粉煤灰在建筑材料中的应用范文第1篇

【关键词】：粉煤灰；土木工程；应用

【 abstract 】 : our country is fly ash production power, fly ash used in all kinds of fields, through the analysis of the present civil engineering building materials, road, building construction aspects of fly ash application were reviewed, and the fly ash in civil engineering comprehensive utilization of the present situation, for fly ash in civil engineering full utilization of it lays theoretical basis.

【 key words 】 : fly ash; Civil engineering; application

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

1 概述

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是火力发电厂锅炉排出的主要固体废物。随着社会经济的发展，社会上各个行业对粉煤灰进行开发和利用，加上近几年来我国国家建设中市政道路迅猛发展，对粉煤灰的利用率越来越高，不仅仅将粉煤灰这一工业废料成功解决掉，而且将它转变成各种有利用价值的工业原料。粉煤灰的合理化应用，不但使工程造价大大降低，而且可以节约土地资源，保护环境。然而在粉煤灰的应用中，土木工程领域占据了很大一部分。目前我国粉煤灰形势虽然依然严峻，治理粉煤灰费耗巨大，但是土木工程领域粉煤灰的合理化应用很大程度上解决了这方面的问题。粉煤灰在土木工程领域的应用不仅仅解决粉煤灰的处理难题，而且促进了土木工程长远的发展。

2 粉煤灰在建筑材料方面的应用

目前粉煤灰大量的应用于土木工程的建筑材料方面，主要应用于混凝土、烧结砖、墙材制品等。

2.1 粉煤灰在混凝土上的应用。粉煤灰在混凝土上的应用，主要是作为一种添加剂添加在混凝土中。添加粉煤灰的混凝土的各项物理力学性能都有提高或者改善。

首先，在力学强度方面，由于粉煤灰的掺入可分散水泥颗粒，使水泥水化更充分，提高了水泥浆的密实度，有利于混凝土中的骨料——水泥浆界面强度的提高；而且粉煤灰颗粒与氢氧化钙反应生成了水化硅酸钙胶体，极大的提高了混凝土的强度。其次，混凝土中添加粉煤灰可以减小混凝土的徐变。实验表明与普通混凝土等强度的粉煤灰混凝土在此后所有龄期的徐变均小于普通混凝土。

另外，添加粉煤灰能有效降低混凝土的水化热，有利于降低混凝土的绝热升温。由于添加的粉煤灰减少了混凝土的孔隙，使混凝土的抗渗性明显提高，从而改善了混凝土的抗化学腐蚀的能力，还能有效地减小反应引起的混凝土膨胀，很大程度地提高了混凝土的耐久性。而且添加粉煤灰可以改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗渗性和抗锈蚀性。

2.2 粉煤灰烧结砖。粉煤灰烧结砖是以粉煤灰为主要原料，掺入煤矸石粉或粘土等胶结砖料，经一系列的工序而制成的砖块。粉煤灰烧结砖是以粉煤灰为主要原料，粉煤灰掺入的质量不小于总质量的一半，粘土等胶结料则应为次要或辅助原料。粉煤灰在烧结砖中具有成孔加气作用，可以制成高孔隙率、高绝热能力的轻质烧结砖。大量掺入粉煤灰的粉煤灰烧结砖的保温性能由于引起材料体积密度的变化，从而使导热系数发生巨大改变，导致其影响了材料的保温性能。并且由于空隙度增大，因而大大地增强了烧结砖的保温性能。

3 粉煤灰在道路方面的应用

3.1 粉煤灰用于路面基层。目前，随着我国经济的迅猛发展，粉煤灰类基层已成为我国公路，特别是高速公路路面基层的主要类型。现在常采用掺加化学添加剂或水泥以加速石灰粉煤灰混合料强度的形成。

3.2 粉煤灰用于路面面层。粉煤灰可以用于沥青混凝土路面面层。粉煤灰可以显著改善沥青混凝土路面的水稳性和温度稳定性，有利于通过提高沥青路面的质量来达到延长路面的使用时间的目的。高粉煤灰用量的混凝土开始于20 世纪60 年代的英国、美国等一些国家的混凝土路面工程，其抗压强度和和易性以及抗弯强度相较于普通混凝土毫不逊色。因此，粉煤灰混凝土不仅用于普通路面，而且使用于高级路面。

3.3 粉煤灰填筑道路路堤。粉煤灰路堤是一种轻质路堤，可以很大程度地减轻软土土基的附加应力。利用粉煤灰填筑路堤可不用掺加其它材料，也不需要很多工时。路堤可采用全灰，也可采用间隔灰。由于道路路堤土方量大，所以用粉煤灰填筑路堤是大量使用粉煤灰的有效途径，可以大量处理粉煤灰工业废料。

3.4 粉煤灰用于加筋挡墙工程。加筋粉煤灰挡墙是由加筋挡墙发展起来的，它属于柔性结构，对于软土地基的适应性较强，因而可采用天然地基。

粉煤灰在道路工程中的应用有着广泛的前景，在应用中只要找出与其它材料最合适的配合比设计，便可以应用。但是由于各地粉煤灰的种类不同，因而需要结合具体情况进行分析应用。

4 粉煤灰在建筑施工方面的应用

粉煤灰在建筑施工方面的应用主要是体现在在混凝土和建筑砂浆中的应用，在混凝土中的应用上文已经介绍，下面主要介绍粉煤灰在建筑砂浆中的应用。

粉煤灰掺入砂浆后，会影响砂浆的性能，由于粉煤灰存在大量微粒的作用，这不仅可以降低砂浆的需水量，还能促使砂浆体中水泥颗粒均匀分散，扩大了水泥的水化空间和水化产物的生成场所，从而促进水泥的水化反应。

