论文部分内容阅读
摘 要：先进的粉煤灰综合利用技术，可以带来巨大的环保效益、经济效应和社會效益，能够一定程度上促进当地经济的发展以及缓解土地资源紧张等局面，因此燃煤电厂粉煤灰的综合利用有着极其重要的意义。本文对粉煤灰的涵义与危害及综合利用的意义、粉煤灰综合利用技术以及粉煤灰对于提高混凝土性能的表现进行了论述分析，以供参考。
关键词：粉煤灰；危害；综合利用技术；意义；应用；混凝土；
文章编号：1674-3520（2015）-07-00-02
粉煤灰是燃煤电厂锅炉烟气经除尘器收集后获得的细小飞灰和炉底渣，目前，粉煤灰综合利用主要方式有生产水泥、混凝土及其他建材产品，燃煤电厂粉煤灰用于混凝土中，可提高混凝土的可泵性，也能使得新浇灌的水泥混凝土的水化热降低，粉煤灰以其低廉的价格、供需量逐渐取代市场上的胶凝材料和部分骨料，其较好的可利用性能有着较好的应用前景。
一、粉煤灰的涵义与危害及综合利用技术的意义
（一）粉煤灰的涵义。粉煤灰主要有硅铝玻璃、微晶矿物颗粒和未燃尽的残炭微粒所组成，其化学成分以氧化硅和氧化铝为主。煤炭在锅炉中燃烧后有两种固态残留物--灰和渣。随烟气从锅炉尾部排出的，主要经除尘器收集下来的固体颗粒即为粉煤灰；颗粒较大或呈块状的，从炉膛底部收集出来的称为炉底渣。从综合利用角度讲的粉煤灰，一般也包括渣，即灰渣的统称。
（二）粉煤灰的危害。粉煤灰露天堆放，刮风天灰尘污染空气，下雨天渗水污染地下水。根据国内外试验研究发现，粉煤灰渗水使地下水产生不同程度的污染，比较明显的是使pH值升高、有毒有害的铬、砷等元素增加。再加上粉煤灰贮灰场大多位于江、河、湖及城市水源保护区域，水源保护问题也十分迫切。燃煤电厂粉煤灰作为一种固体废弃物，广泛地存在于燃煤电厂旁边，由于我国处理粉煤灰技术欠缺，导致粉煤灰大量的堆积，污染环境，发电企业为解决固体废物的贮存和处置，常常需要投入大量的资金和人力，而随着燃煤电厂发电量的增加，产生的粉煤灰量也每年成百上千万吨的增加，若不能很好地综合利用，粉煤灰堆存将占用大量土地，极大地制约了当地经济的发展、污染当地环境，合理的综合利用燃煤电厂粉煤灰，是现今亟待解决的问题。
（三）粉煤灰综合利用技术的意义。燃煤电厂粉煤灰的综合利用途径，主要用于筑路、水泥、建工、建材等行业，采用清洁化生产方式使得燃煤电厂粉煤灰资源化，通过引进人才和设备，积极的研究和解决燃煤电厂粉煤灰处理问题等。燃煤电厂粉煤灰的有效的综合治理，可解决粉煤灰堆存占用土地资源的问题，缓解贮存过程中的二次污染，而且适宜的粉煤灰综合利用技术，能够提炼出粉煤灰中少量的微量元素，这些元素可能对农作物生长有利。另外，粉煤灰中含有的炭珠、铁珠等物质可通过回收再利用，可作为轻质保温盒耐火材料。因此燃煤电厂粉煤灰的综合利用技术具有广泛的应用前景。
二、粉煤灰综合利用技术的应用
我国粉煤灰最早用于生产建筑材料，利用率一直保持在25%左右。粉煤灰烧结砖、生产水泥熟料及用作混合材、生产陶粒、砌块、加气混凝土、墙体材料等，都是国家推广的成熟技术。
（一）粉煤灰生产烧结砖及蒸汽养护砖。粉煤灰的用量从30%到70%，主要工艺和设备与普通粘土砖基本相同。粉煤灰蒸养砖的配料除粉煤灰可占65%左右外，还需配入适量的骨料生石灰和石膏，经坯料制备、压制成型，经常压或高压蒸汽养护后烧制成砖。它对粉煤灰的要求是灰的含碳量越低越好，灰的活性越高越好。
