淺析粉煤灰的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

1、淺析粉煤灰的應(yīng)用研究現(xiàn)狀論文關(guān)鍵詞：粉煤灰應(yīng)用研究現(xiàn)狀存在問(wèn)題論文摘要：綜述國(guó)內(nèi)外粉煤灰的綜合利用現(xiàn)狀，闡述我國(guó)的粉煤灰應(yīng)用的開(kāi)展和存在的主要問(wèn)題。一、前言隨著各行各業(yè)對(duì)粉煤灰的開(kāi)發(fā)和利用，特別是近幾年全國(guó)高速公路的迅猛開(kāi)展，粉煤灰的利用率越來(lái)越高，使粉煤灰“變廢為寶。粉煤灰在各項(xiàng)工程中的利用，不但使工程造價(jià)大大降低，而且在節(jié)約土地、環(huán)境保護(hù)方面的意義將是非常深遠(yuǎn)的。但是，到目前為止我國(guó)粉煤灰形勢(shì)仍然嚴(yán)峻，每年的粉煤灰治理費(fèi)耗資1.5億元以上，繳納粉煤灰排污費(fèi)1000多萬(wàn)元。因此，需要分析研究粉煤灰的應(yīng)用現(xiàn)狀，找出目前存在的問(wèn)題，促進(jìn)粉煤灰的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用。二、粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀粉煤灰是火力發(fā)

2、電廠燃煤粉鍋爐排除的一種工業(yè)廢渣。早在1914年，美國(guó)Ann發(fā)表了?煤灰火山特性的研究?，首先發(fā)現(xiàn)粉煤灰中氧化物具有火山灰特性。國(guó)外對(duì)粉煤灰的研究，可追溯到1920年后的電廠大型鍋爐改造，也就從此開(kāi)場(chǎng)有人研究粉煤灰的綜合利用1。而粉煤灰在混凝土中應(yīng)用比擬系統(tǒng)的研究工作是由美國(guó)伯克利加州理工學(xué)院的R.E.維斯在1933年后進(jìn)展的，后來(lái)其應(yīng)用不斷擴(kuò)展到各個(gè)利用領(lǐng)域2。但粉煤灰問(wèn)題真正引起人們重視是在二戰(zhàn)完畢之后，尤其是冷戰(zhàn)時(shí)期爆發(fā)的石油危機(jī)之后，許多國(guó)家發(fā)電廠的燃料構(gòu)造都發(fā)生變化，都加快轉(zhuǎn)向以煤炭為主要燃料的進(jìn)程。隨之而來(lái)的是大量灰渣的排放，這更一步促進(jìn)人們重視粉煤灰資源的綜合利用。于是在一些工業(yè)

3、興旺國(guó)家里，粉煤灰的綜合利用逐漸形成了一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)外粉煤灰綜合利用處徑歸納起來(lái)主要有以下7種：1粉煤灰加氣混凝土。粉煤灰加氣混凝土是新型、輕質(zhì)保溫節(jié)能的墻體材料。主要原料為粉煤灰，占70左右，其它為石灰、水泥、石膏、發(fā)氣劑等，將這些原料經(jīng)過(guò)加工配料、攪拌、澆注、發(fā)氣稠化、切割、蒸壓養(yǎng)護(hù)等工序制成?？捎米魑菝姹?、維護(hù)墻、隔斷墻，亦可做最高樓層為五層的承重墻，特別適用于高層建筑填充墻、寒冷地區(qū)的外墻和地震區(qū)使用，可減輕墻重，增加使用面積3-5。2粉煤灰混凝土空心砌塊。近年來(lái)，粉煤灰混凝土空心砌塊開(kāi)展較快，其主要原料為粉煤灰、集料、水泥等，原料經(jīng)計(jì)量配料、攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)等工序制成。在