粉煤灰含有的硅铝质玻璃体在有水条件下与氢氧化钙发生反应并生成具有胶凝性水化物。在粉煤灰玻璃体微粒表层生成的反应产物，与水泥水化物类似，这使抗拉强度的增加，极大地改善了砂浆的性能。

粉煤灰颗粒均匀分布于水泥砂浆之中。对粉煤灰颗粒和水泥净浆间及水泥紧密处的显微研究表明，随着水化反应的进行，粉煤灰和水泥浆体的界面接触越来越紧密。在界面上形成的粉煤灰水化凝胶的硬度大于水泥凝胶。粉煤灰微粒在水泥浆体中分散状态良好，有助于改善新拌砂浆的硬化。可见粉煤灰在建筑砂浆中的应用极大地改善了建筑砂浆的性能。

5 结论

粉煤灰作为一种需要国家投入大量资金处理的工业废料，在土木工程领域具有很大的使用市场，这不仅可以解决粉煤灰的占用土地、环境污染的问题，还可以将其作为有利用价值的资源进行利用，而且极大地降低了土木工程的成本。粉煤灰在土木工程方面利用的前景广阔，今后的重点应是推行大用量低成本高质量的粉煤灰在土木工程上使用的新技术。

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粉煤灰在建筑材料中的应用范文第2篇

关键词：保温材料；粉煤灰；发泡；研究

中图分类号：TU521

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）6-0164-05

1 引言

20世纪80年代中国就曾经制定了积极的建筑节能政策，但到2010年仍然未能达到社会要求[1]。“十二五”规划再次指出：促进环境友好型建筑材料的使用，降低建筑能耗，发展节能型建筑。调查显示，加上建筑材料生产过程的能耗，我国建筑能耗约占社会总能耗的46.7%。其中，采暖和空调能耗比例高达20%[2]。由此可见，提高建筑的保温性能，减少建筑的热散失，是降低建筑能耗最直接、有效的途径。

保温材料按照材料类型可分为3类：有机材质类、无机材质类和复合材质类。目前，有机材质类保温材料市场应用最广。但近几年因使用有机保温材料引发的火灾给人类造成了较大损失。因此，推动了学者对不燃型无机保温材料的研究[3～5]。2013年12月相继立项公示的《保温装饰复合板外墙保温构造》、《水泥发泡无机保温板应用技术规程》等政策，以及四川省住房和城乡建设厅于2016年最新政策文件均指出，全面禁止保温砂浆类保温材料的使用，取而代之的将是水泥基发泡保温板。

国家“十二五”规划指出“加强煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、磷石膏、化工废渣、冶炼废渣等大宗工业固体废物的综合利用”。日前，“十三五”规划再次强调：“大力发展以尾矿、工业固体废弃物为原料生产各种混凝土及制品”。粉煤渣是火力发电过程中煤燃烧后排出的固体废弃物，若排入江河湖海，将会造成水体污染，大量堆放则会造成大气、土壤的污染。近几十年来，我国的电力工业得到了迅速发展，导致粉煤灰渣的堆积量不断增加。据不完全统计，我国1995年因燃煤产生的粉煤灰总量达1.25亿t，2011年约5.4亿t，2015年约5.6亿t[6]。可见，粉煤灰渣亟待处理。

粉煤灰渣可作为良好的辅胶凝材料部分替代水泥，用以制备水泥基发泡保温材料，既促进了水泥基发泡保温材料的发展，又解决了粉煤灰渣堆积的难题。国内外学者已对此进行了广泛研究，本文对粉煤灰-水泥基发泡保温材料的制备、应用及研究现状进行了总结，对热点问题进行了分析，并提出了其未来可能的发展方向。

2 水泥品种的选择

水泥基发泡保温材料有着质量轻、强度高、耐燃性好、保温性优、可现浇可预制等优势。它是由水泥、发泡剂、掺和料、增强纤维及外加剂，经发泡制成的轻质多孔材料[7]。其性能优劣受原材料、施工工艺、养护措施的影响较大。水泥是发泡无机保温材料的主要胶凝材料，种类有普通硅酸盐水泥、铁铝酸水泥、镁水泥和硫铝酸盐水泥等。

镁水泥具有防火性能好、弹性、硬化快、强度高的优点，可制备防火性能较好的泡沫材料，但其后期容易出现泛白霜、变形等不良现象。铁铝酸盐和硫铝酸盐水泥具有早强特点，可较好地稳定湿泡沫，减少浆体塌模的概率。目前国内应用较多，但这两种水泥产量小、产地少、价格贵，限制了其应用[8]。朱蓉[9]通过对比实验发现，快硬硫铝酸盐水泥凝结硬化速度与湿泡沫稳定性匹配性较好，制备的泡沫水泥材料在表观密度为343 kg/m3时抗压强度达0.89MPa，满足制备轻质高强泡沫材料的要求，但是成本较高。杜传伟等人[10]对快硬硫铝酸盐泡沫水泥材料的耐水性进行了研究，发现这种水泥与有机防水剂的相容性更好。

普通硅酸盐水泥制备泡沫材料时因凝结时间较长，需要严格控制浆体凝结硬化时间与湿泡沫稳定时间，使得两者充分匹配。否则，将导致泡沫浆体注模后塌陷，制备出不均匀的泡沫水泥材料，也得不到较好的保温性能。但是可以通过添加早强剂，调整水泥细度和优化配比等方式改善[7]。张文[11]通过对比硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥发泡保温板的性能，发现与硫铝酸盐水泥相比，硅酸盐水泥发泡保温板的强度更高、吸水率更低、碳化系数更高。并且，碳化对硫铝酸盐水泥发泡保温板的强度劣化影响程度更高。

