粉煤灰主要來源于燃煤電廠，它是從電廠鍋爐排煙中收集到的1種粉狀物質(zhì)。粉煤灰的物化性能使其成為1種可利用的資源，特別是其具有的潛在膠凝活性，經(jīng)一定的活化處理，可生成與水泥水化物相同的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等成份，使制品具有水硬性和一定的強(qiáng)度，故可用作建筑材料。

1．粉煤灰的綜合利用

我國電力工業(yè)目前80%的發(fā)電量仍由燃煤產(chǎn)生，一般平均每發(fā)電1萬kWh，排灰約1萬t。2000年我國發(fā)電量達(dá)12000億kWh，年排灰超過1.2億t。2001年我國火電裝機(jī)容量增到26290萬kWh，發(fā)電量達(dá)13362億kWh，年排灰達(dá)到1.5億t［1］?？梢姡喊l(fā)電量年增長約1000億kWh，粉煤灰產(chǎn)量增加3000萬t。考慮歷年來的存灰，我國粉煤灰貯量估計已超過10億t。但資料顯示，目前全國粉煤灰綜合利用率約為27%，因此，我國已成為世界上最大的粉煤灰生產(chǎn)和貯存國。當(dāng)前，隨著全國性的電能緊缺，燃煤電廠仍在大量的建設(shè)中，僅山西近幾年新(擴(kuò))建燃煤電廠的總裝機(jī)容量將達(dá)到1000萬kW?？梢钥隙?，隨著我國發(fā)電量增加，粉煤灰的產(chǎn)量和貯存量必將進(jìn)一步增大。粉煤灰大量的排放和堆存，增加了電力建設(shè)的投資，增大了電力生產(chǎn)的成本，占用大量的土地，加重了對環(huán)境的污染，不僅嚴(yán)重制約了我國電力工業(yè)本身的發(fā)展，而且也影響到國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長。因此，粉煤灰的充分利用是1項緊迫而又長期的任務(wù)。另一方面，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活的日益提高，對建筑墻材的需求在不斷增長，對環(huán)境保護(hù)越來越重視。我國建材工業(yè)2000年墻材的產(chǎn)量約為7300億塊，其中粘土實(shí)心磚為5400億塊，占總量的74%。近幾年，由于新型墻材的應(yīng)用和對粘土實(shí)心磚生產(chǎn)的限制，粘土實(shí)心磚的產(chǎn)量雖有所下降，但仍占相當(dāng)大的比例。我國用占世界7%的耕地養(yǎng)活著占世界22%的人口，人均耕地僅為1.3畝，但每年因燒磚卻要?dú)镞_(dá)7萬多畝；同時，燒磚耗能近6000萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，對環(huán)境也造成了污染。為保護(hù)耕地和環(huán)境，我國制定了墻材發(fā)展的戰(zhàn)略：淘汰粘土磚，利用工業(yè)固體廢棄物資源研制、生產(chǎn)高強(qiáng)輕質(zhì)、保溫隔熱節(jié)能、防火無毒環(huán)保的新型墻材。因此，利用大量的粉煤灰制磚便成為替代粘土磚生產(chǎn)與應(yīng)用的1個重要途徑。

2．粉煤灰磚的政策環(huán)境和市場前景

近年來，為推動粉煤灰等工業(yè)固體廢棄物在墻材中的綜合利用，國家制定了一系列方針政策。主要有：①利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)建材產(chǎn)品不征收固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅。②對生產(chǎn)新型墻材的企業(yè)減免土地使用稅，對生產(chǎn)實(shí)心粘土磚企業(yè)征收土地使用稅。③凡企業(yè)利用本企業(yè)外的大宗煤矸石、爐渣、粉煤灰作主要原料，生產(chǎn)建材產(chǎn)品的所得，自生產(chǎn)經(jīng)營之日起，免征所得稅5年。④企業(yè)生產(chǎn)的原材料中摻有不少于30%的煤矸石、粉煤灰、爐渣等廢渣的建材產(chǎn)品，免征增值稅。⑤對使用實(shí)心粘土磚的房屋建筑，在價外加收一定費(fèi)用。⑥將抗壓強(qiáng)度＞MU15、吸水率＜22%的高摻量粉煤灰燒結(jié)普通磚作為新型墻材重點(diǎn)發(fā)展類產(chǎn)品，同時將粘土實(shí)心磚列入禁止類產(chǎn)品。⑦2003-06-31起在全國直轄市、沿海大中等170個城市禁止使用實(shí)心粘土磚。⑧將粉煤灰燒結(jié)空心磚列為中國高新技術(shù)產(chǎn)品，重點(diǎn)鼓勵粉煤灰燒結(jié)空心磚的生產(chǎn)、銷售和利用。⑨2005年前淘汰粘土實(shí)心磚廠2萬家，每年關(guān)閉4000家，粘土實(shí)心磚產(chǎn)量每年減少120億塊；2005年粉煤灰綜合利用率要達(dá)到65%；2005-12-31前，全國所有省會城市全面禁止使用實(shí)心粘土磚。⑩粉煤灰燒結(jié)多孔磚為重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品，要求達(dá)到高摻灰量(＞50%)，高孔隙率(＜25%)，高強(qiáng)度(＞20MPa)，高保溫性能，并發(fā)展為主導(dǎo)產(chǎn)品。我國在加大粉煤灰綜合利用和墻材革新政策力度的同時，為促進(jìn)粉煤灰制磚的發(fā)展，對利用粉煤灰生產(chǎn)磚的原料性能、產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工質(zhì)量驗(yàn)收制定了新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。主要有：①《硅酸鹽建筑制品用粉煤灰》JC/T409-2001。②《粉煤灰磚》JC239-2001。③《燒結(jié)普通磚》GB/T5101-2003。④《燒結(jié)多孔磚》GB13544-2000。⑤《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50003-2001。⑥《砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50203-2002。