4、普通混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊中，也可摻入粉煤灰，但作為摻合料參加。而在粉煤灰混凝土砌塊中，粉煤灰既是摻合料又是細(xì)集料，摻量較高6-7。3水泥粉煤灰膨脹珍珠巖混凝土保溫砌塊。其工藝流程根本上與粉煤灰混凝土空心砌塊相似。珍珠巖砌塊具有重量輕、保溫性能好，且有一定的強(qiáng)度等特點(diǎn)，影響密度與強(qiáng)度的因素有：珍珠巖的摻量，粉煤灰與水泥的比例以及工藝流程的控制。還可參加適量的外加劑，以進(jìn)步砌塊強(qiáng)度8。4粉煤灰混凝土路面磚。粉煤灰混凝土路面磚以水泥和粉煤灰為混合膠結(jié)料再配以粗骨料等，原料經(jīng)計(jì)量攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)制成，變更成型的模具可制成方磚、連鎖路面磚、仿古磚，綠化種草磚、路沿塊及其它形狀的路面磚等。成型采用

5、分層面料，即粉煤灰混凝土料和彩色料，還可制成各種彩色的路面磚。粉煤灰混凝土路面磚不但具有普通混凝土路面磚的優(yōu)點(diǎn)和用處，而且重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小，長(zhǎng)期性能更好。用于車(chē)行道、人行道、園林道路、廣嘗亭院、仿古建筑道路、停車(chē)嘗護(hù)坡和綠化等9-10。5粉煤灰磚。以粉煤灰、石灰為主要原料，摻加適量石膏和骨料，經(jīng)坯料制備，壓制成型，高壓或常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的粉煤灰磚。以粉煤灰為主，采用水泥為主要膠結(jié)料，經(jīng)坯料制備、壓制成型，常壓蒸注養(yǎng)護(hù)或自然養(yǎng)護(hù)而制成的粉煤灰磚。利用85-90的粉煤灰與局部添加劑為主要原料，經(jīng)攪拌半硬塑擠出或半干壓法成型磚坯，經(jīng)燃燒而成的無(wú)粘土燒結(jié)粉煤灰磚。這種磚打破了國(guó)內(nèi)外燒結(jié)磚中最多摻60

6、%粉煤灰的界限11-12。6粉煤灰陶粒及混凝土制品。陶粒是一種人造輕集料。粉煤灰陶粒以粉煤灰為主要原料，經(jīng)加工成球，燒結(jié)或燒脹而成的稱(chēng)為粉煤灰陶粒；經(jīng)常溫或蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的稱(chēng)非燒結(jié)粉煤灰輕集料。粉煤灰陶粒可用于大型外墻板和混凝土砌塊等新型墻體材料13-15。7粉煤灰混凝土輕質(zhì)隔墻板。主要是在輕度墻板的根底上，配料時(shí)參加局部粉煤灰消費(fèi)輕度隔墻板，或用水泥粉煤灰泡沫混凝土消費(fèi)輕度墻板16-18。此外，粉煤灰還可用于合成肥料，用作廢水，廢氣的絮凝劑等用處。三、國(guó)內(nèi)粉煤灰綜合利用狀況及存在的問(wèn)題我國(guó)有豐富的煤炭資源，近些年電力工業(yè)的開(kāi)展，也仍然以燃煤火力發(fā)電為主。2000年粉煤灰排放量到達(dá)1.6億噸。對(duì)

7、我們這個(gè)水資源缺乏，可耕地人均占有率很低的國(guó)家來(lái)說(shuō)，如何做好粉煤灰的利用和處置確實(shí)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。我國(guó)的粉煤灰利用工作歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)，從開(kāi)場(chǎng)至今大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：1初始階段，從50年代開(kāi)場(chǎng)，以建材制品和混凝土利用為主的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和建立一批建材制品示范廠為其標(biāo)志。2開(kāi)展時(shí)期，從60年代后期開(kāi)場(chǎng)，以消費(fèi)建材制品為主，這一時(shí)期的標(biāo)志是建材的利用量占利用總量的80%，而建材利用又以蒸汽制品為主。3調(diào)整時(shí)期，80年代開(kāi)場(chǎng)，以粉煤灰大量增長(zhǎng)，利用處徑的多樣化和建材利用比例的相對(duì)降低為其標(biāo)志19。盡管我國(guó)的粉煤灰絕對(duì)利用率并不低，而且隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展與打破和強(qiáng)迫性政策的出臺(tái)，粉煤灰利用處徑也日益增