可见，综合成本、性能考虑，普通硅酸盐水泥是制备水泥发泡无机保温材料的首选胶凝材料。下文均以普通硅酸盐水泥体系为对象，探究粉煤灰（普通硅酸盐）水泥发泡无机保温材料的相关研究和应用。

3 粉煤灰对水泥基发泡保温材料性能的影响

水泥基发泡保温材料多以固体废弃物为掺和料，如工业废渣（矿渣粉、废石粉、粉煤灰渣等）、秸秆粉、锯末等。其中，粉煤灰渣因性能优异、堆积量大被广泛应用[12]。粉煤灰因具有孔洞结构、密度低、表面活性高、比表面积大等优点，适用于保温材料[13]。

3.1 粉煤灰对水泥基发泡保温材料强度的影响

水泥基泡沫混凝土作为保温材料使用时，其密度较低，强度不高（保温板要求不小于0.4MPa，JC/T 2200-2013《水泥基泡沫保温板》），但必须满足建筑施工。长期研究发现，粉煤灰的掺入对水泥基超轻泡沫混凝土的力学性能有影响。

当粉煤灰较少（不大于30%）掺量水泥基发泡混凝土体系时，其改善流动性、填充孔隙的作用突出。此时，试样28d前的强度不会降低。当浆体水灰比较低时，掺入粉煤灰，试样28d前强度甚至明显提高。随着粉煤灰掺量的进一步提高，浆体反应速率减小，胶凝作用减弱，孔径增大，早期强度降低[14，15]。

粉煤灰掺量超过30%后，试样28 d前的抗压强度明显降低，但28 d后的强度迅速增长，并逐步超过纯水泥体系[14～17]。E P Kearsley和P J Wainwright[14]对导致这一现象的原因进行了探究，结果表明随着时间的延续，粉煤灰的掺入不断消耗基体中的氢氧化钙，生成更多水化产物，降低孔隙率，增强体系密实度。粉煤灰取代水泥的量增加至67%时，仍不会降低试样的后期强度。如图1，郎营[17]进一步研究粉煤灰对水泥基发泡混凝土的抗拉强度，发现粉煤灰对提高体系后期抗拉强度有积极贡献。另外，研究还发现粉煤灰对水泥基发泡混凝土抗压强度的影响作用大于发泡剂和水灰比。

3.2 粉煤灰对水泥基l泡保温材料导热性能的影响

导热性能是保温材料重要的性能之一，导热性能的好坏通常用导热系数来表征，导热系数越小，其绝热性能越好，越保温。而多孔材料的导热系数很大程度上受到孔隙率、孔径、孔分布的影响。在相同容重情况下，导热系数随着平均孔径的增加而升高，气孔尺寸分布近遵循对数正态分布[21]。且材料孔隙率越高，孔径越均匀，导热系数越小[18～22]。

国内外学者[23～25]研究表明，粉煤灰的掺入能使水泥基发泡材料气孔更加均匀，能降低体系的导热系数。Saygili A等人[26]甚至发现一种在冻土工程中提高保温性能的方法，即在粉煤灰中添加少许（不超过粉煤灰质量20%）的雪或碎冰；通过引入空气增加体系孔隙率，从而达到改善保温性能的作用。Balo F等人[27]对黏土、粉煤灰、稻壳灰等材料的导热系数进行了分析，发现这些材料本身的绝热性能好。另外，杨伟[13]选取不同含水率和孔隙率的粉煤灰，进行粉煤灰的温度实验测试。如表1，结果表明保持含水率不变的情况下，随着粉煤灰本身孔隙率的增加，其有效导热系数降低。由此可见，粉煤灰在改善水泥基发泡材料保温性能方面起着积极作用。

3.3 粉煤灰对水泥基发泡保温材料吸水率的影响

水的导热系数是空气导热系数的20多倍，随着环境湿度或材料含水率增加，材料导热系数增大。如表2，龙斌[28]和王斌[29]针对含水率与水泥基发泡保温材料导热性能的关系进行了研究，得出了相同结论。因此，影响保温材料吸水率的因素势必会影响其保温性能。

学者们[29～31]针对粉煤灰对水泥基发泡保温材料吸水性的影响进行了研究，发现试样24 h的单端吸水量较大，24 h后吸水速度较慢，14 d时吸水趋于停止。同时 ，粉煤灰自身孔隙率越大，则制备而成的保温材料抵抗水影响的能力越高[13]；说明适当掺入粉煤灰可降低体系的吸水率。但影响规律因水泥基发泡材料容重不同，略有差异。如图2所示[31]， 当容重为600 kg/m3时，随着粉煤灰掺量的增加，体系吸水率降低；当容重为400 kg/m3时，低水灰比体系受粉煤灰影响趋势不明确。这主要是因为粉煤灰粒径较水泥细，掺入体系后能够起到填充孔隙的作用，增加体系密实性，减少吸水率。但当容重较低时，体系较敏感，且孔隙结构受水灰比影响变化明显。

3.4 粉煤灰对水泥基发泡保温材料干密度的影响

干密度是水泥基发泡保温材料重要的性能指标之一，也是决定其应用的关键因素。学者们长期研究粉煤灰对水泥基发泡保温材料干密度的影响，发现当粉煤灰掺量低于50%时，随着掺量的增加水泥基发泡保温材料的干密度降低，且不受水灰比的影响（图3）。这一方面得益于硅酸盐水泥与粉煤灰密度的悬殊。另一方面，粉煤灰本身的滚珠效应可减少气泡生成的阻力，增加体系孔隙率[32，33]。不过，当继续增加粉煤灰的掺量，体系干密度下降趋势变缓。因为粉煤灰掺量较大时，浆体胶凝能力降低，物理力学性能变差，泡沫在浆体中的稳定性变差，容易导致浆体塌模。实际上，粉煤灰对水泥基发泡保温材料干密度的影响，归根结底还是对体系孔径和孔隙率的影响。

