国内粉煤灰综合利用现状综述

国内粉煤灰综合利用现状综述

发表时间：2016-03-23T15:43:44.320Z 来源：《基层建设》2015年27期供稿作者：肖茁良祝鹏烽陈露辉叶恒达

[导读] 南华大学城市建设学院本文从环境保护、可持续发展和经济建设等角度，简述了目前国内外粉煤灰的利用现状。

南华大学城市建设学院湖南衡阳 421001

摘要：本文从环境保护、可持续发展和经济建设等角度，简述了目前国内外粉煤灰的利用现状，并指出了，目前在我国粉煤灰开发过程中主要面临市场、技术、区域不平衡这三大难题。

关键词：粉煤灰；综合利用；综述；问题

引言

我国的煤炭资源十分丰富，以煤炭为电力生产基本燃料。我国的能源工业稳步发展，发电能力年增长率为7.3%，电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，预计到2015年将达到6.2亿吨，居世界首位。粉煤灰的大量排放给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。另一方面，我国又是一个人均占有资源储量有限的国家，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。经过开发，粉煤灰在建材、回填、筑路、农业等各领域得到广泛的应用。

1 国内粉煤灰综合利用现状

目前，我国粉煤灰综合利用工作长期以来一直受到国家的重视。早在20世纪50年代就已经开始在建筑工程中作混凝土、砂浆的掺和料；在建筑工业中用来生产砖；在道路工程中作路面基层材料等；尤其在水电建设大坝工程中使用最多。20世纪60年代开始，粉煤灰利用重点转向墙体材料，研制生产粉煤灰密实砌块、墙板、粉煤灰烧结陶粒和粉煤灰粘土烧结砖等；20世纪70年代，国家为建材工业利用粉煤灰投资不少，而利用问题并没有得到解决；到20世纪80年代，国家把资源综合利用作为经济建设的一项重大经济技术政策，使粉煤灰综合利用得到了蓬勃的发展；1990年粉煤灰排放量为6.7×107t，利用率为28.3%；1995年排放量为9.9×107t利用率已达42%；2000年排放量为12×107t，利用率为58%；2005年排放量为30×107t，利用率为66%；2010年排放量高达48×107t，利用率为69%。由此可知，粉煤灰的排放量、利用率呈同步增长，尤其上海近几年来粉煤灰利用率100%，居全国之首。

2.1用于生产建筑材料

2.1.1粉煤灰水泥

目前国内主要生产粉煤灰硅酸盐水泥和粉煤灰无熟料水泥两种类型。根据粉煤灰的掺量又分两种不同情况：（1）生产普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥，粉煤灰掺量≤15%；生产粉煤灰水泥：用粉煤灰做混合材，掺量大小为20%-40%[1]。

2.1.2粉煤灰砖

我国从1965年开始生产粉煤灰烧结砖，其产量高于蒸制砖。粉煤灰空心砌块具有吃灰量大、质量轻、强度高、能耗低的特点。它的性能与普通砖相比，强度相同，而质量约轻20%；导热系数小；能改善物理性质，砖还不易风裂，易于干燥，可减少晾坯时间和场地；其防渗性能、隔热保温性能、施工性能（韧性好便于开槽打洞）均优于黏土砖，具有显著的环境效益[2]。

2.1.3粉煤灰混凝土

粉煤灰混凝土是指以一定量粉煤灰取代部分水泥配制而成的混凝土。粉煤灰是一种火山灰质材料，本身并无胶凝性能，在常温下有水存在时，粉煤灰可以在混凝土中进行二次反应，生成难溶于水的水化硅酸钙凝胶，这样不仅降低了溶出的可能，也填充了混凝土内部的孔隙，对混凝土强度和抗渗性都有提高作用。由此可知，粉煤灰是一种理想的混凝土掺合料，我国对粉煤灰混凝土的研究开发已经过半个世纪的历程。

2.1.4粉煤灰陶粒

它是以粉煤灰为原料，加入胶结料和水，经成球、烧结而成的人造轻骨料，用灰量大、质轻、保温、隔热、抗冲击，用其配制的轻混凝土容重大，抗压强度高，适用于高层建筑或大跨度构件，可减轻质量，提高保温性[3]。

2.1.5水泥粉煤灰膨胀珍珠岩混凝土保温砌块

以水泥作胶结料，粉煤灰既作胶结料又作细集料，膨胀珍珠岩作轻集料经过按配合比计量并预混合均匀，加水搅拌、成型、脱模、养护至规定龄期的过程即得水泥粉煤灰膨胀珍珠岩混凝土保温砌块。其性能要求：材料密度770kg/m3；材料导热系数0.176W/（m·K）；抗压强度2.05MPa；空心率42%；吸水率32.3%。具有质量轻、保温性能好的特点。影响密度与强度的因素有：珍珠岩掺量、粉煤灰与水泥比例以及过程控制。为了提高砌块强度，还可加入适量的外加剂[3]。

