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粉煤灰在新型建筑材料领域的应用研究

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【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,粉煤灰的排放量也隨之加大,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.

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