粉煤灰在建筑材料领域的应用分析

方国防

厦门市同安区第一建筑工程公司（361000）

粉煤灰在建筑材料领域的应用分析

方国防

厦门市同安区第一建筑工程公司（361000）

文章从建筑材料领域的角度切入，对粉煤灰在建筑材料领域的应用问题展开分析，首先研究了粉煤灰材料的基本特性，然后对粉煤灰在建筑材料领域中应用的可行性进行阐述，最后详细分析粉煤灰与建筑材料领域水泥、混凝土、墙体、路基填料等多种材料的结合应用，望能够促进建筑材料性能的进一步改善，并起到节约材料能源，降低工程造价，提高综合效益的目的。关键词：建筑材料；粉煤灰；应用

随着城市供热工程以及发电厂的不断增加，粉煤灰排放量有逐年上升的趋势。有关数据显示，预测至2020年，全国范围内粉煤灰总堆存量可达到30亿吨以上。粉煤灰材料若不经过处理或者参与到循环应用中，势必会在排放过程中产生大量扬尘，对大气环境造成严重污染，有毒有害物质的排放还会对人体、生物产生不良影响。因此，如何实现对粉煤灰的循环应用已成为各方人员高度重视的课题之一。近年来的大量报道中指出，粉煤灰具有良好的化学活性，可尝试在建筑材料领域中加以应用，是粉煤灰材料实现循环应用的重要途径之一。

1　粉煤灰材料特性

粉煤灰是一种电厂生产运行过程中所排放的固体废弃物，属于火山灰性质的混合材料，它是煤灰燃烧后烟气从锅炉中带出来的粉状残留物，具有火山灰质特性。粉煤灰材料密度在2.0～3.0kg·m-3范围内，松散干容重在550.0～800.0kg·m-3范围内，细度在2700.0～3500.0cm2·g-1范围内，孔隙率在60.0%～75.0%范围内。同时，试验表明：粉煤灰材料有着良好的化学内能以及火山灰活性特点。虽然粉煤灰材料自身不具备独立的胶凝性，但高钙粉煤灰材料在煤粉燃烧过程中可能生成铝、硅钙盐，具有独立胶凝性。有部分火电厂为提高粉煤灰应用性能，在煤粉燃烧过程中加入一定比例石灰，对提高粉煤灰内部钙含量以及改善胶凝性能有重要意义。

2　粉煤灰应用于建筑材料的可行性

粉煤灰材料有着非常良好的化学活性，主要来源于热电站烟囱收集的灰尘，属于火山灰性质的混合材料是煤灰燃烧后，由烟气从锅炉中带出来的粉状残留物，具有火山灰质特性。同时，粉煤灰材料中还含有大量微珠状或球状颗粒，表面积小，可大量填充于建筑材料内部孔隙中。既往试验中还证实：以混凝土材料为例，在不改变用水量的前提下，粉煤灰的掺入能够显著提高混凝土拌合料的凝结性能。因此，将粉煤灰材料大量应用于建筑材料领域有着良好的可行性，且具有以下几个方面的优势：粉煤灰在建筑材料领域有非常广泛的应用范围；粉煤灰在建筑材料领域的应用量大，规模大；粉煤灰在建筑材料领域的利用程度高；粉煤灰在建筑材料领域的应用可有效节约能源，控制成本造价。

3　粉煤灰在建筑材料中的具体应用

3.1粉煤灰水泥材料

粉煤灰有火山灰类似活性特点。在将粉煤灰材料应用于水泥、混凝土掺加料中时，可以起到改善混凝土和易性水平，改善减水效果，提高混凝土抗压强度、抗弯强度的目的。同时，在粉煤灰材料掺入的背景下，水泥材料透水性能够得到明显改善，缓解早期干缩以及后期干缩，降低水泥水化热反应。更为关键的是：粉煤灰水泥材料在建筑领域应用后残余碳还能够得到重复应用，如作为水泥熟料煅烧环节中的原料，起到节约燃料开支，降低水泥生产能耗的效果。综合上述特性来看，在建筑领域应用粉煤灰水泥材料能够在降低能耗的同时改善水泥材料的理化性能，在绿色化建筑材料研发应用等方面具有相当广阔的发展前景。

