粉煤灰在建筑材料領(lǐng)域中的應(yīng)用探討

田 野

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院有限公司,安徽 合肥 230051)

我國是一個(gè)發(fā)展大國,建筑行業(yè)市場十分廣大,每年對建筑材料的需求也保持在較高水平。然而,隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展,其對材料性能方面也提出了更高的要求。粉煤灰可以用于制造各類建筑材料,并且能夠有效的提升其性能,無疑是發(fā)展建筑材料技術(shù)的良好材料。另外,結(jié)合我國的現(xiàn)狀來看,可以發(fā)現(xiàn)其實(shí)際操作性很強(qiáng),且有重大的意義。

1 粉煤灰的物理及化學(xué)性質(zhì)

粉煤灰在建筑材料中的應(yīng)用必須建立在全面的認(rèn)識(shí)上,其方向主要在粉煤灰的物理及化學(xué)特性；這些特性對粉煤灰應(yīng)用的工藝選擇有著重要的作用。粉煤灰一般分為兩種,即干灰和濕灰,其劃分標(biāo)準(zhǔn)是能否適用于工業(yè)利用；干灰中含有的雜質(zhì)比較少,能夠適應(yīng)較高層次的工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng),而濕灰則相反,只能應(yīng)用于低級建筑材料的生產(chǎn),且其添加后的材料性能也無法和干灰相比較。拋開干灰和濕灰之間的具體差別不論,就粉煤灰的物理性質(zhì)而言,其往往呈現(xiàn)出灰褐色,形似水泥,顆粒直徑保持在1～200微米之間,質(zhì)量比重約為2～2.3克/立方厘米；粉煤灰的化學(xué)性質(zhì)與建筑材料的生產(chǎn)息息相關(guān),首先究其酸堿性而言,粉煤灰呈現(xiàn)出微弱的堿性,其中的化學(xué)成分以SiO2、Al2O3等和CEO、MgO 、Na2O、K2O、SO3 等氧化物及含量較少的鹽類共同構(gòu)成。將粉煤灰添加進(jìn)各種建筑材料的生產(chǎn)中時(shí),其中的化學(xué)物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生不同的效果。 以CaO為例,將其添加進(jìn)混凝土中,可以有效的提高混凝土的早期強(qiáng)度。當(dāng)然,粉煤灰并不是可以直接進(jìn)行利用的,其中未燃盡炭粒便是雜質(zhì)之一,其既容易造成污染,也不利于粉煤灰的資源化。所以,在實(shí)際的生產(chǎn)過程中,生產(chǎn)單位必須結(jié)合粉煤灰的各項(xiàng)特性,對粉煤灰進(jìn)行提純,提高其資源化水平。

2 粉煤灰在建材應(yīng)用中的機(jī)理

正如上文中提到,粉煤灰并不是可以直接進(jìn)行利用的資源,必須將其中的雜質(zhì)祛除,使其資源化水平能夠適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的要求。因此,必須針對這種狀況采取各種工藝手段,確保粉煤灰在建材中的應(yīng)用。粉煤灰之所以能夠應(yīng)用于建筑材料之中,和其火山灰活性有不可分割的聯(lián)系；火山灰活性指的是硅酸鹽材料磨細(xì)后,將其與堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后,能夠生成在空氣、水中硬化的化合物,而建筑材料性能的主要數(shù)據(jù)便包括材料的硬度。另外,粉煤灰的添加能夠使某些建筑材料的凝膠性能顯著提高,雖然粉煤灰自身沒有凝膠型,但含鈣粉煤灰在高溫燃燒下,能夠形成各種鈣鹽,在便為建筑材料提供了獨(dú)立凝膠性。因此,在某些生產(chǎn)單位對粉煤灰進(jìn)行加工時(shí),會(huì)適當(dāng)加入一些鈣粉來增強(qiáng)凝膠性。在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),還需要對粉煤灰的顆粒大小進(jìn)行要求,一般而言,顆粒狀越小的粉煤灰越適用于工業(yè)生產(chǎn),因其表面積更大,化學(xué)反應(yīng)也就更充分,材料活性也會(huì)得到一定程度的提高。所以,在對粉煤灰進(jìn)行加工之前,可以通過對其各種成分的檢測,適當(dāng)添加鈣粉等物質(zhì),或者對粉煤灰進(jìn)行物力方面的加工,確保其活性、性能的提升。

