摘 要:先進的粉煤灰綜合利用技術(shù),可以帶來巨大的環(huán)保效益、經(jīng)濟效應和社會效益,能夠一定程度上促進當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展以及緩解土地資源緊張等局面,因此燃煤電廠粉煤灰的綜合利用有著極其重要的意義。本文對粉煤灰的涵義與危害及綜合利用的意義、粉煤灰綜合利用技術(shù)以及粉煤灰對于提高混凝土性能的表現(xiàn)進行了論述分析,以供參考。
關(guān)鍵詞:粉煤灰;危害;綜合利用技術(shù);意義;應用;混凝土;
文章編號:1674-3520(2015)-07-00-02
粉煤灰是燃煤電廠鍋爐煙氣經(jīng)除塵器收集后獲得的細小飛灰和爐底渣,目前,粉煤灰綜合利用主要方式有生產(chǎn)水泥、混凝土及其他建材產(chǎn)品,燃煤電廠粉煤灰用于混凝土中,可提高混凝土的可泵性,也能使得新澆灌的水泥混凝土的水化熱降低,粉煤灰以其低廉的價格、供需量逐漸取代市場上的膠凝材料和部分骨料,其較好的可利用性能有著較好的應用前景。
一、粉煤灰的涵義與危害及綜合利用技術(shù)的意義
(一)粉煤灰的涵義。粉煤灰主要有硅鋁玻璃、微晶礦物顆粒和未燃盡的殘?zhí)课⒘KM成,其化學成分以氧化硅和氧化鋁為主。煤炭在鍋爐中燃燒后有兩種固態(tài)殘留物--灰和渣。隨煙氣從鍋爐尾部排出的,主要經(jīng)除塵器收集下來的固體顆粒即為粉煤灰;顆粒較大或呈塊狀的,從爐膛底部收集出來的稱為爐底渣。從綜合利用角度講的粉煤灰,一般也包括渣,即灰渣的統(tǒng)稱。
(二)粉煤灰的危害。粉煤灰露天堆放,刮風天灰塵污染空氣,下雨天滲水污染地下水。根據(jù)國內(nèi)外試驗研究發(fā)現(xiàn),粉煤灰滲水使地下水產(chǎn)生不同程度的污染,比較明顯的是使pH值升高、有毒有害的鉻、砷等元素增加。再加上粉煤灰貯灰場大多位于江、河、湖及城市水源保護區(qū)域,水源保護問題也十分迫切。燃煤電廠粉煤灰作為一種固體廢棄物,廣泛地存在于燃煤電廠旁邊,由于我國處理粉煤灰技術(shù)欠缺,導致粉煤灰大量的堆積,污染環(huán)境,發(fā)電企業(yè)為解決固體廢物的貯存和處置,常常需要投入大量的資金和人力,而隨著燃煤電廠發(fā)電量的增加,產(chǎn)生的粉煤灰量也每年成百上千萬噸的增加,若不能很好地綜合利用,粉煤灰堆存將占用大量土地,極大地制約了當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展、污染當?shù)丨h(huán)境,合理的綜合利用燃煤電廠粉煤灰,是現(xiàn)今亟待解決的問題。
(三)粉煤灰綜合利用技術(shù)的意義。燃煤電廠粉煤灰的綜合利用途徑,主要用于筑路、水泥、建工、建材等行業(yè),采用清潔化生產(chǎn)方式使得燃煤電廠粉煤灰資源化,通過引進人才和設(shè)備,積極的研究和解決燃煤電廠粉煤灰處理問題等。燃煤電廠粉煤灰的有效的綜合治理,可解決粉煤灰堆存占用土地資源的問題,緩解貯存過程中的二次污染,而且適宜的粉煤灰綜合利用技術(shù),能夠提煉出粉煤灰中少量的微量元素,這些元素可能對農(nóng)作物生長有利。另外,粉煤灰中含有的炭珠、鐵珠等物質(zhì)可通過回收再利用,可作為輕質(zhì)保溫盒耐火材料。因此燃煤電廠粉煤灰的綜合利用技術(shù)具有廣泛的應用前景。
二、粉煤灰綜合利用技術(shù)的應用
我國粉煤灰最早用于生產(chǎn)建筑材料,利用率一直保持在25%左右。粉煤灰燒結(jié)磚、生產(chǎn)水泥熟料及用作混合材、生產(chǎn)陶粒、砌塊、加氣混凝土、墻體材料等,都是國家推廣的成熟技術(shù)。
(一)粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚及蒸汽養(yǎng)護磚。粉煤灰的用量從30%到70%,主要工藝和設(shè)備與普通粘土磚基本相同。粉煤灰蒸養(yǎng)磚的配料除粉煤灰可占65%左右外,還需配入適量的骨料生石灰和石膏,經(jīng)坯料制備、壓制成型,經(jīng)常壓或高壓蒸汽養(yǎng)護后燒制成磚。它對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)粉煤灰生產(chǎn)硅酸鹽砌塊。粉煤灰硅酸鹽砌塊以粉煤灰、石灰和石膏和膠結(jié)料為原料,在配料中除爐渣為主占55%左右外,粉煤灰用量也可達30%。經(jīng)加水攪拌,振動成型,蒸汽養(yǎng)護而成。此工藝對粉煤灰質(zhì)量的要求是其燒失量低于15%。適用于工業(yè)及民用建筑,且比粘土磚的保溫性能好,自重輕,能滿足一般建筑物承重墻的耐火極限要求。
