粉煤灰特性及综合利用.docx

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粉煤灰特性及综合利用

前　　言

中国是以煤炭为主要能源的国家，电力产量的76%是由煤炭产生的，每年用煤超过4亿吨，占全国原煤产量的三分之一，特别是改革开放以来，电力工业迅猛发展，导致粉煤灰排放量逐年锐增，预计到2010年粉煤灰的排放量将达到2.6亿吨，成为世界最大的排灰国。

但是，目前我国的粉煤灰利用率仅为30%左右，主要用于筑路基和回填，每年仍有1亿吨未能利用的粉煤灰，储存于灰场中。

每年需征大量土地用于储灰，建灰场费用和运行费用都很高;另外，粉煤灰用于筑路或回填会受地区、时间的限制，存在使用不均衡、不连续的问题。

若对粉煤灰综合利用不加大研究和处理力度，将会给能源生产、资源利用和环境保护带来不可估量的严重后果。

因此，应该大力拓展粉煤灰在其他领域的应用。

中国一直非常重视粉煤灰的开发利用，自20世纪50年代三门峡大坝工程开始使用粉煤灰以来，国家投人了大量人力、物力，对粉煤灰的性能及其利用进行了大范围、多领域、卓有成效的科学实验和技术开发，将粉煤灰的应用范围扩展到工业、农业、建筑业等多个领域，取得了非常巨大的社会效益和经济效益。

因此，长期被作为固体废弃物看待的粉煤灰，近年来随着国际性能源供需矛盾的加剧和对环境保护愈来愈高的要求，已引起了世界各国的关注，并对其利用进行了广泛的研究、试验和应用，取得了一定的成就。

国外先进国家（欧盟、美国等）粉煤灰利用率已达70-80%，我国粉煤灰利用率亦达40-50%，对节约能源和改善环境起到了重要作用。

然而，我国电厂排放的粉煤灰品质极不稳定，有80%以上的粉煤灰烧失量超过6%，有的达到20%以上，资源化性能较差，极大地限制了粉煤灰的应用范围和数量，是导致我国粉煤灰利用率偏低的重要原因。

因此，为实现能源节约和减少粉煤灰对环境的污染，开拓粉煤灰综合利用的新途径，通过对粉煤灰资源化特性及高等级公路路面的修复工程应用技术进行了研究，揭示出粉煤灰中的不同成分和形貌对其资源化特性的影响规律，完成了粉煤灰脱炭及脱炭粉煤灰混凝土配合比等方面的小型试验研究。

曾有人在豫03号高等级公路路面修复工程中应用脱炭粉煤灰完成了试验路的修筑工作，实际道路运营和技术性能检测结果表明，该技术符合路面修复工程的要求，具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。

粉煤灰是燃煤颗粒中所含矿物质经历了一系列变化而形成的。

这些矿物质主要是硅酸盐矿物（粘土、岩盐、长石等）和石英，经高温晶格（除少量石英外）受到破坏而熔融，在表面张力和外部压力作用下变成液滴，逸出锅炉后急骤降'lm凝固成硅酸盐玻璃态微珠（漂珠、磁珠、沉珠等）。

这些微珠混合物夹杂少量单体碳和石英，由烟囱排出形成粉煤灰。

粉煤灰的主要化学成分是二氧化硅和氧化铝硅酸盐，还含有少见的FeZ03.CaO.MgO和未燃尽碳。

有些粉煤灰还可能富集了锗、稼、铀、镍、铂等稀有元素。

表1是我国粉煤灰化学成分变化范围和国外几个地区典型粉煤灰的化学成分。

粉煤灰外观类似水泥，它的成分和细度都将影响其颜色，从乳白色到灰黑色。

粉煤灰呈多孔性蜂窝状组织，比表面积较大，一般在2500^5000cm2/g，因此具有较高的吸附活性。

粉煤灰的颗粒大小为0.5-300um。

由于煤种、燃烧方式、锅炉构造和收集方式的不同，粉煤灰的粒径、比表面积和化学成分也随之变化。

粉煤灰的这些理化特性决定了它可以在许多领域得到利用。

粉煤灰是燃煤过程中产生的一种固体废弃物，随着能源需求量的增加，粉煤灰的产生里也与日俱增近几年来我国电力系统年耗煤约:

