中国粉煤灰应用现状.doc

中国粉煤灰应用现状、范围

粉煤灰是一种放错地方的资源，粉煤灰可用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料，并成为水泥、混凝土的组分，粉煤灰作为原料代替黏土生产水泥熟料的原料、制造烧结砖、蒸压加气混凝土、泡沫混凝土、空心砌砖、烧结或非烧结陶粒，铺筑道路；构筑坝体，建设港口，农田坑洼低地、煤矿塌陷区及矿井的回填；也可以从中分选漂珠、微珠、铁精粉、碳、铝等有用物质，其中漂珠、微珠可分别用作保温材料、耐火材料、塑料、橡胶填料。

百度百科

1．粉煤灰加气混凝土。粉煤灰加气混凝土是新型、轻质保温节能的墙体材料。主要原料为粉煤灰，占70％左右，其它为石灰、水泥、石膏、发气剂等，将这些原料经过加工配料、搅拌、浇注、发气稠化、切割、蒸压养护等工序制成。可用作屋面保温、维护墙、隔断墙，亦可做最高楼层为五层的承重墙，特别适用于高层建筑填充墙、寒冷地区的外墙和地震区使用，可减轻墙重，增加使用面积[3-5]。
　　2．粉煤灰混凝土空心砌块。近年来，粉煤灰混凝土空心砌块发展较快，其主要原料为粉煤灰、集料、水泥等，原料经计量配料、搅拌、成型、养护等工序制成。在普通混凝土砌块和轻集料混凝土砌块中，也可掺入粉煤灰，但作为掺合料加入。而在粉煤灰混凝土砌块中，粉煤灰既是掺合料又是细集料，掺量较高[6-7]。
　　3．水泥粉煤灰膨胀珍珠岩混凝土保温砌块。其工艺流程基本上与粉煤灰混凝土空心砌块相似。珍珠岩砌块具有重量轻、保温性能好，且有一定的强度等特点，影响密度与强度的因素有：珍珠岩的掺量，粉煤灰与水泥的比例以及工艺流程的控制。还可加入适量的外加剂，以提高砌块强度[8]。
　　4．粉煤灰混凝土路面砖。粉煤灰混凝土路面砖以水泥和粉煤灰为混合胶结料再配以粗骨料等，原料经计量搅拌、成型、养护制成，变更成型的模具可制成方砖、连锁路面砖、仿古砖，绿化种草砖、路沿块及其它形状的路面砖等。成型采用分层面料，即粉煤灰混凝土料和彩色料，还可制成各种彩色的路面砖。粉煤灰混凝土路面砖不但具有普通混凝土路面砖的优点和用途，而且重量轻、导热系数小，长期性能更好。用于车行道、人行道、园林道路、广场、亭院、仿古建筑道路停车场、护坡和绿化等[9-10]。
　　5．粉煤灰砖。以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和骨料，经坯料制备，压制成型，高压或常压蒸汽养护而成的粉煤灰砖。以粉煤灰为主，采用水泥为主要胶结料，经坯料制备、压制成型，常压蒸注养护或自然养护而制成的粉煤灰砖。利用85％-90％的粉煤灰与部分添加剂为主要原料，经搅拌半硬塑挤出或半干压法成型砖坯，经燃烧而成的无粘土烧结粉煤灰砖。这种砖打破了国内外烧结砖中最多掺60%粉煤灰的界限[11-12]。
　　6．粉煤灰陶粒及混凝土制品。陶粒是一种人造轻集料。粉煤灰陶粒以粉煤灰为主要原料，经加工成球，烧结或烧胀而成的称为粉煤灰陶粒；经常温或蒸汽养护而成的称非烧结粉煤灰轻集料。粉煤灰陶粒可用于大型外墙板和混凝土砌块等新型墙体材料[13-15]。
　　7．粉煤灰混凝土轻质隔墙板。主要是在轻度墙板的基础上，配料时加入部分粉煤灰生产轻度隔墙板，或用水泥粉煤灰泡沫混凝土生产轻度墙板[16-18]。
　　此外，粉煤灰还可用于合成肥料，用作废水，废气的絮凝剂等用途。
一 建筑方面
1.粉煤灰混凝土。 目的增加混凝土的耐久性而不是强度。 任何强度的混凝土都可以通过掺加粉煤灰而提高耐久性。
粉煤灰掺入对混凝土早期强度有影响。若对早期强度要求较高，则粉煤灰配比不宜超过30%。同时，也有数种方式降低粉煤灰添加剂对混凝土早起强度的影响。
原理：火山灰反应：在一些火山灰质的混合料中，存在着一定数量的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分。所谓火山灰反应就是指这些活性组分与氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反应产物，其中，氢氧化钙可以来源于外掺的石灰，也可以来源于水泥水化时所放出的氢氧化钙。在火山灰水泥的水化过程中,火山灰反应是火山灰混合材中的活性组分与水泥熟料水化时放出的氢氧化钙的反应。因此，火山灰水泥的水化过程是一个二次反应过程。首先是水泥熟料的水化，放出氢氧化钙，然后再是火山灰反应。这两个反应是交替进行的，并且彼此互为条件，互相制约，而不是简单孤立的。
详见链接、文献。