3.2粉煤灰混凝土

在建筑工程混凝土材料中掺入粉煤灰形成粉煤灰混凝土主要具备以下几个方面的功能：第一是能够改善新拌合混凝土原料的和易性水平；第二是能够提高混凝土材料的后期强度水平；第三是能够降低混凝土浇筑后的内部水化热反应强度；第四是能够使混凝土原料碱骨料反应得到有效抑制。更为关键的是，通过掺入一定比例粉煤灰的方式还能提高工程建设质量，降低成本，节约工程造价，具有突出的综合效益。具体而言，粉煤灰混凝土材料根据建筑材料应用形式与领域的不同还可以划分为以下几种类型。

3.2.1绿色高掺量粉煤灰混凝土

高掺量粉煤灰混凝土是指粉煤灰掺入量在40.0%以上的混凝土材料。此类混凝土材料的应用能够有效减少环境污染，对节约资源也有积极作用。同时，由于粉煤灰材料掺入比例高，因此混凝土材料后期强度突出，与普通水泥原料相比，绿色高掺量粉煤灰混凝土在水化热特性、抗冻性、和易性等方面均具有良好优势，可将此类材料应用于路基、填筑坝等工程中。

3.2.2粉煤灰混凝土砌块

粉煤灰混凝土砌块的主要生产原料包括水泥、集料、以及粉煤灰三类，原料按照一定比例计量配料，经过搅拌、成型、养护等工序制成并使用。粉煤灰在此类材料中既属于掺和料又属于细集料，具有强度高、节约能源、质量轻以及节约工程造价等优势。在粉煤灰混凝土砌块材料中，粉煤灰的掺入量应达到30.0%以上，经拌合后材料抗压强度可达到2.5～10.0MPa，抗冻性达到D25合格标准，碳化系数在0.8以上，软化系数可达到0.75以上，可满足多种建筑工程中对砌块材料的性能要求。

3.3粉煤灰墙体

在建筑墙体材料中，粉煤灰的主要应用是衬砌使用。既往试验表明，与传统墙体衬砌材料相比，用固化剂固化后粉煤灰材料作为墙体衬砌防渗材料能够显著改善墙体抗冻性能以及防渗性能，同时可节约30%左右的工程造价。因此，在近年来的新型建筑项目墙体施工中，多建议用固化剂对煤渣、石屑、以及粉煤灰材料进行总和固结，以作为墙体衬砌使用。除此以外，粉煤灰墙体材料还可在渠道防渗、水库加固护坡电厂灰坝护坡、以及海堤护坡等多类工程项目中发挥其独特的应用优势。

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发挥良好的应用价值。通过对粉煤灰材料的合理应用，一方面能够提高路基填料的综合性能，另一方面也能够为粉煤灰的大规模循环应用开辟全新渠道。与天然路基填筑材料相比，粉煤灰掺入后的路基填料具有比重小、压实含水率高、压实难度低、抗践强度高等多个方面的性能优势，并且不会受到环境条件的影响，因此在应用于路基填筑施工时可以明显缩短填筑工期，对降低工程造价也有良好价值。

4　结语

综上所述，粉煤灰在建筑材料领域有着非常突出的应用价值与优势，粉煤灰可以在水泥、混凝土、墙体、路基填料等多个领域发挥其相应功能。但现阶段有关粉煤灰材料的应用技术与工艺手段还存在滞后性，尚不够完善，这就要求相关工作人员进一步加大对粉煤灰材料的研究与开发力度，逐步提高我国建筑领域对粉煤灰材料的应用开发水平，使建筑材料的应用实践更具资源节约、环境保护等综合效益，发展形成更多具有粉煤灰独特性能优势的全新建筑材料产品。

［1］齐善忠，付春梅，曲肇伟，等.建筑渣土作为道路填筑材料的改性试验研究［J］.中外公路，2015，35（1）：262-267.

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