4 粉煤灰-水泥基发泡保温材料的应用

我国建筑的单位面积采暖能耗是发达国家的4倍左右，要加快社会发展，提高能源利用率势在必行。所以，保温材料的更新，保温施工技术的改革在建筑节能中发挥着越来越重要的作用。近些年，水泥基发泡材料发展较快。《水泥基泡沫保温板》（JC/T 2200-2013）、《屋面保温隔热用泡沫混凝土》（JC/T 2125-2012）等标准的出台和《泡沫混凝土墙板、屋面板》、《泡沫混凝土保温装饰板》等标准的立项编制[34]，推进了水泥基发泡作为保温材料的应用。水泥基发泡材料作为保温材料的应用方式主要有：制品和现浇两种。其中，保温制品包括：自保温砌块，自保温墙板、屋面板，保温装饰一体板，有机无机发泡结构复合保温板，小型自保温墙板等。其应用领域已从单纯的墙体保温发展为包括：屋面、楼层、楼栏板、隔断等新领域。

4.1 墙体保温

我国墙体保温方式主要有4种形式：夹心保温，外墙内保温，外墙外保温和自保温。其中，墙体外保温和自保温方式的优点最突出，或将成为我国墙体保温的主要形式。

因泡沫塑料外墙保温的缺陷突出，水泥-粉煤灰型和水泥-粉煤灰-砂型等多孔无机保温材料的研究热度不断提升。同时，因其原材料易得，价格低廉、工艺简单、墙面结合力强逐渐被人们所接受[35]。吴炎平等人[36]将粉煤灰-水泥基超轻泡沫材料灌注到砌块孔洞中的方式，制备出自保温混凝土复合砌块，并在南昌市某楼盘2号楼应用。该楼为框架剪力墙结构体系，建筑总层数为28层，建筑面积10526 m2，体形系数0.39。通过效果评价得出，降低主体总价5.5%。

4.2 屋面和楼地面保温

粉煤灰-水泥无机发泡保温材料可作为屋面和楼地面保温层，工程中常使用的密度等级为200～1000 kg/m3。如图4所示，粉煤灰-水泥无机泡沫材料用于屋面保温时，能将找平层、找坡层和保温层三者合为一体；从而降低屋面保温施工成本的同时，简化了屋面构造和施工工艺[37～39]。粉煤灰-水泥发泡无机保温材料屋面保温结构不仅具有其他保温材料均具有的轻质、保温隔热、隔音的特性，还兼具耐火和耐久性能。另外，因其热工性能好，可延长顶层防水层的使用年限。

5 值得进一步研究的科学问题

粉煤灰-水泥基发泡保温材料有很多优于有机保温材料的优势，但在性能和应用上仍然存在着不足，具体如下。

5.1 韧性差

粉煤灰-水泥基发泡保温材料与其他水泥基材料一样，表现出脆性好、韧性差的特点。而实际工程中，材料受力复杂，韧性差势必限制其发展。不过，通过添加一定量的脲醛树脂、PVA纤维[40]、玻璃纤维[41]、聚丙烯纤维[42]、混杂纤维[43]和纺织废物[44]等材料，可较好地改善水泥基泡沫材料的韧性。增韧材料的引入不仅能提高体系强度、改善韧性，还可降低干密度。但增韧材料与基体材料的相容性及其最佳掺量仍是其应用过程中的难点。

5.2 吸水率高

保夭牧系奈水性对保温性能、耐久性能影响明显，水泥基发泡保温材料吸水率仍然较高，这也给推广应用带来了难题。

多孔材料体系吸水性与孔结构有关，孔径较大时水分子可以随意进出孔洞，导致材料结构失稳。微小的孔径即便孔隙率高，对吸水性影响也较小，但孔径小、孔隙率大就成为大家追求的目标。上文已指出，粉煤灰的掺入对密度较大（600 kg/m3）的水泥基发泡材料的吸水率有明显降低作用[30，31，33，45]。掺入三乙醇胺-热稳定剂复合材料可将基体吸水率降低至1.3%的超低水平[46]。

5.3 未来发展方向

粉煤灰-水泥基发泡保温材料存在的以上问题正在研究和改进过程中，并有望在较短时间内得以解决。《混凝土与水泥制品行业“十三五”发展规划》要求大力发展以工业废弃物为原料生产的各种建筑制品，进一步提高固体废弃物消纳量；为实现建筑绿色发展，不断推进预制构件的研发和应用。政策和社会需求驱使下，粉煤灰-水泥基发泡保温材料需兼具防火性和预制一体化。同时，凭借其抗震、保温、轻质、吸音、利废等特征，及预制化简单等优点，将在推行绿色建筑和建筑结构一体化的过程中迎来快速发展的契机。

6 结论

水泥基发泡保温材料品种的开发，水泥品种的选择，粉煤灰对其强度、干密度及保温性能的影响，保温材料改性等研究的广泛开展，为粉煤灰-水泥基发泡保温材料在建筑外墙、屋面、楼地面等领域的应用奠定了较好的基础。粉煤灰-水泥基发泡保温材料存在韧性差、吸水率大等问题，可以通过掺入改性剂来改善，但改善方式尚不统一。“十三五”规划的指导和社会需求，驱使粉煤灰-水泥基发泡保温材料提高保温防火性能和预制化水平。

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[42]李启金.低密度泡沫混凝土保温材料的制备与性能研究[D]. 济南：济南大学， 2014.