3.05亿吨，年排粉煤灰和渣达8600万吨，绝大多数灰渣堆积于灰场，估计到2008年，贮灰场的占地面积将大幅度提高。

这不仅严重污染环境，也耗费了大量的上地资源。

因此长期以来粉煤灰的综合利用成为环境保护领域的一个重要课题。

在发达国家粉煤灰资源化程度已很高。

英国粉煤灰利用率为46.2%,德国为65%，法国75%.口本已达100%。

美国很早就把粉煤灰与其他矿产并列为主要的矿物资源，并着手从中提取各种金属。

我国粉煤灰的利用率相对较低，亦已取得了可喜的成绩。

根据文献调研，结合粉煤灰综合利用的现状，如今粉煤灰综合利用的途径很多，其中生产新型建筑材料是最有效的途径之一。

而用于生产轻型砼的粉煤灰陶粒吃灰量最大，应用范围广泛，可以用来制造轻质高强的砼，用于对自重有一定限制的工程结构及建筑工程中。

如公路桥桥面，高层建筑楼面、墙板、屋面等。

也可用于石材缺乏的平原地区，作为配制砼的骨料等等。

粉煤灰陶粒制品及其空心砌块具有容重轻、保温隔热效果好、施工方便、抹灰无空鼓、不脱落等优点，使其经济和社会效益较为显著。

随着墙体改革的需要，其利用量也越来越大。

在本文中，我着重讨论的是粉煤灰陶粒的生产技术及其应用发展方向。

受到胡光教授的大力支持和帮助，在此表示深深的谢意。

由于时间仓促，及本人水平有限，难免出现错误和许多不足之处诚望有关专家学者给予批评指正

。

第一部分　　粉煤灰特性

一、化学特性

燃料煤由有机物及无机物组成，有机物燃烧后生成碳、氢、氧，无机物燃烧后即生成粉煤灰的化学成分与煤种、产地、燃烧炉型等有关。

我国低钙灰的成分比较接近，其化学组成由表1可见，粉煤灰的主要成分为氧化硅、氧化铝及氧化铁，其总量约占粉煤灰的85%左右。

低钙煤中氧化钙含量较低，基本无自硬性。

但是，目前我国高钙灰的排放量有明显增长的趋势，而高钙灰含有一定的自硬性矿物，有利于增进粉煤灰的强度贡献。

另外，近年来随着锅炉容量的不断提高，炉内煤粉燃烧趋于完全，代表影响材料长期稳定性的烧失量也逐渐降低，因此可以说，经过高温燃烧后的粉煤灰是相当纯净的建材原料。

相关人员通过对发电厂的粉煤灰进行的化学成分分析（表1）表明，粉煤灰中硅的含量最高，其次是铝，以复杂的复盐形式存在，酸溶性较差。

铁含量相对较低，以氧化物形式存在，酸溶性好。

此外还有未燃尽的炭粒、CaO和少量的MgO、Na2O、K2O、SO3等。

表1粉煤灰的化学组成

二、物理特性

煤粉在锅炉中燃烧时，其无机物经历了分解、烧结、熔融及冷却等过程，冷却后的粉煤灰颗粒主要由硅铝玻璃体和少量碳粒组成，玻璃体又以单珠、连珠体和海绵状不规则多孔体组成。

粉煤灰的品质主要取决于这些粒径、形貌不一的各种颗粒成分的组合比例。

其中，粉煤灰的活化能力主要靠硅铝玻璃体，而在常温下硅铝玻璃体以多聚物组成为主，活化能力较低。

因此，常温下粉煤灰是一种性质稳定的材料。

粉煤灰的密度、堆积容量和细度见表

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表2粉煤灰的密度、堆积容量和细度

三、粉煤灰的放射性和浸出物毒性

在人类日常的生活环境中，到处都存在着微量天然的放射性物质，主要为238u,232Th`22sRa和40K等4种放射性元素，只要其含量不超过一定的标准，对人类健康就不会带来负面影响。

GB6763-86中规定，建筑材料用工业废渣中放射性物质的含量应满足下列要求:

AR}/330+AT,/260+A,/3800镇1

（1）A,/200镇1

（2）根据杨钦元[4]等测得的粉煤灰天然放射性元素的比活度，按上述两个公式[2][3]计算的结果分别为0.93和0.73，均未超出国家标准，说明粉煤灰产品的放射性对人体是安全的。