（二）粉煤灰生产硅酸盐砌块。粉煤灰硅酸盐砌块以粉煤灰、石灰和石膏和胶结料为原料，在配料中除炉渣为主占55%左右外，粉煤灰用量也可达30%。经加水搅拌，振动成型，蒸汽养护而成。此工艺对粉煤灰质量的要求是其烧失量低于15%。适用于工业及民用建筑，且比粘土砖的保温性能好，自重轻，能满足一般建筑物承重墙的耐火极限要求。
（三）粉煤灰制泡沫玻璃。泡沫玻璃是一种新型建筑材料，它可由粉煤灰（可占70%）为主要原料烧制而成，其密度在0.5～0.8t/m3之间。具有抗压、隔热、隔音、防水、能浮出水面等性能，是现代高层建筑的优质材料。泡沫玻璃作大型雕塑材料，可制成大块，可任意切割装配。用泡沫玻璃制成的墙体砖，密度仅为普通粘土砖的5%～10%，而强度却高出8～15倍，所以，它具有质轻、强度大、节能等优点。用它作为保温、隔热、隔音材料具有物美价廉的优点，有较高的经济效益和社会效益。
（四）粉煤灰生产陶粒。利用粉煤灰为主要原料，加入一定量的胶结料和水，经成球、烧结而成的轻骨料为烧结粉煤灰陶粒。它是一种性能良好的人造轻骨料，其粉煤量用量可达80%左右。可以配制300号混凝土。由于其有密度小、耐热度高、抗掺性好、耐冲击力强等优点，可替代天然渣石配制150～300号的混凝土，广泛地用于工业与民用建筑、制作各种混凝土构件，还可用于桥梁、窑炉和烟囱的砌筑。
（五）粉煤灰在砂浆中代替部分水泥、石灰或砂。砂浆在建筑工程中的用量很大，且对粉煤灰的质量不高，可改善混凝土的特性并节约水泥。此项技术可大量利用粉煤灰，每立方米混凝土可用粉煤灰50～100kg，节约水泥50～100kg。
（六）粉煤灰制造加气混凝土。粉煤灰生产加气混凝土是以粉煤灰为基本原料，配以适量的水泥、石膏及铝粉等添加剂以制成一种轻质的混凝土，其粉煤灰用量可占70%左右。主要用于屋面保温、内外墙体和阳台隔断。具有较好的社会和经济效益。
三、粉煤灰对于提高混凝土性能的表现
在工程施工过程中，在混凝土中经常会掺加一定量的替代水泥的粉煤灰，通常掺入粉煤灰的混凝土的应用途径主要有下三种：第一，在大体积水工混凝土中，在初期混凝土的强度要求不是很高，长期混凝土的强度要求维持在25～35MPa，会掺入大量的粉煤灰；第二，在结构混凝土中，会用较小的粉煤灰代替水泥；第三，在对强度要求不高的回填或基层道路的混凝土中，掺入大量的粉煤灰代替水泥。调查分析显示，粉煤灰能够在以下几个方面提高混凝土的性能：1、粉煤灰具备的形态效应能够产生一定量的水势能，能够有效的降低混凝土结构的用水量，在保证混凝土结构的强度的基础上，降低水泥的使用量，防止混凝土结构的水化升温速度，避免混凝土出现温度裂缝，同时还具有致密功能。2、粉煤灰在进行火山灰效应过程中会产生一定量的反应势能，该反应势能能够增加一定程度的混凝土的强度。3、粉煤灰产生的微集料效应具有的致密势能，能够有效的避免混凝土有害孔的出现几率，增强混凝土结构的密实程度，其中粉煤灰化学反应产生的水化热具有一定的支撑作用，能够增强混凝土的粘结强度，从而增强混凝土结构的抗裂能力。
四、结束语
由于我国社会经济发展的需要和能源结构的特点，势必在今后的一段时间或很长时间内仍将大力发展燃煤电厂，因此粉煤灰的产量肯定是巨大的，把燃煤电厂粉煤灰资源化，使其可二次利用，是今后相关燃煤电厂亟待解决的问题，燃煤电厂粉煤灰的综合利用，对促进当地经济的发展以及缓解当地土地资源紧张等局面有着重要的意义。
参考文献：
[1]赵丽华，赵中一.粉煤灰资源化的现状[J].环境污染治理技术与设备，2002
[2]王建平，郭志斌，万忠东.乳化捕收剂的浮选效果分析[J].选煤技术，2009
