粉煤灰综合利用现状研究 .pdfVIP

粉煤灰是电厂锅炉燃烧后从烟气中收集的细灰，主要成分是二氧化硅和

三氧化二铝以及少量三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾和氧化

硫等。随着电力消耗的增加，粉煤灰排放量也逐年增长。我国2017年粉煤

灰产量为6.86亿t，2018年为7.15亿t，2019年为7.48亿t，2020年

预计为7.81亿t，2024年将达到9.25亿t。大量的粉煤灰露天堆放不仅占

用土地，而且还会破坏土壤的酸碱平衡，污染水体和空气，给环境造成沉重

压力。如果我国能够将堆积的粉煤灰进行合理的资源化利用，不但能有效解

决环境污染问题，还能够创造巨大的经济价值，实现资源的高价值化利用。

1粉煤灰性质

1.1粉煤灰物理性质

粉煤灰通常情况下为灰白色或灰黑色，粒径常在0.5～300.0μm，视

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密度在1.0～1.8g/cm，密度在2.1～2.6g/cm。粉煤灰的细度和粒度与

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其性质密切相关。粉煤灰的表面光滑，多为球状和不规则状，使其在松散状

态下具有良好的渗透性，其渗透系数比黏土大几百倍。在外载负荷作用下，

粉煤灰具有一定的压缩性，其压缩形变与黏土相比较小。

1.2粉煤灰化学性质

粉煤灰是一种人造火山灰混合材料，其本身无水硬胶性能，但当以粉末

状与水存在时，能在一定条件下与石灰(氢氧化钙)或其他碱性金属氧化物发

生水化反应，生成具有硬胶性能的化合物，变成一种能提高强度和耐久性的

原料。

2粉煤灰综合利用现状

当前我国拥有近200项关于粉煤灰综合利用的技术，其中70项得到了

实施应用，主要用于建筑、化工、环保、农业、造纸、陶瓷等领域。

2.1粉煤灰在建筑方面的应用

粉煤灰作为建筑材料有几个特点：性质易分析、存在球状颗粒、能够与

混凝土搭配、利用量大、利用范围广、利用程度高。粉煤灰在建筑方面的使

用量占利用总量的45%左右，主要产品有：粉煤灰水泥(掺量30%以上)、

混凝土、普通水泥、墙体材料、路基填料、硅酸盐承重砌块和小型空心砌块、

烧结陶粒、烧结砖等。

2.1.1粉煤灰用于制作水泥

用粉煤灰制作水泥，可节省工程造价。磷酸镁水泥是一种新型无机硬性

胶凝材料，具有早强高强、耐高温、黏结长久、凝结硬化快等优点，常被用

于结构加固、桥面道路的快速抢修。将粉煤灰掺入磷酸镁水泥，既实现了固

体废弃物的资源化利用，又降低了水泥的生产成本。李十泉等研究了水灰比、

粉煤灰掺量对磷酸镁水泥试件强度的影响，结果表明，在水灰比为0.17、

粉煤灰掺量为10%时，试件强度和施工性较好，1d抗折、抗压强度分别达

到了5.3、25.9MPa；由此可知，在水泥中加入粉煤灰不仅能够提高其凝固

性，而且具有较好的抗压、抗弯、防水性能。因此，粉煤灰在水泥生产中具

有良好的应用前景。

2.1.2粉煤灰用于制作混凝土

根据氧化钙含量的高低将粉煤灰进行分类：高于10%为C类粉煤灰，

低于10%为F类粉煤灰。C类粉煤灰具有一定的水硬性，常掺入水泥等胶

凝材料来制备混合材料，F类粉煤灰常被用作混凝土掺料代替部分水泥。在

混凝土中掺入适量粉煤灰，能提高混凝土的密实度，从而增强其和易性、力

学性能和抗渗性。马江萍经过试验确定的双掺混凝土最佳配比为：凝胶材料

掺量为15%、水泥-粉煤灰质量比为2∶1，利用该配比浇筑的混凝土桩对软

土地基进行改良，复合地基平均承载力达493.63kPa。大量试验结果表明：

在混凝土中加入适量粉煤灰，能够改进混凝土的性能、提升混凝土强度、节

省成本，经济效益显著。

2.1.3粉煤灰用于制作砖与砌块

砖与砌块是建筑外墙常用的材料，与烧结黏土砖相比，粉煤灰砌块具有

容重小、强度大、导热系数小等优点。建筑业中常用的粉煤灰砖主要有2种：

①蒸养粉煤灰砖。以粉煤灰和石灰为原料，掺入适量石膏和骨料并按一定比

例配制，在常压蒸汽养护下制成；这种材料保留了粉煤灰的隐性化学活性，

具有水硬性，在环境中与水发生水化反应，使砖结构更加密实，较一般砖料

有更好的强度、硬度及稳定性，并且能大量生产，未来可能替