粉煤灰在建筑材料領域的應用分析

方國防

廈門市同安區第一建筑工程公司（361000）

粉煤灰在建筑材料領域的應用分析

方國防

廈門市同安區第一建筑工程公司（361000）

文章從建筑材料領域的角度切入，對粉煤灰在建筑材料領域的應用問題展開分析，首先研究了粉煤灰材料的基本特性，然后對粉煤灰在建筑材料領域中應用的可行性進行闡述，最后詳細分析粉煤灰與建筑材料領域水泥、混凝土、墻體、路基填料等多種材料的結合應用，望能夠促進建筑材料性能的進一步改善，并起到節約材料能源，降低工程造價，提高綜合效益的目的。關鍵詞：建筑材料；粉煤灰；應用

隨著城市供熱工程以及發電廠的不斷增加，粉煤灰排放量有逐年上升的趨勢。有關數據顯示，預測至2020年，全國范圍內粉煤灰總堆存量可達到30億噸以上。粉煤灰材料若不經過處理或者參與到循環應用中，勢必會在排放過程中產生大量揚塵，對大氣環境造成嚴重污染，有毒有害物質的排放還會對人體、生物產生不良影響。因此，如何實現對粉煤灰的循環應用已成為各方人員高度重視的課題之一。近年來的大量報道中指出，粉煤灰具有良好的化學活性，可嘗試在建筑材料領域中加以應用，是粉煤灰材料實現循環應用的重要途徑之一。

1　粉煤灰材料特性

粉煤灰是一種電廠生產運行過程中所排放的固體廢棄物，屬于火山灰性質的混合材料，它是煤灰燃燒后煙氣從鍋爐中帶出來的粉狀殘留物，具有火山灰質特性。粉煤灰材料密度在2.0～3.0kg·m-3范圍內，松散干容重在550.0～800.0kg·m-3范圍內，細度在2700.0～3500.0cm2·g-1范圍內，孔隙率在60.0%～75.0%范圍內。同時，試驗表明：粉煤灰材料有著良好的化學內能以及火山灰活性特點。雖然粉煤灰材料自身不具備獨立的膠凝性，但高鈣粉煤灰材料在煤粉燃燒過程中可能生成鋁、硅鈣鹽，具有獨立膠凝性。有部分火電廠為提高粉煤灰應用性能，在煤粉燃燒過程中加入一定比例石灰，對提高粉煤灰內部鈣含量以及改善膠凝性能有重要意義。

2　粉煤灰應用于建筑材料的可行性

粉煤灰材料有著非常良好的化學活性，主要來源于熱電站煙囪收集的灰塵，屬于火山灰性質的混合材料是煤灰燃燒后，由煙氣從鍋爐中帶出來的粉狀殘留物，具有火山灰質特性。同時，粉煤灰材料中還含有大量微珠狀或球狀顆粒，表面積小，可大量填充于建筑材料內部孔隙中。既往試驗中還證實：以混凝土材料為例，在不改變用水量的前提下，粉煤灰的摻入能夠顯著提高混凝土拌合料的凝結性能。因此，將粉煤灰材料大量應用于建筑材料領域有著良好的可行性，且具有以下幾個方面的優勢：粉煤灰在建筑材料領域有非常廣泛的應用范圍；粉煤灰在建筑材料領域的應用量大，規模大；粉煤灰在建筑材料領域的利用程度高；粉煤灰在建筑材料領域的應用可有效節約能源，控制成本造價。

3　粉煤灰在建筑材料中的具體應用

3.1粉煤灰水泥材料

粉煤灰有火山灰類似活性特點。在將粉煤灰材料應用于水泥、混凝土摻加料中時，可以起到改善混凝土和易性水平，改善減水效果，提高混凝土抗壓強度、抗彎強度的目的。同時，在粉煤灰材料摻入的背景下，水泥材料透水性能夠得到明顯改善，緩解早期干縮以及后期干縮，降低水泥水化熱反應。更為關鍵的是：粉煤灰水泥材料在建筑領域應用后殘余碳還能夠得到重復應用，如作為水泥熟料煅燒環節中的原料，起到節約燃料開支，降低水泥生產能耗的效果。綜合上述特性來看，在建筑領域應用粉煤灰水泥材料能夠在降低能耗的同時改善水泥材料的理化性能，在綠色化建筑材料研發應用等方面具有相當廣闊的發展前景。