2.1.6粉煤灰砂浆

粉煤灰、水泥、砂掺入少量外加剂可以配制砌筑、抹灰、粘面砂浆。由于砂浆在建筑工程中用量很大，为保证利用质量，必须按照《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》（JGJ 28—1986）和《粉煤灰混凝土应用技术规程》（DG/TJ 08—230—2006）等相关规定来实施[4]。

2.1.7在建筑材料其他方面的应用

粉煤灰矿物棉容重轻、导热系数低、吸音效果好，是一种优质保温节能材料；作为石膏制品的填充剂，不仅掺量可达35%，还可作促凝剂，提高石膏制品的防水性；在GRC轻质隔板的基础上，配料时加入部分粉煤灰可用来生产轻质隔墙板；利用粉煤灰做沥青填充料生产防水油毡，可使成本大大降低；利用粉煤灰和废旧泡沫塑料可以用来生产具有防水隔热功能的绿色建筑材料。此外，还可以利用制备纤维化灰绒、陶砂滤料等[3]。

2.2用于回填工程

用粉煤灰代土或其他材料在建筑物的地基、桥台、挡土墙做回填，由于其容重轻，可在较差的低层上应用，减少基土上的荷载，降低沉降量。同时粉煤灰最佳压实含水率较高，对含水率变化不敏感，抗剪强度比一般天然材料高，便于潮湿天气施工，可缩短工期，降低造

价[3]。

2.3用于筑路工程

近年来筑路用灰的比例不断提高，粉煤灰已大量用于建设公路的路堤，该用途能在减少粉煤灰积存的同时提高路堤的质量[5]。

2.4用于其他方面

目前粉煤灰在农业、环境保护、化工、塑料、橡胶等各个领域的综合利用也取得了一些相关的科研成绩。

2.4.1农业

粉煤灰在农业生产上的应用前景广阔，目前的研究主要集中于改良土壤和生产各种粉煤灰复合肥方面。实践证明，粉煤灰复合肥比普通氮、磷、钾肥更具优势，开发的粉煤灰复合肥主要有粉煤灰硅钙肥、粉煤灰硅钾肥、粉煤灰磁化肥等。粉煤灰在农业上的应用不仅可以改善土壤结构、优化耕作资源、节约土地，而且可以降低农业生产成本[6]。

2.4.2环境保护

粉煤灰在环境保护方面，主要是基于粉煤灰的吸附特性及特定组分用于废水、废气的处理。如利用粉煤灰制备的聚合氯化铝、硫酸铝等絮凝剂在污水处理方面具有成本低、效率高等特点，应用前景广阔[7]。

2.4.3化工

从粉煤灰中提取高纯明矾用以合成矾土、粉煤灰制备SiC 粉末及粉煤灰制取玻璃陶瓷等[8]。

2.4.4塑料、橡胶

粉煤灰作为塑料、橡胶工业中填料的研究也是值得重视的。采用铝酸酯活化处理风选粉煤灰微珠，可以大大增加粉煤灰微珠与酚醛树脂的相容性，从而提高微珠酚醛复合材料的力学性能，使制造成本大大降低。将粉煤灰通过磨细、焙烧、表面活性处理后，可作为橡胶的补强填充剂，从而大大降低橡胶制品的生产成本[8]。

2 结论

根据粉煤灰综合利用的现状可以看出，国内外正在对粉煤灰进行全面研发、利用和探索。粉煤灰科学技术是一项综合性、边缘性科学技术。若我们能将其合理利用，则既能够用来化解粉煤灰所带来的环境问题、可持续发展问题和经济问题，又能够将其作为一个新兴的资源以发展多种有利于人们生产生活的实用性产品。

参考文献：

[1]徐夷，袁端峰等．粉煤灰综合利用浅谈［J］．中国井矿盐，2010，41（1）：29－32．

[2]黄谦．国内外粉煤灰综合利用现状及发展前景分析［J］．中国井矿盐，2011，42（4）：41－43

[3]吴韩．粉煤灰在建筑材料中的应用［J］．综述，2010：63－67

[4]刘关宇．粉煤灰综合利用现状及前景［J］．科技情报开发与经济，2010，20（19）：167－170

[5]雷瑞，付东升，李国法，等．粉煤灰综合利用研究进展［J］．洁净煤技术，2013，19（3）：106－109．

[6]冷田春.粉煤灰磁化肥的应用研究[J].粉煤灰综合利用，1998，（2）：27-29

[7]王丽华.利用高铝粉煤灰制备聚合氯化铝的实验研究［D］．北京：中国地质大学（北京），2006．

[8]张金山，刘烨，王林敏.我国粉煤灰综合利用现状[J].西部探矿工程，2008，（9）：215-217