2. 粉煤灰砌块
行业标准：
市场分析：

3. 蒸压粉煤灰砖

4．粉煤灰烧结砖

粉煤灰烧结砖由热电厂所产生的工业垃圾——粉煤灰和普通炉渣、页岩为主要原料，经过搅拌、挤压、成型、烧制而成。这种新型建材产品的原材料80%以上为工业和民用垃圾，被国家确定为环保、节能产品。使用粉煤灰烧结砖做建筑材料，工程总造价可降低6%至8%，具有显着的社会效益和经济效益。
开发生产粉煤灰烧结砖前景看好。首先，国家有关部门已下达2008年在部分省市强制性取消黏土砖的文件。其次，建设质检部门对粉煤灰烧结砖进行检测后认为，与黏土砖外形、尺寸相同的粉煤灰烧结砖有五大优点：一是砖体质量好，尺寸标准高。成品砖破损数量少，砌筑时率加快。二是单砖重量轻。粉煤灰烧结砖每平方米重量与黏土砖比降低20%以上，减轻了建筑物框架梁、柱、基础的压力，可降低墙体造价3％至5%，节省运输费用8%左右。三是保温性能好。粉煤灰烧结砖墙体热阻是普通黏土砖的2.2倍。四是抗压强度及各项物理指标高。五是砖体外观以及敲击声如同瓷器。第四，国家对粉煤灰掺入量超过60%的新型建材企业，给予免税、免墙改节能费等优惠政策。

二 高速公路中粉煤灰应用。
高速公路快速发展，粉煤灰应用相应增加。
我国年粉煤灰排放量非常大，但利用率很低。就地就近利用粉煤灰来修筑公路，变废为宝，既减少环境污染，又能减少占用农田，提高道路工程质量，降低成本，具有较大的社会经济效益。

实例：《水泥粉煤灰稳定碎石基层在赤通高速公路中的应用》
稳定碎石

1粉煤灰在填筑路基方面的应用
粉煤灰填筑路堤的应用程序首先根据拟填筑路基的高度和原地基土质水文条件，采取相应的设计措施，对施工工艺及控制标准提出要求。路堤设计中要根据地基的状况采取措施排除地下水，加速土的固结，满足工后沉降和稳定性要求，其方法有：设碎石桩，把原基作成一定拱度，铺碎石垫层或碎石加砂垫层，可以在碎石垫层上敷设两层土工织物加筋层，每层厚度30cm，填筑砂土或亚砂土，加筋层设置的目的上，一是加筋作用起增加路堤的抗滑稳定性，二是隔离毛细水，防止粉煤灰填料含水量过大而引起路堤粉煤灰强度降低。在土工物加筋隔离层上按规定30cm一层纵向填筑粉煤灰并碾压至要求的密实度。路槽标高以下设置50cm的亚砂土覆盖层封顶。边坡用宽2m（水平方向）的亚砂土作包边，形成土质包边外壳，以保护粉煤灰路堤边坡的稳定性。土质边坡上要纵横设置无纺土工织物碎石盲沟。在路堤设计中要对粉煤灰路堤及土质边坡进行稳定验算。在稳定验算中，不计粘结力C值，内摩擦角φ值也应取用饱水后的φ值为宜，以策安全。

