循环利用就成为当务之急。显然，高掺量粉煤灰水泥技术为完成这一重大历史使命开辟了一条新路。

(3)高掺量粉煤灰水泥技术有望带来可观的经济效益。据统计，目前我国可直接作为高掺量粉煤灰水泥主体材料的废渣，与现有水泥的年产量(10亿t/年)几乎相等。以全国年产10亿t高掺量粉煤灰水泥计算，由于生产高掺量粉煤灰水泥比生产水泥节能30%以上，因而其生产成本下降显著，仅以简单替代水泥来考虑，就可以取得数百亿元的直接经济效益。

内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司#1机于2010年8月2日通过168h满负荷试运行，#2机于2010年10月4日通过168h满负荷试运行，2台机组先后于当年的9月份和11份通过安评并获得试生产许可证，将电能通过蒙西网送直接送到华北网，燃料主要以掺烧当地洗煤废弃的煤矸石和洗中煤为主。该电厂配套的水泥厂2009年5月28日开始试生产，2009年12月15日通过环评，2010年5月28日取得生产许可证，目前年产水泥可达60万t，远销宁夏、陕西、内蒙中部地区和蒙古国。

4 结语

内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司电厂和配套的高掺量粉煤灰水泥粉磨站均运行正常，真正实现了循环经济——最大限度利用电厂粉煤灰生产水泥的目的。电厂二期和水泥厂二期项目已经开始启动。可以预言随着国家能源政策的不断完善，资源的综合利用将会加速推进，届时将会出现“工业——民用”一体化、“煤——电——化工——冶金”一体化的格局，到那时的中国会真正成为一个节能、环保、高效、持续、高度发达的国家。

第9篇：粉煤灰在建筑材料中的应用范文

【关键词】建材；粉煤灰；新型墙体材料；锅炉；砖

1 建材业在铜川的发展

现代建材业，以满足经济社会发展需要，体现节约性，环保性，装饰性为目的，采用现代科学技术，大力开发利用节能利废，节能环保，功能多样的建筑材料。建材工业也是铜川市的传统产业和支柱产业。铜川拥有丰富的矿产资源，在现有的五个传统产业中，已有水泥，铝，陶瓷三个属于建材产业，而煤炭，电力等传统和新兴产业都是为大建材产业服务的。因此，铜川发展建材产业优势十分明显，发展前景十分广阔。

目前，我国每年新开工建筑面积二十亿平方米，对墙体材料的需求较大，然而，粘土实心砖仍主导墙体材料市场。（2005）33号文明确提出，2010年底所有城市禁止使用粘土实心砖，全国实心粘土砖年产量控制在四千亿块以下，今后要严格控制和逐步取代普通粘土实心砖的生产和使用，大力推广新型墙体材料。

今后，我市将严格控制并逐步淘汰粘土实心砖，重点发展以利用页岩和煤矸石，粉煤灰，建筑垃圾等废弃物为主要原料的空心砖，加气混凝土砌块，空心保温砌块等节能利废的新型建筑墙体材料。新型墙体材料生产开始向规模化，系列化方向发展，铜川市新型墙体材料的应用率要达到百分之九十五以上，县区城镇新型墙体材料的应用率要达到百分之六十五以上。其中，粉煤灰砖替代了过去的烧结普通砖，混凝土多孔砖逐步替代了烧结多孔砖。这两种新型墙体材料的主要原料都是粉煤灰。

2 粉煤灰资源

煤炭在锅炉中燃烧后有两种固态残留物——灰和渣。随烟气从锅炉尾部排出的，主要经除尘器收集下来的固体颗粒即为粉煤灰。

粉煤灰大部分来自大、中型火电厂的煤粉发电锅炉、另一部分则是来自城市集中供热的粉煤锅炉。据不完全统计，全市现有大小煤矸石山共一百五十余处。其中，一百万吨以上的有三十余处，累计对放量大四千二百二十万吨，近年来，每年仍以一百万吨的速度递增。粉煤灰资源主要来源于华能铜川电厂，每年排放量约一百八十万吨，铜川铝厂自备电厂，每年约排放四万吨左右。

3 粉煤灰在墙体材料中的应用

粉煤灰主要有硅铝玻璃，微晶矿物颗粒和未燃尽的残炭微粒所组成，其化学成分以氧化硅和氧化铝为主。目前，以粉煤灰为主要原料的砌墙材料根据养护工艺的不同，主要有以下几种：

1.粉煤灰生产烧结砖：粉煤灰的用量从百分之三十到百分之七十，主要工艺和设备与普通粘土砖基本相同，因而不用淘汰烧结砖厂原有的机砖生产设备，最大化的节省了因制砖材料的转型而带来的成本损失。用粉煤灰生产烧结砖的吉林某厂利用吉林热电厂的湿排粉煤灰经自然脱水至含水率在百分之三十左右，按粉煤灰百分之五十五，粘土百分之四十和百分之五的炉渣等工业废渣进行配比。该厂年用粉煤灰四十万立方米，年产粉煤灰烧结砖二亿四万块，年节省粘土四百三十立方千米，每年节约标煤九千六百吨，具有较好的社会效益和经济效益。