8、多；但是和興旺國(guó)家相比，我國(guó)粉煤灰資源開(kāi)發(fā)和綜合利用的“質(zhì)還是與歐美的興旺國(guó)家存在不小差距，所以我國(guó)的粉煤灰形勢(shì)仍然嚴(yán)峻，任重而道遠(yuǎn)。存在的主要問(wèn)題如下20-22：1積存量驚人，堆存量仍在繼續(xù)增加。建國(guó)以來(lái)，歷年排放未加利用而堆存在灰場(chǎng)的粉煤灰總量已在25億噸以上。2022年發(fā)電用煤到達(dá)當(dāng)年煤炭產(chǎn)量的40%，2022年預(yù)測(cè)將到達(dá)54%，2022年將到達(dá)60%。在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，以煤發(fā)電的比例仍將維持在75%。雖經(jīng)粉煤灰利用量和利用率雖逐年進(jìn)步，但自1995年以來(lái)利用率增長(zhǎng)趨緩。2可直接利用的干粉比例不大，能供給優(yōu)質(zhì)粉煤灰的電廠更少。由于燃煤電廠煤種來(lái)源多，煤質(zhì)差異大，加上各電廠使用不同類(lèi)型的

9、磨煤機(jī)，煤粉往往較粗，燃燒不充分，直接使粉煤灰顆粒粗，含碳量高。70年代以前建立的燃煤電廠及后來(lái)所建的大量小電廠多采用低效干式除塵器或濕式除塵器，粉煤灰中最有用、性能最好的細(xì)顆粒被排入大氣，搜集下來(lái)的粗顆粒不利于利用。同時(shí)電廠輸灰系統(tǒng)多采用高水灰比的稀相水沖灰，大量干灰變?yōu)闈窕一钚源蟠笙陆担绊懹行褂煤筒槐闶褂谩?0年代以來(lái)雖然在大機(jī)組中采用高效除灰器，但不少電廠輸灰系統(tǒng)仍采用水沖，甚至灰渣混排，優(yōu)質(zhì)粉煤灰也被沖入貯灰場(chǎng)，嚴(yán)重影響著粉煤灰的利用。3利用率增長(zhǎng)不穩(wěn)定，局部行業(yè)利用才能沒(méi)有充分發(fā)揮。90年代初年以來(lái)筑路工程對(duì)粉煤灰利用做出重大奉獻(xiàn)，利用率從80年代初10%左右進(jìn)步到1997年的4

10、2%，但是受到諸多因素制約，利用率增長(zhǎng)的趨勢(shì)逐漸趨緩。原因如下：1高速公路建造量雖大，但不是每個(gè)電廠周?chē)紩?huì)修高速或高等級(jí)公路；2運(yùn)距超過(guò)50千米，從經(jīng)濟(jì)上就不合算；3就某一電場(chǎng)或某一地區(qū)而言，路修完用量會(huì)急速下降。4政策落實(shí)難，利用工作不盡人意。許多企業(yè)、基層干部及局部指導(dǎo)不知道有關(guān)粉煤灰綜合利用政策，不關(guān)心粉煤灰綜合利用政策的宣傳和貫徹，指導(dǎo)不力。企業(yè)申請(qǐng)免稅得不到支持，不給辦理或辦理手續(xù)較為費(fèi)事，更有甚者予以抵抗。不少企業(yè)見(jiàn)不到政策條文，甚至不知道粉煤灰綜合利用政策，以致不能充分利用政策爭(zhēng)取優(yōu)惠條件來(lái)開(kāi)展粉煤灰產(chǎn)業(yè)。5研究開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)缺乏，新成果不多。六七十年代各級(jí)政府、各部門(mén)曾投入大量財(cái)力