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粉煤灰在建筑材料中的应用范文第3篇

关键词：新型；粉煤灰；墙体材料；强度

就新型粉煤墙体材料而言，是采取固定废弃物煤灰以及有关的废玻璃当作原材料，添加适当数量的粘结剂，在低温的环境下烧制而成的，所形成的新型粉煤灰墙体材料在某种程度上弥补了有关墙体材料出现的不足之处。依据相关实验可知：新型粉煤灰墙体材料不但起到保温的作用，而且还有着较强的强度，对今后发展有着重要的意义。

1 粉煤灰新型墙体材料的工艺研究

1.1 粉煤灰的物理性能

当粉煤灰经过燃烧以后所得到的残留物，所含有的成为包含诸多种，例如灰分、漂珠等。因为它在高温环境下进行处理以后所得到的物料，自身不存在塑性，作为一种无法起到粘结作用的瘠化料，而粉煤灰中所含有的颗粒大小都处于较为均匀的状态，没有过多大颗粒亦或是小颗粒的情况，不满足相关原理的需要。干粉煤灰因为有着较轻的重量，并存在较大的流动效果，但是湿灰因为存在的粒度比较细腻，就能够实现聚积性的目的。只是使用了粉煤灰一种原材料是无法形成烧结砖的，这是因为这种材料自身存在不紧密堆积的特征以及没有较好的粘结性能而致使无法成型。尽管可以成型，但是湿坯却有着较低的强度性，还没有得到干燥完成亦或是在烧制的过程中往往出现开裂的现象，对产品的整体质量带来不利影响。粉煤灰所产生的发热量通常控制在400～4000KJ/Kg的范围内，新建电厂所排放该材料的热量并不是很高，而老电厂在排放的时候却能有着较高的热量。因此，当相关人员引用粉煤灰以后，就能够起到节约资源的作用。

1.2 粉煤灰的化学性能

就粉煤灰的化学性能而言，几乎和制砖黏土的化学成分相似，存在较高含量的氧化铝以及相应的氧化铁，所含有的成分是随着原煤类型的改变而发生变化，存在较大的差异性。然而，不管怎样都应当保持在有关要求的范围内。在该煤灰中所含有的硅铝质玻璃体通常保持在70%左右，并且这种玻璃一般在较为稳定的情况喜爱，它一直都朝着更稳定的方向发展。所以，它在一定程度上使粉煤灰具有活性的特点，倘若相关人员想要将这些“潜能”充分的发挥出来，那么就应当创造有利条件打破稳定的状态，从而使它活跃起来。

1.3 试验方法

对此，本文针对粉煤灰新型墙体材料所具有的性能加以分析。一般情况下，粉煤灰以及相应的玻璃粉当作重要的掺料，相关人员将水玻璃当作粘合剂，而粉煤灰以及玻璃粉之间的配比情况及其保温时间当作具体的考核标准。将粉煤灰以及相应的玻璃粉当作基础的原料，相关人员应当事先研究好合理的配比情况，然后再进行下一个环节。对此，相关人员采取以下几种方式对粉煤灰以及玻璃粉之间的配比情况进行探索，笔者依据多年经验提出合理化建议，供以参考。（1）相关实验人员需要50%数量的两种材料，不再里面添加别的试剂，在不同温度下观察试验配比的情况以及所得到的结果。（见表1）（2）将料球放入到高达800摄氏度左右温度的火炉中，料球依然没有发生改变，保温大概15分钟以后，相关实验人员通过使用镊子可以将其夹碎，没有较大的强度，也没有出现发泡的情况。这时，相关实验人员将温度提升到850摄氏度，料球依然没有任何改变，接着将温度再提升50摄氏度，并保温15分钟依然不发生变化；接在升到950摄氏度的时候，仍然没有发生变化，没有出现发泡的情况。具体的结果请看图1。在炉中放入纯玻璃粉，在升温到950℃时，玻璃粉开始发软，用镊子夹表皮稍有发硬，继续升温至1000℃，拨动纯玻璃粉样品，出现抽丝现象，经过了一端时间以后，所烧成品的图片如图2。（3）在料球中加入外加齐9NaZCO3、Na2PO4、H3BO4进行试验。Na2C03、Na3PO4、H3BO4在试验过程中作为外加剂起发泡剂和稳泡剂的作用，H3BO4有利于提高粘度，对稳定气泡有积极的作用，它可以使产生的气孔结构迅速的固定下来；没有稳泡剂的混合料烧结温度较高，发泡剂放出的气体绝大部分在墙体材料结之前就逸出到墙材之外，只有少量在烧结以后分放出气体残留在坯体中形成气泡，因此Na3PO4是作为稳泡剂引入的，它除了可以断Si-O键之外，还可以起到助熔的作用。但在本次试验中，aNZ0C3、Na3PO4、H3OB4三种稳泡剂的作用并不明显。掺加Na2CO3的烧成品1E的图片如图3。

2 试验结果分析讨论

根据上面两个图表可以看出，对于抗折强度来讲，在抗折强度与配比关系图中，可以看出抗折强度的极差为.353，在抗折强度与焙烧时间关系图中，抗折强度的极差为1.89。由此说明粉煤灰和玻璃粉的配比对抗折强度的影响大于焙烧时间对抗折强度的影响。

3 粉煤灰新型墙体材料的经济价值分析

利用粉煤灰和部分结合剂，生产烧结粉煤灰制品是综合利用粉煤灰的最佳途径之一，它不但消化了大量的粉煤灰，而且烧后制品的强度高，体积稳定，容重轻，是较好的墙体材料，在烧结时加入一定的发泡剂可以减轻砖的重量，从而进一步减轻建筑物的自重。同时，做到了资源的综合利用，节约能源，治理污染，保护环境。我国每年生产和使用烧结砖六千多亿块，如每块砖能利用1kg粉煤灰，每年可利用6亿多吨粉煤灰，生产粉煤灰烧结砖，可掺加百分之五粉煤灰，若以掺量30%计，每生产100亿块标准砖，每年可利用700万t粉煤灰。由此看新型粉煤灰墙体材料蕴藏着对粉煤灰利用的巨大潜力。