3 粉煤灰在建材中的應(yīng)用

3.1 高活性粉煤灰水泥混合材料

在很長一段時(shí)間內(nèi),粉煤灰混合材料制造的水泥都在性能方面存在不足,其具體表現(xiàn)在早期強(qiáng)度比較低,然而,通過提高粉煤灰活性度,妥善的對這一問題進(jìn)行了解決。經(jīng)過各種工藝流程處理后的粉煤灰,可以有效的改善水泥的性能和產(chǎn)量。國際上一般采用高標(biāo)號(hào)水泥、大摻量粉煤灰和高效減水劑混合的辦法提高粉煤灰活性,這一工藝的應(yīng)用,有效的擺脫了傳統(tǒng)粉煤灰水泥早期強(qiáng)度低的弱點(diǎn),改善了混凝土的性能。

3.2 高摻量粉煤灰燒結(jié)磚

粉煤灰在建筑材料中的應(yīng)用時(shí)間比較長,但某些建材的整體制造技術(shù)去依然比較低,例如粉煤灰制磚技術(shù)。過去使用的蒸汽制磚和免燒粉煤灰磚的技術(shù)含量便比較低,相應(yīng)的質(zhì)量方面也就難以得到保證。直至現(xiàn)今粉煤灰燒結(jié)磚技術(shù)在發(fā)展方面也存在欠缺,經(jīng)過高摻量粉煤灰燒結(jié)技術(shù)制造出的磚塊還是不能達(dá)到建造需求。因此,必須持續(xù)在這方面進(jìn)行研究,填補(bǔ)高質(zhì)量粉煤灰燒結(jié)磚技術(shù)的空缺,促使粉煤灰資源化水平提高。

3.3 粉煤灰用作襯砌材料

襯砌材料在建筑過程中有重要的作用,通過使用固化劑對粉煤灰等材料進(jìn)行固結(jié),可以有效的解決襯砌材料早期強(qiáng)度低、抗腐蝕能力差等不足。并且,從造價(jià)角度來看,使用粉煤灰用作襯砌材料比使用傳統(tǒng)材料所節(jié)約的材料約占百分之三十。其應(yīng)用范圍比較廣泛,在大壩的建設(shè)和護(hù)坡方面的應(yīng)用有著良好的效果。

3.4 粉煤灰泡沫陶瓷

粉煤灰泡沫瓷磚制造技術(shù)雖然還不是很成熟,沒有大規(guī)模投入生產(chǎn)。但是根據(jù)外國的相關(guān)報(bào)道,可以得出該材料的基本信息,即抗散裂性良好、強(qiáng)度高、隔音效果好、韌性強(qiáng),這便說明其在隔音板和輕質(zhì)磚的制造中擁有良好的市場前景。

3.5 粉煤灰作路基填料

粉煤灰在筑路上的應(yīng)用是其應(yīng)用形式的創(chuàng)新,我國每年增加的鐵路和公路建設(shè)總里程逐年增加,而粉煤灰在填筑路基的應(yīng)用也逐漸增多。粉煤灰在筑路中有顯著的優(yōu)越性,其能夠大幅度提高路基強(qiáng)度,粘聚性能也比較好,尤其是在飽和后,其強(qiáng)度和形變都會(huì)減少,這從某方面來說也能夠縮減建設(shè)工期,降低建造過程中的各項(xiàng)支出。

4 結(jié)語

總而言之,粉煤灰在建筑材料制造領(lǐng)域有著廣闊的市場前景。但在這個(gè)過程中,必須對粉煤灰的加工流程加以重視,根據(jù)粉煤灰不同的性質(zhì)將其應(yīng)用在不同種類的建材生產(chǎn)活動(dòng)中,以求實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。從而在一定程度上解決環(huán)境問題,改善人們的生活質(zhì)量,創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益,推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。