綜上所述，目前在我國，良好的政策環(huán)境使粉煤灰磚的研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用出現(xiàn)了前所未有的發(fā)展良機(jī)，粉煤灰磚產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。

3．粉煤灰磚的研發(fā)方向

根據(jù)生產(chǎn)工藝不同，目前利用粉煤灰生產(chǎn)的磚分為：粉煤灰燒結(jié)普通磚、粉煤灰燒結(jié)多孔磚、粉煤灰蒸壓磚及蒸養(yǎng)磚。

3.1粉煤灰燒結(jié)普通磚

粉煤灰燒結(jié)普通磚是指由粉煤灰和粘土等材料擠出成型后，焙燒而成的實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)磚。

由于粉煤灰無塑性，為便于擠出成型，坯體不開裂，保證產(chǎn)品質(zhì)量，大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)以加入粘土來提高混合料的塑性。粘土的塑性指數(shù)和擠出機(jī)的性能對粉煤灰燒結(jié)普通磚摻灰量有較大影響。粘土的塑性指數(shù)越大，粘土用量則越少，而粉煤灰用量可增大；擠出機(jī)的壓力和真空度越大，越便于坯體成型，從而使粉煤灰的用量提高。目前，對摻灰量不超過50%、以粘土為主的粉煤灰燒結(jié)普通磚(又稱為內(nèi)燃磚)，由于生產(chǎn)技術(shù)較成熟，取得了節(jié)土，降低煤耗和成本的效果，得到國家的優(yōu)惠政策，企業(yè)獲得了效益，故發(fā)展較快。在全國10萬個生產(chǎn)企業(yè)中，有80%以上的企業(yè)生產(chǎn)此種內(nèi)燃磚。對摻灰量在50%以上的高摻量粉煤灰燒結(jié)磚，雖然其具有摻灰量大，重量輕，保溫節(jié)能效果顯著等優(yōu)勢，但由于受粉煤灰特性的影響，高摻量粉煤灰燒結(jié)磚較難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的質(zhì)量要求。目前的研發(fā)方向是：在不用或少用粘土的情況下，提高制磚混合料的塑性；同時，研制更適合生產(chǎn)高摻量粉煤灰燒結(jié)磚的設(shè)備，并制定相應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.2粉煤灰燒結(jié)多孔磚

粉煤灰燒結(jié)多孔磚的材料組成與生產(chǎn)工藝同粉煤灰燒結(jié)普通磚。

按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)格尺寸分為M型和P型，孔洞可為圓孔或矩形孔，孔洞率≥25%。由于粉煤灰燒結(jié)多孔磚重量輕，節(jié)能效果優(yōu)于粉煤灰燒結(jié)普通磚，所以受到科研、生產(chǎn)、設(shè)計部門的高度重視。近年來，在國家墻材革新和利廢力度加大的形勢下，電力、冶金、建材等部門投資幾十億元建設(shè)或改造了上百條年產(chǎn)3000萬塊的高摻量粉煤灰燒結(jié)多孔磚生產(chǎn)線，形成了年產(chǎn)約50億塊的生產(chǎn)能力，年用灰量預(yù)計將達(dá)到500～600萬t。但根據(jù)調(diào)查資料，粉煤灰燒結(jié)多孔磚生產(chǎn)普遍存在產(chǎn)量低、摻灰量低、產(chǎn)品合格率低和企業(yè)效益低的現(xiàn)象。其原因主要是材料組成性能、生產(chǎn)工藝與設(shè)備以及質(zhì)量管理存在不同程度的問題造成的。目前，應(yīng)針對高摻量粉煤灰燒結(jié)多孔磚在生產(chǎn)過程中存在的實(shí)際問題，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，開展改進(jìn)性研究，不宜再投資新建高摻粉煤灰燒結(jié)多孔磚生產(chǎn)線。