[3]阮继政等.影响超声乳化柴油捕收剂稳定性的实验研究[J].煤炭科学技术，2011
[4]杨发青.大掺量粉煤灰在混凝土中的应用[J].科技创新导报.2011
关键词：粉煤灰；危害；综合利用技术；意义；应用；混凝土；
文章编号：1674-3520（2015）-07-00-02
粉煤灰是燃煤电厂锅炉烟气经除尘器收集后获得的细小飞灰和炉底渣，目前，粉煤灰综合利用主要方式有生产水泥、混凝土及其他建材产品，燃煤电厂粉煤灰用于混凝土中，可提高混凝土的可泵性，也能使得新浇灌的水泥混凝土的水化热降低，粉煤灰以其低廉的价格、供需量逐渐取代市场上的胶凝材料和部分骨料，其较好的可利用性能有着较好的应用前景。
一、粉煤灰的涵义与危害及综合利用技术的意义
（一）粉煤灰的涵义。粉煤灰主要有硅铝玻璃、微晶矿物颗粒和未燃尽的残炭微粒所组成，其化学成分以氧化硅和氧化铝为主。煤炭在锅炉中燃烧后有两种固态残留物--灰和渣。随烟气从锅炉尾部排出的，主要经除尘器收集下来的固体颗粒即为粉煤灰；颗粒较大或呈块状的，从炉膛底部收集出来的称为炉底渣。从综合利用角度讲的粉煤灰，一般也包括渣，即灰渣的统称。
（二）粉煤灰的危害。粉煤灰露天堆放，刮风天灰尘污染空气，下雨天渗水污染地下水。根据国内外试验研究发现，粉煤灰渗水使地下水产生不同程度的污染，比较明显的是使pH值升高、有毒有害的铬、砷等元素增加。再加上粉煤灰贮灰场大多位于江、河、湖及城市水源保护区域，水源保护问题也十分迫切。燃煤电厂粉煤灰作为一种固体废弃物，广泛地存在于燃煤电厂旁边，由于我国处理粉煤灰技术欠缺，导致粉煤灰大量的堆积，污染环境，发电企业为解决固体废物的贮存和处置，常常需要投入大量的资金和人力，而随着燃煤电厂发电量的增加，产生的粉煤灰量也每年成百上千万吨的增加，若不能很好地综合利用，粉煤灰堆存将占用大量土地，极大地制约了当地经济的发展、污染当地环境，合理的综合利用燃煤电厂粉煤灰，是现今亟待解决的问题。
（三）粉煤灰综合利用技术的意义。燃煤电厂粉煤灰的综合利用途径，主要用于筑路、水泥、建工、建材等行业，采用清洁化生产方式使得燃煤电厂粉煤灰资源化，通过引进人才和设备，积极的研究和解决燃煤电厂粉煤灰处理问题等。燃煤电厂粉煤灰的有效的综合治理，可解决粉煤灰堆存占用土地资源的问题，缓解贮存过程中的二次污染，而且适宜的粉煤灰综合利用技术，能够提炼出粉煤灰中少量的微量元素，这些元素可能对农作物生长有利。另外，粉煤灰中含有的炭珠、铁珠等物质可通过回收再利用，可作为轻质保温盒耐火材料。因此燃煤电厂粉煤灰的综合利用技术具有广泛的应用前景。
二、粉煤灰综合利用技术的应用
我国粉煤灰最早用于生产建筑材料，利用率一直保持在25%左右。粉煤灰烧结砖、生产水泥熟料及用作混合材、生产陶粒、砌块、加气混凝土、墙体材料等，都是国家推广的成熟技术。
（一）粉煤灰生产烧结砖及蒸汽养护砖。粉煤灰的用量从30%到70%，主要工艺和设备与普通粘土砖基本相同。粉煤灰蒸养砖的配料除粉煤灰可占65%左右外，还需配入适量的骨料生石灰和石膏，经坯料制备、压制成型，经常压或高压蒸汽养护后烧制成砖。它对粉煤灰的要求是灰的含碳量越低越好，灰的活性越高越好。
（二）粉煤灰生产硅酸盐砌块。粉煤灰硅酸盐砌块以粉煤灰、石灰和石膏和胶结料为原料，在配料中除炉渣为主占55%左右外，粉煤灰用量也可达30%。经加水搅拌，振动成型，蒸汽养护而成。此工艺对粉煤灰质量的要求是其烧失量低于15%。适用于工业及民用建筑，且比粘土砖的保温性能好，自重轻，能满足一般建筑物承重墙的耐火极限要求。