11、、物力、人力安排大量課題開(kāi)展粉煤灰綜合利用的研究和開(kāi)發(fā)，獲得了很多成果，為后來(lái)大量、有效利用提供了有利的技術(shù)支撐。九十年中期以來(lái)在粉煤灰利用的研究開(kāi)展方面政府的投入大大減少。這樣重大的有關(guān)國(guó)計(jì)民生的事業(yè)沒(méi)有得到有關(guān)科技指導(dǎo)部門(mén)的高度重視，所以這些年來(lái)新的利用成果、途徑、品種出現(xiàn)不多，影響今后利用程度的進(jìn)步。因此，另辟利用處徑才能維持原有的利用程度，否那么會(huì)導(dǎo)致新的堆存。四、完畢語(yǔ)綜上所述，粉煤灰科學(xué)技術(shù)是一項(xiàng)綜合性、邊緣性科學(xué)技術(shù)。其技術(shù)的可持續(xù)開(kāi)展，依賴(lài)于其它學(xué)科的最新進(jìn)展。假設(shè)能合理利用，那么既可以用來(lái)化解粉煤灰所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，又可以將其作為一個(gè)新興的資源以開(kāi)展多種實(shí)用性產(chǎn)品。參考文獻(xiàn)：

12、1AerianalAshAssiatin.1996albustinPrdut-PrdutinandUse.Alexandria,Virginia,1997.Kerall,.,.B.Ledbetter,andD.J.Teague.AnalysisfFlyAshesPrduedinTexas.Texas.2TransprtatinInstitute,TexasAUniversity,llegeStatin,Texas,1982.ResearhReprtN.240-1.3封海波、吳敬龍，加氣混凝土專(zhuān)用界面劑研制及性能研究，福建建筑，2022.10:30-31.4杜鵬程，阻燃型粉煤灰加氣混凝土的研制，

13、粉煤灰，2022.4:40-42.5尹維新、劉紅宇、洪彩霞，利用煤矸石電廠粉煤灰消費(fèi)加氣混凝土砌塊，新型建筑材料，2022.4:12-14.6周梅、李塑忠、霍寶榮，自燃煤殲石-粉煤灰消費(fèi)混凝土空心砌塊研究，混凝土與水泥制品，2022.6:53-55.7方萍、方正，混凝土空心砌塊用大摻量粉煤灰砌筑砂漿的研制，粉煤灰，2022.2:9-11.8李崇智、章銀祥、董愛(ài)，免蒸養(yǎng)粉煤灰水泥保溫砌塊，新型建筑材料，2001.2:37-38.9何水清、馮正義，彩色粉煤灰混凝土路面磚的消費(fèi)與應(yīng)用，新型建筑材料，2022.11:6-7.10岳峰、何水清，彩色粉煤灰混凝土路面磚消費(fèi)及其缺陷防治與施工，粉煤灰，202

14、2，4：43-46.11黃華大，蒸壓粉煤灰磚消費(fèi)特性及使用性能，磚瓦世界，2022.3:32-36.12方亮、梁建國(guó)，蒸壓粉煤灰磚墻片抗震性能研究，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2022.34(2):240-244.13范錦忠，粉煤灰陶粒混凝土的主要性能和應(yīng)用，粉煤灰，2022.2:45-48,6:32-33.14范錦忠，燒結(jié)機(jī)法消費(fèi)粉煤灰陶粒的焙燒原理及主要參數(shù)，粉煤灰，2022.6:41-44.15范錦忠，粉煤灰陶粒的消費(fèi)方法和主要性能，磚瓦，2022.9:114-117.16黃麗華、周大偉，摻多種工業(yè)廢渣的陶?；炷凛p質(zhì)隔墻板，新型建筑材料，2022.2:52-53.17王能關(guān)、左麗、賴(lài)洪美等，利用爐渣和粉煤灰消費(fèi)輕質(zhì)隔墻板，新型墻體