结束语

通过以上内容的论述，可以得知：在最近几年里，相关领域将粉煤灰使用到实际工作中有着显著的效果，利用粉煤灰可以生产出水泥，并对高速公路进行修筑等作用，从而使该新型材料发挥出了重要的作用。然而，使用量不是很大，并且因为加气混凝土砌块是一种非烧结材料，没有较强的稳定性能，使用的范围受到了一定的约束，同时也在某种程度上对建筑物的使用情况带来影响。但是，依据相关研究表明，倘若使用大约30%的粉煤灰，那么每一年就能够生产出100亿的材料，并可以投入使用到工业废渣700万吨，节省了较多的资源。所以，无论怎样该材料都有着良好的发展前景。

参考文献

[1]周士峰.新型墙体材料及其在围护结构中的应用研究[D].安徽建筑大学，2015.

[2]杨亮.山东众合新型墙体材料有限公司发展战略研究[D].武汉理工大学，2009.

[3]董孟能.重庆市新型墙体材料发展对策及应用技术研究[D].重庆大学，2006.

粉煤灰在建筑材料中的应用范文第4篇

［关键词］工业固体废弃物 墙体材料 节能降耗

一、工业固体废弃物应用在墙体材料的必要性

1．不断增长的墙体材料需求

“十五”期间，仅住宅全国计划建设57亿m2，其中城镇27亿m2，中国城镇人口已达4亿，将进一步加快城市化进程。我国现有667个城市均在改造和扩大之中，19000个建制镇将按小城镇规划新建和扩建。

巨大的人口数量，大规模的基本建设需要大量的建筑材料，尤其是墙体材料，每年需求折合8000亿块标准砖。

2．资源日益短缺

我国土地荒漠化严重。据统计，我国荒漠化土地总面积已为262.2万平方公里，占国土面积27.3％，即1／4以上的国土已荒漠化。而且每年以2460平方公里速度扩展。

3．工业固体废弃物、城市垃圾大量堆存

人类生产、生活每天都产生大量废弃物：黑色、有色、稀土、能源及各种非金属矿矿山开采、选矿、金属冶炼、电力、化工生产及日常都在大量产生、排放各种固体废弃物。

二、目前墙体材料利用和消纳工业固体废弃物的情况

1．煤矸石

煤矸石是煤炭生产中排放的固体废弃物，是我国目前年排放量和累计存量最大的工业废弃物。

墙体材料工业利用煤矸石的产品有：①煤矸石烧结墙体材料：煤矸石实心砖、多孔砖、空心砖、空心砌块、陶粒、装饰砖、劈离砖、铺路砖等。②煤矸石非烧结墙体材料：多孔砖、砌块、路砖。生产非烧结墙体材料只有部分煤矸石能满足生产要求，并且应对原料进行试验。

利用煤矸石制造烧结煤矸石砖是煤矸石综合利用的重要途径，墙体材料工业利用煤矸石的绝大多数是烧结煤矸石砖生产企业，生产1亿块烧结煤矸石砖能消耗煤矸石20万t，可减少占地1.33hm2，全国一年新排矸石2.5亿t，可制砖1200亿块，减少占地2000hm2。

煤矸石生产墙材的技术难点是：合理的选择细碎设备，正确的掌握高压挤出，谨慎地控制窑炉焙烧，注意防止石灰爆裂。生产非烧结墙体材料应注意原料的含碳量。

2．粉煤灰

粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的一种工业固体废弃物，是燃煤电厂燃烧粉煤时从烟气中收集下的微细烟灰，属于火山灰质材料。最早处理粉煤灰的方法就是加填和露天堆放，但是回填粉煤灰要大量占用土地，到目前，我国填埋在地下和山沟里的粉煤灰已达50亿t，占用土地10万亩。

以粉煤灰为主要原料生产的墙体材料产品烧结墙体材料产品：①粉煤灰烧结实心砖、多孔砖和空心砖；粉煤灰烧结砌块；②粉煤灰烧结陶粒；粉煤灰烧制微晶玻璃等。非烧结墙体材料产品：按养护方式不同砖类产品可分为蒸养和蒸压实心砖、空心砖；粉煤灰混凝土多孔砖；粉煤灰混凝土砌块；粉煤灰建筑板材等。

粉煤灰生产墙材的技术难点以高掺量粉煤灰砖为例，生产工艺主要技术难点是：合理的原料配比；重点混合碾练（均匀、排气、增密）；控制好成型含水率；寻求最佳烧成制度。非烧结墙体材料应注意原料的含碳量。

3．建筑垃圾

建筑垃圾组成因地区经济发展水平、建筑结构、拆除方式、回收方式不同而变化，通常包含混凝土基材料、砖瓦（或陶瓷）基材料、天然石基材料、金属和其他（木材、塑料）等，在拆除混凝土结构时，建筑垃圾主要是废弃混凝土，如道路和机场跑道拆除工程。建筑物拆除和新建建筑产生的建筑垃圾组成变化则较大，一般有废弃砖瓦、混凝土、废渣土、天然石材等。

4．磷石膏

磷石膏是在生产磷胺的过程中产生的一种废渣，因其主要化学成分与天然石膏基本一致，故称磷石膏，属化工工业固体废弃物，是磷肥厂在生产优质磷肥的过程中要产生工业废渣。磷石膏因其中残留少量有机磷和无机磷，较难直接利用。