3.3粉煤灰蒸壓(蒸養(yǎng))磚

粉煤灰蒸壓(蒸養(yǎng))磚是以粉煤灰、石灰等為原料，經(jīng)壓制成型，高壓(常壓)蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的實(shí)心標(biāo)準(zhǔn)磚。粉煤灰蒸壓(蒸養(yǎng))磚的產(chǎn)品質(zhì)量除受材料組成性能影響外，壓制成型時的壓力、壓制速度以及養(yǎng)護(hù)時的蒸汽溫度、壓力對產(chǎn)品質(zhì)量也有較大影響。成型壓力越大，磚坯越密實(shí)，產(chǎn)品性能越好；壓制速度較慢，有利于磚坯內(nèi)氣體排出，不僅可提高磚坯密實(shí)度，而且磚坯不會產(chǎn)生分層和裂紋。磚坯在蒸壓釜(蒸汽溫度176℃以上、蒸汽壓力0.8MPa以上的)內(nèi)養(yǎng)護(hù)，磚內(nèi)活性組份的水化反應(yīng)充分，磚的強(qiáng)度較高，且耐久性良好。常壓蒸養(yǎng)而成的粉煤灰磚，強(qiáng)度等性能一般較蒸壓磚差，且墻體易出現(xiàn)開裂等現(xiàn)象。工程實(shí)踐證明，使用十多年的粉煤灰蒸壓磚，強(qiáng)度不但未降低，反而都有所提高。所以粉煤灰蒸壓磚可完全取代粘土實(shí)心磚。由于粉煤灰蒸壓磚的生產(chǎn)需要大噸位(600～1200t)的液壓壓磚機(jī)和蒸壓釜等設(shè)備，且生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，故粉煤灰蒸壓磚的成本較高。目前，粉煤灰蒸壓磚的發(fā)展方向是提高產(chǎn)品質(zhì)量，增大粉煤灰摻量，降低生產(chǎn)成本，重點(diǎn)是研制生產(chǎn)粉煤灰蒸壓磚的新設(shè)備，開發(fā)新技術(shù)。從國內(nèi)目前利用粉煤灰生產(chǎn)磚的現(xiàn)狀和發(fā)展情況可見，粉煤灰磚主要有粉煤灰燒結(jié)和粉煤灰蒸壓2個系列。2個系列相同的研發(fā)方向是用料高摻灰、產(chǎn)品高性能、生產(chǎn)低成本。但隨著人們對空氣質(zhì)量要求越來越高，粉煤灰燒結(jié)系列對大氣造成的二次污染已引起各方面的關(guān)注。資料顯示：粉煤灰摻量為65%，年產(chǎn)5000萬塊標(biāo)準(zhǔn)磚的粉煤灰燒結(jié)磚廠，其排放的SO2氣體是同摻灰量、同規(guī)模粉煤灰蒸壓磚廠的20.8倍，是燒結(jié)普通粘土磚廠的5.4倍，排放的CO2氣體是粉煤灰蒸壓磚廠的5.8倍，是燒結(jié)普通粘土磚廠的1.5倍，且摻灰量越大，對大氣的污染越嚴(yán)重。因此，粉煤灰燒結(jié)系列不宜作為未來發(fā)展方向。高摻量粉煤灰蒸壓磚應(yīng)成為我國粉煤灰磚的主導(dǎo)產(chǎn)品。另外，還需特別指出，我國粉煤灰雖然產(chǎn)量大、貯存多，但由于受煤質(zhì)和機(jī)組運(yùn)行等的影響，有70%以上的排灰為低、劣質(zhì)灰，充分利用低、劣質(zhì)灰制磚是實(shí)現(xiàn)粉煤灰充分利用的關(guān)鍵，也是當(dāng)今研究的重要課題。

參考文獻(xiàn)：

［1］李從典我國粉煤灰制磚的昨天今天明天［J］粉煤灰綜合利用，2003(1)，38～42.

［2］劉天富.火電廠粉煤灰開發(fā)利用市場探析［J］.粉煤灰綜合利用，2004(1)，50.

［3］陳福廣.調(diào)整粉煤灰墻材制品發(fā)展方向的建議［J］.新型建筑材料，2003(12)，17～18.

［4］陳福廣主編.新型墻體材料手冊(第二版)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

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