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粉煤灰在新型建筑材料领域的应用研究

张三虎
【摘 要】粉煤灰是一种由电厂排放的固体废弃物，它的综合利用成为了研究的热点。本文结合粉煤灰的性质、组成、结构的特点，分析粉煤灰在新型建筑材料领域的应用，以及粉煤灰在建筑材料领域遇到的问题和发展前景，和应用的措施建议。
【关键词】粉煤灰；新型建筑材料；节能减排；粉煤灰综合利用
随着我国发电厂数量的不断增加，粉煤灰的排放量也随之加大，给环境带来很多的不利影响，例如粉尘污染、大气污染、河流污染等，粉煤灰中还含有对人体有害的化学物质，影响人类的健康生活，因此发展可再生能源成为了处理粉煤灰成为了如今的发展趋势，利用粉煤灰生产出环保的建筑材料，例如粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰制砖、粉煤灰微晶玻璃等，都能解决国家资源短缺的问题。
1 粉煤灰的介绍
1.1 粉煤灰的性质
粉煤灰的物理性质包括粉煤灰的密度、松散干容重、细度、孔隙率。粉煤灰的化学性质体现在它本身没有胶凝性能，而高钙粉煤灰在高温燃烧的过程中，形成的含有硅、铝的钙盐，会使粉煤灰具有胶凝作用。因此提高钙含量，能够提高粉煤灰的凝胶性能。
1.2 粉煤灰的化学组成
粉煤灰的主要化学成分有：氧化硅、三氧化二磷、氧化铁、三氧化二铁、氧化钙、二氧化钛、氧化镁、氧化钠、三氧化硫、氧化锰等，其中氧化硅和氧化钛主要来源于黏土，氧化铁主要来源于黄铁矿，而氧化镁和氧化钙分别来自与它们所对应的碳酸盐和硫酸盐。
1.3 粉煤灰的结构
粉煤灰的结构形成的相对复杂，是在燃烧和排放的过程中形成的，只能通过显微镜进行观察。粉煤灰是一个结构极其复杂的混合体，它由晶体、玻璃体和未燃尽的炭组成的。粉煤灰中晶体、玻璃体和未燃尽的炭的比例会随着操作技术、手法的不同而有所差异。
2 我国粉煤灰应用的现状和存在的问题
粉煤灰在我国建筑材料领域的综合利用距今己有60多年的历史，有了一定的生产经验和管理经验，针对全国的建筑工程来说，粉煤灰的生产用量非常大，约占总量的37%，粉煤灰的用途很广，利用的方式也是多种多样。通常情况下建筑材料有：普通水泥、粉煤灰水泥、硅酸盐水泥、早强水泥、硅酸三钙水泥、油田水泥等，其中粉煤灰的掺量最高能达到78%。目前粉煤灰作为建筑材料存在的问题如下：
1）由于建筑材料中粉煤灰的含量差异比较大，在使用中没有得到统一，因此在粉煤灰的使用上存在很大的隐患。
2）粉煤灰是混凝土的主要原料，它对混凝土的早期强度、抗冻性及钢筋锈蚀等方面都有不利的影响。
3）施工养护阶段易出现裂纹，对于养护制度不够明确。
4）粉煤灰的综合利用范围还不够广，所生产的产品种类还不够多。没有形成一定的规模，影响经济效益的提高。
3 粉煤灰在新型建筑材料领域中的应用实践
3.1 粉煤灰水泥
粉煤灰经高温燃烧后会形成的一种具有火山灰活性的混合材料，能与碱性物质发生反应，生成胶凝物质。由于具有水化性质，因此能够作用于水泥和混凝土掺料，具有明显的减水效果，有效的改善混凝土的和易性，并且能够增加水泥的抗压性，提高水泥的抗渗能力和抗腐蚀能力。
3.2 粉煤灰混凝土
粉煤灰混凝土是指掺加了粉煤灰的混凝土，它的主要作用有改善和易性、提高强度、降低水热化、抑制碱骨料反应。应用实践能够证明进行混凝土混合料配置时，加入适当的粉煤灰，能够改善混凝土的性能、节省水泥、提高混凝土的质量、提高工程的质量、降低工程的成本和造价，实现经济效益。高掺量的粉煤灰混凝土，能够提高性能，减少资源浪费，并且具有很强的耐久性，在路基和筑坝中能得到充分的利用。加气混凝土的主要原料是70% 粉煤灰，其他30%的原料为石膏、发气剂、石灰、水泥等，可以用作混凝土砌块和面板。