在研制的处理磷石膏新技术方面，目前已摆脱传统的工艺方法，采用中温煅烧脱水、活性激发方式，使处理后的磷石膏产生很高的早期强度和持续稳定的后期强度，凝结时间可调，质量完全达到半水石膏粉国家标准优等品水平，烘干强度指标达到30―40MPa，为其综合利用打下了坚实的基础。这种方法的特点是无二次污染，将有害的有机磷转化为惰性的磷酸钙，强度高、凝结时间可调，有较高的白度，白度可达到80℃以上：产量高，可形成年产5～6万t的规模，节电、节煤，可大幅度降低生产成本。近年来建筑界逐渐认识了它的各种优点，在现代建筑业中，石膏建材有明显的绿色生态特点：如生产能耗低，生产1t石膏耗能仅为生产1t水泥的22％；轻质，比砖轻8％；耐火极限可达到3h以上；可加工性好，施工方便；具有呼吸功能，可吸收和释放湿气，提高居住的舒适度等。

5．尾矿

我国尾矿利用工作是从上世纪80年代中期开始的，尾矿是一种资源，如果加以回收和利用，可以有效地提高经济效益和解决矿山职工的就业。

目前，尾矿利用在墙材领域主要有以下几类应用产品：

①尾矿免烧砖、砌块：利用尾矿生产免烧砖、小型砌块等墙体材料，具有尾矿用量大、胶凝材用量少，（废渣用量30％～90％）。实际应用多年未发现任何质量问题。②全尾矿烧结砖：充分利用烧结墙体材料烧结砖机械和生产工艺，挤压成型生产大掺量尾矿烧结砖。利用当地废弃物作塑性材料，经成型焙烧生产烧结砖。靠近尾矿的烧结墙体材料生产企业最合适的转产项目，且利用尾矿量大，符合国家产业政策等优势。③轻质节能材料：利用尾矿制作免蒸养型轻质节能材料，其产品具有轻质高强、隔热保温、隔音防火等特点。可广泛应用于工业和民用建筑。④固化剂：利用尾砂制作固化剂，具有成本低廉、质量稳定、用途广泛等优越特点，可广泛应用于尾矿库固结尾砂：墙体材料工业尾矿利用主要是尾矿免烧砖、砌块、全尾矿烧结砖和轻质节能材料3个方面，但利用量并不高，主要原因墙体材料是地方材料运输半径较小，而尾矿绝大多数在偏远山区，运输成本太高无法大量利用。

三、开发利用固体废弃物在墙体材料应用中的建议

1．要研究提高利用固体废弃物的附加值，这里有两层含义：提高利用的技术含量，提高利用的经济效益。如某些废渣的超细磨、两种和两种以上废渣的复合效应、垃圾的资源化、减量化和无害化等等。

2．结合开展利用固体废弃物的应用基础理论研究。这里也有两层内容，一是应用基础理论研究，为利用好固体废弃物提供（机理）技术支持，我国在这方面的研究是很有成效的。再就是制订与修订有关标准，如利用固体废弃物的新的墙体材料产品标准的制订；制订固体废弃物作为集料、掺合料的标准；现有墙体材料产品标准在修订时应将固体废弃物作为原材料写进标准中；原材料标准如砂、石标准、轻集料标准应增列固体废弃物作为粗、细集料的内容等等。写进标准应用就名正言顺了。

参考文献：

［1］李湘洲.怎样实现墙体材料的绿色化，砖瓦世界，2005，3.

粉煤灰在建筑材料中的应用范文第5篇

【关键词】变电站；蒸压粉煤灰砖；围墙裂缝；防治措施

0 引言

为积极响应国家电网公司“两型一化”（环境友好型、资源节约型、工业化）变电站建设，自2008年起宁夏新建变电站工程围墙全面开始采用蒸压粉煤灰砖砌筑。蒸压粉煤灰砖以石灰、消石灰（如电石渣）或水泥等钙质材料与粉煤灰等硅质材料及集料（砂等）为主要原料，掺加适量石膏，经搅拌混合、多次排气压制成型、高压蒸汽养护而制成的砖。蒸压粉煤灰砖的使用，符合我国“四节一环保”的要求，充分利用电厂粉煤灰。蒸压粉煤灰砖表面平整、棱角顺直、色泽一致，具有较高的抗压强度，因此被广泛使用。但是在工程使用过程中，也存在一些不足，如：材质脆易缺棱掉角、容易产生墙体裂缝，在变电站清水围墙砌体使用中，墙体裂缝是主要不足之处。笔者通过近年来在多个变电站工程实践应用情况，从蒸压粉煤灰砖的生产、构造设计及施工工艺等多个方面进行分析，提出了有针对性的防治措施，并通过现场应用验证了措施的有效性。

1 工程概况

在变电站工程施工中，蒸压粉煤灰砖主要用于变电站清水围墙施工中，笔者就蒸压粉煤灰砖砌体围墙出现的裂缝问题进行分析，并有针对性的提出了几点具体防治措施。

在罗山330kV变电站工程蒸压粉煤灰砖砌体清水围墙施工中，根据设计要求围墙伸缩缝间距不超过20m，每3.6m设墙垛，砌筑砂浆采用M5混合砂浆，蒸压粉煤灰砖为MU10。实际该工程采用19.8m间距进行砌筑，砌筑完成后约三个月陆续开始出现竖向裂缝，裂缝宽度有逐步变大趋势，裂缝基本处于两个墙垛中间。由于变电站围墙为清水砖砌体，围墙裂缝对墙体结构整体性及墙体观感质量产生了较大影响。同期施工的枣园330kV变电站工程、黄河750kV变电站工程等也出现类似情况。