粉煤灰中除了主要元素外，尚有一定量的砷、铬、铅、汞、铜、锌、镍等对人体健康可能产生不利的微量元素。

这些微量元素对环境的影响主要通过浸出物的毒性完成。

据粉煤灰方面专家的研究结果证明，粉煤灰中有害元素在水体中的浸出极微，基本不会影响环境水质，浸出后的水质尚符合国家地表水水质二级标准。

四、其它特性

（1）形态效应泛指粉煤灰颗粒形貌、粗细、表面粗糙度、级配、内外结构等几何特征及色度、密度等特征在混凝土中产生的效应。

粉煤灰的形态效应可以在混凝土材料中起到减水、引水、保水、释水、润滑、减阻、解絮、塑化、增浆、浓化、粘聚、增密、减气、堵孔、调凝、促硬等作用。

（2）活性效应指低钙粉煤灰的玻璃体中活性氧化钙、氧化铝与氢氧化钙发生化学反应，生成胶凝性的水化铝硅酸钙，和高钙粉煤灰的自硬胶凝性的性能。

（3）微集料效应指粉煤灰的微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相中，就象微细的集料，能够增强混凝土的强度。

粉煤灰微集料在混凝土中的效应比未水化的水泥颗粒的微集料效应还略胜一筹。

第二部分、粉煤灰的综合利用

国外早在19世纪20年代就开始粉煤灰综合利用的工作。

目前在一些工业发达国家中，利用粉煤灰生产建材已逐步形成产业化，如法国生产的粉煤灰水泥已占其水泥总量的60%以上，英国的粉煤灰陶粒已居各种人造骨料产量首位，美国、德国、日本等也都把粉煤灰再利用作为一项国策，除了对现有的利用途径深人研究外，还力图开发一些新途径，以进一步提高粉煤灰利用率。

我国建筑行业对粉煤灰的利用研究，早在20世纪50年代就已开始，经过几十年的实践，摸索出不少经验，现已成为粉煤灰的利用大户。

正在建设中的三峡工程预计用粉煤灰量达133.8万吨，在修建沪宁、京深及京冀等高等级公路时也大量使用了粉煤灰。

一、为什么提出粉煤灰的综合利用

粉煤灰的综合利用，是当前我国科技领域中很重要的命题。

提出粉煤灰的综合利用，主要原因有以下几个方面：

首先，粉煤灰的综合利用是建设节约型社会的需要。

两年前“国办发[2005]33号”文件明确提出“加快发展以粉煤灰一等固体废物为原料的新型墙体材料，是提高资源利用率、改善环境、促进循环经济发展的重要途径”，由此可见国家对粉煤灰利用的重视。

建设节约型社会，就是让各种资源充分利用起来，这是我们的经济增长方式从粗放型走向可持续发展新模式的唯一途径，它将引领我们的经济社会发展向人与自然环境和谐相处的方式转变。

建设节约型社会的核心就是促进资源的高效利用和综合利用，最大限度提高资源的产出效益，做到能量的梯级利用。

实现粉煤灰的综合利用，是加快建设节约型社会的需求，是推进循环经济发展，是科学发展观的选择。

我们要按照中央的要求和部署，运用多种手段，采取更有效措施，把粉煤灰充分利用起来，让它在我们的社会生活中发挥应有的作用。

其次，粉煤灰综合利用是国家产业政策的需要。

为更好的让粉煤灰得到充分利用，多年来国家给予许多产业优惠政策。

再次，粉煤灰综合利用是其自身存在的需要。

主要表现两个方面

:

一是占地面积大。

资料表明，现阶段我国粉煤灰年排渣量达2亿多吨，累计堆存量将达25亿多吨，占地面积将近3万hm2。

随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量将逐年增加，占地面积必然随之加大，所以粉煤灰消化吸收问题已摆在我们面前;二是污染环境。

我国电厂所产生的这些粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染空气;若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

因此粉煤灰的处理和综合利用已成为全球广泛关注的问题。

二、怎样搞好粉煤灰的综合利用

随着社会的发展，人们对粉煤灰已有比较深人的了解和认识。

使粉煤灰具有其他火山灰质材料所没有的优异特性，能改善拌和物的和易性，易于运输，活性得以充分发挥。

由于粉煤灰具有这些特性，我国主要将其利用到生产建筑材料、筑路和回填等领域。

粉煤灰建筑材料与传统的建筑材料比有许多优点。

如粉煤灰加混凝土，其比重只有500kg/m3，是粘土砖比重的1/3;导热率为0.11-0.13W/（m"K），为粘土砖导热律的1/5，具有轻质、绝热、耐火等优良性能。