(三)粉煤灰制泡沫玻璃。泡沫玻璃是一種新型建筑材料,它可由粉煤灰(可占70%)為主要原料燒制而成,其密度在0.5~0.8t/m3之間。具有抗壓、隔熱、隔音、防水、能浮出水面等性能,是現(xiàn)代高層建筑的優(yōu)質(zhì)材料。泡沫玻璃作大型雕塑材料,可制成大塊,可任意切割裝配。用泡沫玻璃制成的墻體磚,密度僅為普通粘土磚的5%~10%,而強度卻高出8~15倍,所以,它具有質(zhì)輕、強度大、節(jié)能等優(yōu)點。用它作為保溫、隔熱、隔音材料具有物美價廉的優(yōu)點,有較高的經(jīng)濟效益和社會效益。
(四)粉煤灰生產(chǎn)陶粒。利用粉煤灰為主要原料,加入一定量的膠結(jié)料和水,經(jīng)成球、燒結(jié)而成的輕骨料為燒結(jié)粉煤灰陶粒。它是一種性能良好的人造輕骨料,其粉煤量用量可達80%左右??梢耘渲?00號混凝土。由于其有密度小、耐熱度高、抗摻性好、耐沖擊力強等優(yōu)點,可替代天然渣石配制150~300號的混凝土,廣泛地用于工業(yè)與民用建筑、制作各種混凝土構(gòu)件,還可用于橋梁、窯爐和煙囪的砌筑。
(五)粉煤灰在砂漿中代替部分水泥、石灰或砂。砂漿在建筑工程中的用量很大,且對粉煤灰的質(zhì)量不高,可改善混凝土的特性并節(jié)約水泥。此項技術(shù)可大量利用粉煤灰,每立方米混凝土可用粉煤灰50~100kg,節(jié)約水泥50~100kg。
(六)粉煤灰制造加氣混凝土。粉煤灰生產(chǎn)加氣混凝土是以粉煤灰為基本原料,配以適量的水泥、石膏及鋁粉等添加劑以制成一種輕質(zhì)的混凝土,其粉煤灰用量可占70%左右。主要用于屋面保溫、內(nèi)外墻體和陽臺隔斷。具有較好的社會和經(jīng)濟效益。
三、粉煤灰對于提高混凝土性能的表現(xiàn)
在工程施工過程中,在混凝土中經(jīng)常會摻加一定量的替代水泥的粉煤灰,通常摻入粉煤灰的混凝土的應用途徑主要有下三種:第一,在大體積水工混凝土中,在初期混凝土的強度要求不是很高,長期混凝土的強度要求維持在25~35MPa,會摻入大量的粉煤灰;第二,在結(jié)構(gòu)混凝土中,會用較小的粉煤灰代替水泥;第三,在對強度要求不高的回填或基層道路的混凝土中,摻入大量的粉煤灰代替水泥。調(diào)查分析顯示,粉煤灰能夠在以下幾個方面提高混凝土的性能:1、粉煤灰具備的形態(tài)效應能夠產(chǎn)生一定量的水勢能,能夠有效的降低混凝土結(jié)構(gòu)的用水量,在保證混凝土結(jié)構(gòu)的強度的基礎(chǔ)上,降低水泥的使用量,防止混凝土結(jié)構(gòu)的水化升溫速度,避免混凝土出現(xiàn)溫度裂縫,同時還具有致密功能。2、粉煤灰在進行火山灰效應過程中會產(chǎn)生一定量的反應勢能,該反應勢能能夠增加一定程度的混凝土的強度。3、粉煤灰產(chǎn)生的微集料效應具有的致密勢能,能夠有效的避免混凝土有害孔的出現(xiàn)幾率,增強混凝土結(jié)構(gòu)的密實程度,其中粉煤灰化學反應產(chǎn)生的水化熱具有一定的支撐作用,能夠增強混凝土的粘結(jié)強度,從而增強混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力。
四、結(jié)束語
由于我國社會經(jīng)濟發(fā)展的需要和能源結(jié)構(gòu)的特點,勢必在今后的一段時間或很長時間內(nèi)仍將大力發(fā)展燃煤電廠,因此粉煤灰的產(chǎn)量肯定是巨大的,把燃煤電廠粉煤灰資源化,使其可二次利用,是今后相關(guān)燃煤電廠亟待解決的問題,燃煤電廠粉煤灰的綜合利用,對促進當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展以及緩解當?shù)赝恋刭Y源緊張等局面有著重要的意義。
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