2.粉煤灰生产蒸汽养护砖（简称蒸养砖）：蒸养砖的配料除粉煤灰可占百分之六十五外，还需配入适量的骨料生石灰和石膏，经坯料制备，压制成型，蒸养粉煤灰砖系经常压蒸汽养护制成，未经高压蒸养，因此水热反应进行不够彻底，强度及其他性能往往不及蒸压粉煤灰砖，其优点是生产设备投资较少。对粉煤灰的要求是灰的含碳量越低越好，灰的活性越高越好。

3.粉煤灰生产蒸汽压力砖（简称蒸压砖）：蒸压粉煤灰砖系经高压蒸汽养护制成，水热反应是在饱和蒸气压（蒸汽温度一般高于176℃，压力0.8MPa以上）条件下进行的，因而硅铝活性组分凝胶化反应充分，砖的强度高，性能趋于稳定。

4.粉煤灰制取免烧免蒸砖：我省渭河电厂为了使粉煤灰变害为宝，经过研制开发出了免烧免蒸、低温养护的新型粉煤灰砖。其主要配料是：粉煤灰占百分之七十，炉底渣占百分之十五（作为激发剂），各项性能可达到JC239要求，可用于填充墙，隔墙及低层民用建筑的承重墙。与蒸压粉煤灰砖相比，可节约能耗百分之三十至百分之五十。生产中总掺灰量达百分之八十五，以年产一千万块砖计，消耗灰量两万吨，年创效益五十万元，节省排灰浆费用三十万元。节约灰场建设费四十至五十万元，少占耕地一百三十平方米。它生产工艺简单，一次投资少，便于小规模生产。它的规格尺寸与粘土砖一样，施工方便。缺点是养护所需时间一般在二十八天，占用场地大，生产受季节影响。

4 粉煤灰在墙体材料中的作用

粉煤灰的主要作用可以包括以下几方面：（1）填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成层，由于粉煤灰的容重（表观密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密实，在水泥用量较少的混凝土里尤其显著。（2）对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀。当混凝土水胶比较低时，水化缓慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分。（3）粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅生成具有胶凝性质的产物（与水泥中硅酸盐的水化产物相同），而且加强了薄弱的过渡区，对改善混凝土的各项性能有显著作用。（4）粉煤灰延缓了水化速度，减小混凝土因水化热引起的温升，对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。

5 需注意的几个问题

（一）粉煤灰在混凝土中的适宜掺量

较小掺量的粉煤灰只是一定程度上降低了混凝土的水_化热，只有掺量超过25%时，粉煤灰对混凝土的性能才会有明显的改善，粉煤灰混凝土最佳掺量范围为30%-50%。但由于水泥本身所能提供的碱性环境是有限的，因此在未掺入粉煤灰活化剂的情况下，粉煤灰的掺量不宜大于20%，若要加大粉煤灰的掺量，就必须同时掺入粉煤灰活化剂。

（二）粉煤灰混凝土的抗碳化问题

粉煤灰的水化反应消耗了混凝土中的Ca（OH）2，使混凝土的碱性降低，会加大混凝土的碳化深度。虽然不能因碳化问题而影响粉煤灰的推广使用，但混凝土的碳化是混凝土耐久性的一个重要指标，应给予足够的重视。

（三）粉煤灰的质量控制

粉煤灰混凝土特别是大掺量的粉煤灰混凝土对粉煤灰的质量要求比较高，而粉煤灰的质量波动又比较大，电厂收集的可直接用于混凝土工程的只是很少数，这就要积极探索粉煤灰加工的先进方法，严格控制用于混凝土工程的粉煤灰质量。只有选择了质量稳定的粉煤灰，才能保证混凝土质量的控制，才能有效推进粉煤灰在混凝土中的大规模应用。

6 结束语

粉煤灰是工业“三废”之一，所造成恶劣的环境污染长期困扰着我们。随着人们对粉煤灰研究和认识的深入，逐渐将其应用到工程领域，变废为宝。尤其在混凝土中，作为活性矿物掺合料得到了很大的开发和广泛的应用。

粉煤灰作为一种活性矿物掺合料，对发展高性能混凝土起到了越来越大的作用。粉煤灰在混凝土中的充分应用，既是提高和改善混凝土性能的需要，又是节能减排、保护环境，实现可持续发展的需要，恰好助推铜川市老旧的墙体材料生产快速转型。开发利用大掺量粉煤灰高性能混凝土，还可以使相关企业获得巨大的经济效益和社会效益，有着十分重大的意义。

参考文献