（三）粉煤灰制泡沫玻璃。泡沫玻璃是一种新型建筑材料，它可由粉煤灰（可占70%）为主要原料烧制而成，其密度在0.5～0.8t/m3之间。具有抗压、隔热、隔音、防水、能浮出水面等性能，是现代高层建筑的优质材料。泡沫玻璃作大型雕塑材料，可制成大块，可任意切割装配。用泡沫玻璃制成的墙体砖，密度仅为普通粘土砖的5%～10%，而强度却高出8～15倍，所以，它具有质轻、强度大、节能等优点。用它作为保温、隔热、隔音材料具有物美价廉的优点，有较高的经济效益和社会效益。
（四）粉煤灰生产陶粒。利用粉煤灰为主要原料，加入一定量的胶结料和水，经成球、烧结而成的轻骨料为烧结粉煤灰陶粒。它是一种性能良好的人造轻骨料，其粉煤量用量可达80%左右。可以配制300号混凝土。由于其有密度小、耐热度高、抗掺性好、耐冲击力强等优点，可替代天然渣石配制150～300号的混凝土，广泛地用于工业与民用建筑、制作各种混凝土构件，还可用于桥梁、窑炉和烟囱的砌筑。
（五）粉煤灰在砂浆中代替部分水泥、石灰或砂。砂浆在建筑工程中的用量很大，且对粉煤灰的质量不高，可改善混凝土的特性并节约水泥。此项技术可大量利用粉煤灰，每立方米混凝土可用粉煤灰50～100kg，节约水泥50～100kg。
（六）粉煤灰制造加气混凝土。粉煤灰生产加气混凝土是以粉煤灰为基本原料，配以适量的水泥、石膏及铝粉等添加剂以制成一种轻质的混凝土，其粉煤灰用量可占70%左右。主要用于屋面保温、内外墙体和阳台隔断。具有较好的社会和经济效益。
三、粉煤灰对于提高混凝土性能的表现
在工程施工过程中，在混凝土中经常会掺加一定量的替代水泥的粉煤灰，通常掺入粉煤灰的混凝土的应用途径主要有下三种：第一，在大体积水工混凝土中，在初期混凝土的强度要求不是很高，长期混凝土的强度要求维持在25～35MPa，会掺入大量的粉煤灰；第二，在结构混凝土中，会用较小的粉煤灰代替水泥；第三，在对强度要求不高的回填或基层道路的混凝土中，掺入大量的粉煤灰代替水泥。调查分析显示，粉煤灰能够在以下几个方面提高混凝土的性能：1、粉煤灰具备的形态效应能够产生一定量的水势能，能够有效的降低混凝土结构的用水量，在保证混凝土结构的强度的基础上，降低水泥的使用量，防止混凝土结构的水化升温速度，避免混凝土出现温度裂缝，同时还具有致密功能。2、粉煤灰在进行火山灰效应过程中会产生一定量的反应势能，该反应势能能够增加一定程度的混凝土的强度。3、粉煤灰产生的微集料效应具有的致密势能，能够有效的避免混凝土有害孔的出现几率，增强混凝土结构的密实程度，其中粉煤灰化学反应产生的水化热具有一定的支撑作用，能够增强混凝土的粘结强度，从而增强混凝土结构的抗裂能力。
四、结束语
由于我国社会经济发展的需要和能源结构的特点，势必在今后的一段时间或很长时间内仍将大力发展燃煤电厂，因此粉煤灰的产量肯定是巨大的，把燃煤电厂粉煤灰资源化，使其可二次利用，是今后相关燃煤电厂亟待解决的问题，燃煤电厂粉煤灰的综合利用，对促进当地经济的发展以及缓解当地土地资源紧张等局面有着重要的意义。
参考文献：
[1]赵丽华，赵中一.粉煤灰资源化的现状[J].环境污染治理技术与设备，2002
[2]王建平，郭志斌，万忠东.乳化捕收剂的浮选效果分析[J].选煤技术，2009
[3]阮继政等.影响超声乳化柴油捕收剂稳定性的实验研究[J].煤炭科学技术，2011
[4]杨发青.大掺量粉煤灰在混凝土中的应用[J].科技创新导报.2011