2 裂缝原因分析

2.1 出釜养护时间不足

因为当年为粘土砖禁止使用的第一年，蒸压粉煤灰砖作为粘土砖的替代产品，出现供不应求的卖方市场，生产企业将砖出釜后立即进行销售，未达到停放养护的要求。

2.2 干缩变形

根据试验显示，蒸压粉煤灰砖出釜前三天每天收缩0.019mm/m，3～30d每天平均收缩0.005mm/m。蒸压粉煤灰砖自然收缩主要发生在出釜早期，据统计，出釜5～7d的收缩为总收缩率的50%。浇水砖干燥收缩率远大于不浇水砖。蒸压粉煤灰砖的初始含水率（即砌筑时的上墙含水率）越大，其使用阶段的干燥收缩率越大；环境相对湿度越大，蒸压粉煤灰砖的平衡含水率越大，失水越少，使用阶段的收缩率越小。

2.3 温差影响

由于笔者所述工程均处于西北地区沙漠边缘，这些地方昼夜温差大、季节温差大，且同一时间围墙阳面与阴面温差也较大，蒸压灰砂砖高温则膨胀、低温则收缩，蒸压粉煤灰砖在温度变化中出现受力不均而产生裂缝。

2.4 构造设计

设计师对蒸压粉煤灰砖了解不足，采用的构造设计不满足要求。通过多个工程对比发现，采用19.8m间距伸缩缝的围墙砌体明显比采用16.5m以及9.9m伸缩缝间距的墙体裂缝多；采用M5水泥砂浆的围墙砌体比采用M5混合砂浆的围墙砌体裂缝多，且采用M5水泥砂浆的围墙砌体竖向裂缝将砖拉断的较多，而采用M5混合砂浆的竖向裂缝则大多为沿灰缝开裂。

2.5 对蒸压粉煤灰砖认识不足

蒸压粉煤灰砖作为新型环保砌体材料刚推广应用于建筑市场，人们对其特性了解不足，在施工中仍采用粘土砖的砌筑工艺进行施工也是导致其产生裂缝的原因之一。由于蒸压粉煤灰砖的成分及生产工艺不同于普遍粘土砖，因此其砌筑工艺也不能照搬粘土砖的砌筑工艺。

3 防治措施

3.1 生产方面

根据《蒸压粉煤灰砖建筑技术规范》（CECS 256-2009）要求，蒸压粉煤灰砖自出釜之日起宜放置7d后方可出厂，储藏、运输及施工过程中，应有可靠的防雨措施。而根据《国家电网公司输变电工程质量通病防治工作要求及技术措施》要求，蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、加气混凝土砌块的出釜停放期不宜小于45d，至少不应小于28d。因此，我们在变电站工程施工中，为满足国家及国家电网公司要求，可在蒸压粉煤灰砖满足出厂条件后运至施工现场继续放置，直至符合国家电网公司要求后再进行施工砌筑，不应使用龄期小于28d的蒸压粉煤灰砖进行砌筑。这样，可以使蒸压粉煤灰砖在静置过程中完成早期变形收缩，避免或减少砌筑后的干缩变形裂缝。

3.2 构造设计方面

由于蒸压粉煤灰砖自身抗拉强度较低，为减轻围墙墙体因温度伸缩造成的裂缝，围墙变形缝间距应控制在12m以内，建议采用砖垛间距3.3m，每9.9m设置一道变形缝，这样可减少围墙因伸缩产生的裂缝。同时，笔者在个别工程中还在围墙水平灰缝中按每5皮砖高配置了2φ6的通长钢筋，这样可提高墙体抵抗收缩变形的能力。

砌筑砂浆应采用保水性强的混合砂浆，优先采用专用砂浆来提高砌体的抗剪强度，砂浆稠度控制在70～90mm为宜，砌筑砂浆用砂应采用中砂。施工中不应采用水泥砂浆代替混合砂浆使用，现场拌制的砂浆应随伴随用并应在3h内使用完毕，最好采用“三一”砌筑法（一铲灰、一块砖、一挤揉）进行砌筑。

3.3 施工工艺方面

蒸压粉煤灰砖砌体铺砌前不应对块材浇水，减少其干燥收缩裂缝，在必要时，可调整砂浆稠度来适应块材的吸水速度。在干热气候下，也可在砌筑前适当喷水，以减少砖的吸水。雨天不得砌筑，对于雨水浸泡的砖不得立即使用。雨期施工时，蒸压粉煤灰砖不应贴地堆放，并应做好防雨措施。当雨量较大时，应停止砌筑，并对已砌筑的墙体采取防雨措施，防止雨水浸入墙体。雨后继续施工时，应复核墙体的垂直度。

砌筑时，砌体灰缝砂浆应密实饱满，砖墙水平灰缝的饱满度不得低于80%，砖柱水平灰缝和竖向灰缝饱满度不得低于90%，不应出现瞎缝、透明缝和假缝。砌体不得留置直槎，围墙转角处应同时砌筑，避免将蒸压灰砂砖用于±0.00以下。在工程实践中，个别工程就出现了沿留槎处开裂的现象。

蒸压粉煤灰砖砌体的施工除应注意以上几个方面的措施外，还应符合《砌体工程施工及验收规范》（GB50203-2011）中有关砖砌体工程的施工及质量验收的规定。

4 结束语

通过近两年在明城110kV变电站工程、镇罗330kV变电站工程、金贵220kV变电站工程等工程蒸压粉煤灰砖砌体清水围墙中采取以上防治措施以来，变电站围墙裂缝得到了彻底治理，有效提高了围墙结构的整体性，并减少了因墙体裂缝给后续工程维护及工程争创优质工程消缺所发生的费用。在今后的变电站工程围墙施工中，将积极推广应用蒸压粉煤灰砖，为建设“两型一化”变电站建设及国家“四节一环保”要求做出贡献。

【参考文献】

[1]CECS 256-2009.蒸压粉煤灰砖建筑技术规范[S].

[2]GB 50203-2011.砌体工程施工及验收规范[S].