3.2粉煤灰混凝土

在建筑工程混凝土材料中摻入粉煤灰形成粉煤灰混凝土主要具備以下幾個方面的功能：第一是能夠改善新拌合混凝土原料的和易性水平；第二是能夠提高混凝土材料的后期強度水平；第三是能夠降低混凝土澆筑后的內部水化熱反應強度；第四是能夠使混凝土原料堿骨料反應得到有效抑制。更為關鍵的是，通過摻入一定比例粉煤灰的方式還能提高工程建設質量，降低成本，節約工程造價，具有突出的綜合效益。具體而言，粉煤灰混凝土材料根據建筑材料應用形式與領域的不同還可以劃分為以下幾種類型。

3.2.1綠色高摻量粉煤灰混凝土

高摻量粉煤灰混凝土是指粉煤灰摻入量在40.0%以上的混凝土材料。此類混凝土材料的應用能夠有效減少環境污染，對節約資源也有積極作用。同時，由于粉煤灰材料摻入比例高，因此混凝土材料后期強度突出，與普通水泥原料相比，綠色高摻量粉煤灰混凝土在水化熱特性、抗凍性、和易性等方面均具有良好優勢，可將此類材料應用于路基、填筑壩等工程中。

3.2.2粉煤灰混凝土砌塊

粉煤灰混凝土砌塊的主要生產原料包括水泥、集料、以及粉煤灰三類，原料按照一定比例計量配料，經過攪拌、成型、養護等工序制成并使用。粉煤灰在此類材料中既屬于摻和料又屬于細集料，具有強度高、節約能源、質量輕以及節約工程造價等優勢。在粉煤灰混凝土砌塊材料中，粉煤灰的摻入量應達到30.0%以上，經拌合后材料抗壓強度可達到2.5～10.0MPa，抗凍性達到D25合格標準，碳化系數在0.8以上，軟化系數可達到0.75以上，可滿足多種建筑工程中對砌塊材料的性能要求。

3.3粉煤灰墻體

在建筑墻體材料中，粉煤灰的主要應用是襯砌使用。既往試驗表明，與傳統墻體襯砌材料相比，用固化劑固化后粉煤灰材料作為墻體襯砌防滲材料能夠顯著改善墻體抗凍性能以及防滲性能，同時可節約30%左右的工程造價。因此，在近年來的新型建筑項目墻體施工中，多建議用固化劑對煤渣、石屑、以及粉煤灰材料進行總和固結，以作為墻體襯砌使用。除此以外，粉煤灰墻體材料還可在渠道防滲、水庫加固護坡電廠灰壩護坡、以及海堤護坡等多類工程項目中發揮其獨特的應用優勢。

3.4粉煤灰路基填料

粉煤灰材料可在道路路基填筑施工中發揮良好的應用價值。通過對粉煤灰材料的合理應用，一方面能夠提高路基填料的綜合性能，另一方面也能夠為粉煤灰的大規模循環應用開辟全新渠道。與天然路基填筑材料相比，粉煤灰摻入后的路基填料具有比重小、壓實含水率高、壓實難度低、抗踐強度高等多個方面的性能優勢，并且不會受到環境條件的影響，因此在應用于路基填筑施工時可以明顯縮短填筑工期，對降低工程造價也有良好價值。

4　結語

綜上所述，粉煤灰在建筑材料領域有著非常突出的應用價值與優勢，粉煤灰可以在水泥、混凝土、墻體、路基填料等多個領域發揮其相應功能。但現階段有關粉煤灰材料的應用技術與工藝手段還存在滯后性，尚不夠完善，這就要求相關工作人員進一步加大對粉煤灰材料的研究與開發力度，逐步提高我國建筑領域對粉煤灰材料的應用開發水平，使建筑材料的應用實踐更具資源節約、環境保護等綜合效益，發展形成更多具有粉煤灰獨特性能優勢的全新建筑材料產品。

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