粉煤灰资源的利用
时间：2021-01-09 08:01:56 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：本文详细论述了几种粉煤灰的利用技术，以及在利用中需要重点开发研究的课题。
关键词：粉煤灰；粉煤灰水泥；粉煤灰混凝土
中图分类号：TU522.3+5 文献标识码：A
1粉煤灰水泥
1.1定义及质量等级
（1）定义：凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，加入适量石膏磨细制成的水硬胶凝材料，成为粉煤灰水泥。所谓“硅酸盐水泥熟料”就是通常所说的“硅酸盐水泥”。
（2）质量等级：我国1992年3月1日起施行的新的水泥质量等级划分方法，将粉煤灰水泥划成六个品种三个等级。
1.2 品种及分类
（1）普通硅酸盐水泥：是以硅酸盐水泥熟料为主，掺入≤15%粉煤灰磨制而成，其性能与用等量的其他混合料掺配成的“普通硅酸盐水泥”无大差异，统称普通硅酸盐水泥。此种水泥生产技术成熟，质量较好，是较为畅销的水泥品种。
（2）矿渣硅酸盐水泥：是用硅酸盐水泥熟料与高炉水淬渣按一定配比掺配磨制而成。其中，高炉水淬渣的掺配率可高达50%以上。在配制这种水泥时，可以掺入不大于15%的粉煤灰，以代替部分高炉水淬渣，成品性能与原矿渣水泥无何差异，仍称矿渣硅酸盐水泥，也是畅销的水泥品种。
（3）粉煤灰硅酸盐水泥：这种水泥是以水泥熟料为主，加入20-40%粉煤灰和少量石膏磨制而成，其中也允许加入一定量的高炉水淬渣，但混合材料（粉煤灰和水淬渣）的掺入量不得超过50%，水泥标号有225、275、325、425、525号五个。
粉煤灰硅酸盐水泥特性为：对硫酸盐侵蚀和水侵蚀具有抵抗能力；水化热低；干缩性好。粉煤灰硅酸盐水泥的早期强度不高，但其后期强度不断增加。见表
水泥品种抗压强度（MPa/cm2）
3天 7天 28天 3个月 6个月 1年
硅酸盐水泥
粉煤灰硅酸盐水泥3040 47 545856
1624 38 576767
用粉煤灰配制的水泥，除上述几个品种外，还有以粉煤灰代替部分粘土配制生料煅烧制成的“粉煤灰烧成水泥”，以粉煤灰为主要原料，配加适量石灰、石膏磨细制成的“粉煤灰无熟料水泥”，以及以粉煤灰为主要原料配加少量水泥熟料与石膏磨成的“粉煤灰少熟料水泥”等。它们各有其特殊性能并被大量用在建筑施工中。
2粉煤灰混凝土
2.1基本效应
上海市建筑科学研究所沈旦申把粉煤灰在混凝土中的作用归结为三种效应：形态效应、活性效应和微集料效应，概括了粉煤灰的作用机制。
（1）形态效应：该效应泛指粉煤灰中各种矿物颗粒所具有的物理性状在混凝土所产生的减水作用、致密作用、均质化作用等。
（2）活性效应：该效应是指粉煤灰中的活性成分所产生的化学效应。
（3）微集科效应：该效应是指粉煤灰中的微细（<30μm）颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中因而具有微集科的优良性能，如：①微珠本身强度高，有的达700MPa以上；②微细集科使硬化浆体的结构强度增强；③微粒在水泥浆体中分散状态良好，有助于新拌混凝土和硬化混凝土均匀性的改善和空隙的充填。
2.2性能