3.3 粉煤灰墙体材料
粉煤灰砖分为蒸压砖和烧结砖，蒸压粉煤灰砖是具有水硬性的材料，相对普通的砖，它更具有稳定性，并且有很高的强度，能够替代实心砖，用于建筑房屋的承重墙。烧结粉煤灰砖的尺寸有统一的标准，它的棱角十分整齐，非常美观，并且具有很好的耐久性，与普通砖相比，它具有很好的隔热效果，并且密度较小，相对经济实用。
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、矿物等，经过配制后熔融成型，再进行切割抛光等一系列工序后，能够形成具有玻璃和陶瓷两种特性的微晶玻璃。它的优势是耐磨耐蚀并且美观。
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、结晶碳粉等，经过配制后压坯烧结，最终制成泡沫陶瓷。它的优势是具有高强度，并且吸音隔热，能够生产成为轻质砖、轻质隔墙板产品。
3.6 其他粉煤灰材料
1）粉煤灰还能用做路基填料，对道路进行修筑，不但解决了填料的问题，还开辟了粉煤灰的利用途径，正是因为它具有密度小、容易压实，并且压实含水率高的特点，所以比普通的路基填料更能适应天气的变化，不但能够节省施工时间，还能减少资源浪费。
2）粉煤灰陶粒的主要原料是粉煤灰、胶结料、水配置成人造轻骨料，用于建筑构件，具有保温的功能。
3）水泥粉煤灰膨胀珍珠岩混凝土保温砌块的原材料是水泥、粉煤灰、膨胀珍珠岩，经过配制后加水成型，再进行脱模养护，最后制成保温的砌块，优点是质量轻盈、保温效果突出。
4）大掺量粉煤灰防水隔热材料中有70%体积的废旧泡沫塑料和80%重量的粉煤灰作为原材料，制成具有防水隔热功能的新型建筑材料，其中隔热主层体积密度 630kg/m3；导热系数 0.101W/（m·K）；抗压强度 2.5MPa；抗折强度1.5MPa；抗冻性（20次），而且没有裂纹、剥落等迹象，具有抗渗性、抗潮性。
4 粉煤灰在新型建筑材料领域中的发展策略
4.1 树立新思想，改变传统观念
首先建立“以用为主”的思想观念，将粉煤灰作为一种可再利用的能源，而不是电力生产的废弃物。建立一种“变废为宝”的思想，将粉煤灰的特性发挥出来，并加以利用。
4.2 通过奖惩政策促进粉煤灰的综合利用
结合国家对资源综合利用的优惠政策，将政策落实到实处，并发挥政策的效果，引导企业开发粉煤灰的综合利用，促进经济的发展。
4.3 提高粉煤灰综合利的技术水平
结合国际的先进技术水平，加大研究的范围、积极开发新型的建筑材料，不断的创新和发展新的技术，提高资源综合利用的水平，实现提高经济效益的目的。
5 结语
综上所述，粉煤灰在建筑材料领域的使用，需要结合粉煤灰组织结构的特点，确定它的应用途径，才能发挥出它的优势，由于我国目前粉煤灰综合利用的技术还不够完善，因此需要不断的提高综合利用的水平，并结合国内外的先进设备进行技术的创新，合理利用粉煤灰来改善环境，将它变废为宝，节省能源的基础上，还能提高国家的经济效益。
【参考文献】
[1]吴韩.粉煤灰在建筑材料中的应用[J].中国建材科技，2010，04：63-67.
[2]古德生，胡家国.粉煤灰应用研究现状[J].采矿技术，2002，02：1-4.
[3]丛兰杰.粉煤灰的应用研究现状[J].硅谷，2009，01：96-89.

-全文完-