2粉煤灰在路面基层和底基层施工中的应用
2.1二灰混合料将石灰、粉煤灰及其他掺入材料，按照合适的比例、最佳含水量、合理的工艺过程拌和均匀，经压实、养生后具有规定抗压强度的混合料，称为石灰、粉煤灰混合料（简称二灰混合料）。常见的有二灰碎石、二灰砂砾、二灰砂和二灰土（只能用作底基层）等。
二灰稳定土，具有良好的力学性能、板结性、水稳定性和一定的抗冻性，其抗冻性比纯石灰土高得多。
2.2材料在做二灰混合料配合比之前，所使用的各单质材料要做试验检测，使之符合JTJ034技术规范的要求。
无侧限抗压强度试验 强度试验的目的，是核实一下同一种粉煤灰和石灰及土或碎石，在不同石灰剂量时混合料的标准试件标养后其强度变化情况。影响强度的因素主要有：石灰有效成分、结合料所占比例以及制件时所用干密度。制件时一定要考虑到施工要求的压实度。

2.3.3 二灰类混合料的施工

施工一般要求
剂量准确、拌和均匀、碾压密实、封闭交通、及时养生。二灰土施工，可以采用厂拌或路拌，二灰碎石施工则必须厂拌。另外一定要把好材料质量关，毫无疑问，没有合格的原

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三 粉煤灰治理废水
粉煤灰在废水处理中应用的主要机理为吸附，其中也包括接触絮凝、中和沉淀和过滤拦截等协同作用。粉煤灰中存在Al、Si 等活性点，使其可与吸附质通过化学键或离子键结合发生化学吸附作用，这是粉煤灰处理废水的主要机理。
http://www.carcu.org/html/xiehuizhubanzazhi/zhgxhjj/2011-08/2011/0823/6618.html

中国混凝土各行业标准（强度和早期强度—弹性模量，耐高温，抗腐蚀，碱集料反应，）

中国混凝土、水泥替代产品

1水渣 水渣变身水泥替代品
首钢京唐公司有效利用固体废弃物
  水渣变身水泥替代品
  本报讯（通讯员 耿振奎）唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司一期超细粉生产线近日投产，将首钢京唐公司高炉生产排出的水渣变成了优质建筑用原料，实现了固体废弃物资源化开发利用。这是首钢走循环经济发展道路，利用社会资源发展环保事业，加快发展方式转变迈出的成功一步。
  为解决首钢京唐公司高炉生产排出的水渣等固体废弃物问题，首钢环保产业事业部、首钢京唐公司与唐山冀东水泥股份有限公司以合资形式于2009年6月注册成立了唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司，共同建设矿渣超细粉生产线，使高炉水渣变成水泥的替代品，实现工业固体废弃物的资源化开发利用。唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司一期工程建设了两条生产线，年处理水渣138万吨，年产达120万吨，属于优质超细磨粉，年创效益2000万元。二期工程目前已经开始施工建设，计划2011年4月建成投产。

2

混凝土弹性模量：

国标一级：采用优质粉煤灰和高效减水剂复合技术生产高标号混凝土的现代混凝土新技术正在全国迅速发展。
国标二级：优质粉煤灰特别适用于配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐混凝土和抗软水侵蚀混凝土及地下、水下工程混凝土、压浆混凝土和碾压混凝土。
国标三级：粉煤灰混凝土具有和易性好、可泵性强、终饰性改善、抗冲击能力提高、抗冻性增强等优点。

地质聚合物：
天然的活人工的含硅、铝材料，在碱性介质下条件下，通过地质聚合作用（硅氧四面体、铝氧六面体结合成三维网络结构的过程），形成具有很高的强度、长期的化学稳定性和耐久性的胶凝材料。可见， 地质聚合物水泥与传统的硅酸盐水泥不同。 不需要高温煅烧，节省能源，又免除了大量有害废气的排放。
1983年美国Lone Star 水泥工业公司完成了地质聚合物水泥的商业性生产。当时的原理应用是有机酚塑料与似长石和沸石的合成。 当时需要的激发条件：高PH值、强碱浓度、高压力、以及150以上的高温。
与硅酸盐水泥不同的是地质聚合物水泥的原料都含有Si-O-Si键或Si-o-Al键的聚合体。

进行水泥混凝土，沥青混凝土，地质聚合物混凝土各项指标对比。