（1）和易性：混凝土的和易性是指混凝土拌和物在拌和、运输、浇注、振捣等过程中保证质地均匀、各组分不离析并适于施工工艺要求的综合性能。粉煤灰中的光滑颗粒均匀地分散在水泥、砂、石之间，能有效地减少吸水性和内摩擦；由于粉煤灰比重较小，加入后使混凝土中胶凝物质含量增加，浆骨比随之增大，因而流动性好，有利于泵送。
（2）强度：粉煤灰混凝土早期强度低，是其缺点，单可以通过磨细使其早期强度提高。
（3）水化热：粉煤灰混凝土中，水泥熟料内水化速度最快、放热量最大的铝酸三钙和硅酸三钙因掺入粉煤灰而相应减少，从而降低了粉煤灰的水化热。
（4）耐久性：粉煤灰混凝土在自然环境中，具有良好的抵抗水的渗透、侵蚀能力，但抗冻性能差，在寒冷地区施工，可加入少量外加剂加以改善。
（5）干缩率：粉煤灰混凝土的干缩率较小，抗拉强度较高，故可提高制品的干缩抗裂性能。
（6）“碳化作用”：混凝土在硬化过程中析出Ca（OH）2，受大气中的CO2长期作用，能转变成CaCO3，叫混凝土“碳化”，这种作用不断向深部发展能破坏钢筋表面的钝化膜。掺有粉煤灰的混凝土更易发生碳化作用，故需要严格控制掺灰量。
3其它用途
3.1作沥青混凝土填料
若用原状粉煤灰替代一吨矿粉，就目前的价格而言，可获百余元的直接经济效益。若在郑州地区全面推广本项目的研究成果，粉煤灰只要能取代全市50%左右的矿粉用量，那就可产生数百万元的纯经济效益，与此同时所伴随的环境效益和社会效益也将是巨大的。己铺设了30，000m2的试验路，试验路段的马歇尔指标以及路况与原室内对比试验数据吻合，效果令人满意，并获得了一定的经济效益。
3.2 利用干粗粉煤灰生产双灰粉
利用干粗粉煤灰、生石灰和废磷石膏为主要原料而开发的双灰粉生产技术，由于使用的主要原料为价值低廉的废弃物，其中只有生石灰需从市场购进，其余均不要花钱（至少政策上是这样规定），即双灰粉的原材料成本比较低廉，若将双灰粉的生产和销售成本控制在60元/吨（应该是没有太大的问题），销售价为100元/吨，保守地估计，以1.5吨双灰粉取代1吨砌筑水泥，那么至少可以产生200元的净效益，同时可带来大的较大的环境效益和社会效益。
3.3 农田中施用粉煤灰
若在靠近灰场的农田广泛施用粉煤灰，仅稻麦两季每季可用灰近百万吨，节省堆灰场占地600余亩；施灰田所产作物平均增产10%以上，可获直接经济效益逾千万元。
3.4 粉煤灰建筑砂浆
建筑砂浆掺入粉煤灰可平均减少30%的水泥用量，成本平均降低20%以上，可给工程建设单位带来可观的经济效益。郑州市每年建筑行业的水泥用量约500多万吨，其中至少有150万吨水泥用于建筑砂浆，若能在其中有30%推广粉煤灰砂浆技术，即有45万吨水泥用于建筑砂浆时被用粉煤灰部分取代，若粉煤灰取代水泥率保守地估计以25%为计，则每年可节约水泥10余万吨，粉煤灰的超量系数以1.8计，则每年可以综合利用20余万吨粉煤灰。目前每堆贮处置一吨湿排粉煤灰，其总花费约30元左右，因此，除了节约水泥的巨大经济效益外，节约20多万吨粉煤灰的处置费也是个不小的数目，其所带来的环境效益也是不言而喻的。粉煤灰砂浆技术预计1998年可用灰1万吨左右，节约水泥6000余吨，获纯经济效益200多万元。
参考文献
[1]赵亚娟，刘转年，赵西成.粉煤灰吸附剂的研究进展[J].材料导报，2007（11）.
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[3]辛峰宇.固化粉煤灰抗压强度试验及固化机理研究[D].福建农林大学.2011.