粉煤灰烧结砖比普通粘土砖轻20%，导热系数只有粘土砖的70%，粉煤灰陶粒性能优于天然轻骨料，用其配制的混凝土具有保温、隔热、抗冲击等优良性能，在高层建筑、大跨度构件和耐热混凝土中应用广泛。

粉煤灰硅酸盐水泥干缩性小，水化热低，抗裂性、和易性与可泵性好，适用于大坝工程及泵送混凝土施工。

目前我国粉煤灰综合利用技术有200余项，主要有以下几类:

（1）生产粉煤灰烧结砖。

这种砖粉煤灰掺量在30%-70%之间，其特点是体积轻、强度高、导热系数小、砌筑效率快。

多年实践证明，粉煤灰烧结砖的粉煤灰中二氧化硅的含量不能高于70%，超过这个标准，混合料的可塑性大大降低，制品的抗折强度和抗压强度也随之降低;三氧化二铝的含量以20%为宜，低于10%时，制品强度低，高于25%时，制品强度虽然提高，但烧成温度也需提高，增加产品成本

;三氧化二铁含量以8%为宜，含量过高，将缩小混合料烧成温度范围，给焙烧工序造成困难;氧化镁和硫化物含量越低越好，氧化镁含量不超过3%，硫化物的含量要低于1%。

（2）生产粉煤灰蒸养砖。

粉煤灰的特点是在湿热条件下，能与石灰、石膏等胶凝材料反应，生成具有一定强度的水化产物。

高压养护的特点是粉煤灰砖强度高，但对粉煤灰也提出两点要求:

一是含碳量要低;二是活性要高。

（3）生产粉煤灰硅酸盐砌块。

生产粉煤灰硅酸盐砌块对粉煤灰的质量要求是烧失量不大于巧%，胶凝材料中要有足够的氧化钙，水灰比不大于0.55。

产品比重为1800kg/m3，抗压强度可达1-15MPa，特点是产品收缩值偏大，碳化系数低，抗冻性较差。

（4）生产加气混凝土。

粉煤灰掺量一般可达70%，主要用于框架结构填充，其质量已达到JG315标准。

如生产粉煤灰加气混凝土板材，还需钢筋网片作为支架，浇注成统一整体。

粉煤灰加气混凝土的性能和其他品种加气混凝土基本相同，使用范围也相同。

（5）代替粘土作生产水泥的原料。

从化学结构上看，粉煤灰的成分与粘土相似，实践证明，粉煤灰完全可以代替粘土生产水泥，同时还可利用其残余碳，在媛烧水泥熟料时节约燃料。

其生产工艺和生产设备与生产普通硅酸盐水泥一样，无特殊技术要求。

（6）粉煤灰在砂浆中可部分代替水泥。

在砌筑和抹灰施工中，粉煤灰加上一定比例的添加剂（俗称掺合料），可改变混凝土的和易性和可泵性，有利于增加混凝土后期强度，提高混凝土抗渗性，改善混凝土耐腐蚀性，降低混凝土因水化引起的温差裂缝。

同时还可提高工程质量，节省水泥，降低混凝土成本，节约资源，保护环境。

（7）粉煤灰用于筑路和回填。

用粉煤灰筑路既可以增加路面强度，又是投资少、见效快、大量使用粉煤灰的好办法。

资料表明，用粉煤灰筑路，道路使用年限多，维护少，可节省维护费用50%左右。

用粉煤灰进行单一煤层长壁式边采煤边填充探索性试验在我国获得成功，为电厂粉煤灰寻找地下灰场和在建筑物下直接采煤，防止平原地表塌陷，开辟了广阔前景。

三、粉煤灰综合利用的发展方向

粉煤灰的综合利用在我国已研究多年，目前，我国粉煤灰综合利用技术政策总的原则是:

把大批量用灰技术作为重点，把提高粉煤灰综合利用经济效益、社会效益有机结合作为主攻方向;巩固已有的技术成果，逐步完善比较成熟的利用技术，大力推广成熟的粉煤灰综合利用技术，积极采用国际先进技术和设备，不断提高我国的粉煤灰利用技术水平。

总的看来，粉煤灰用于砌筑、回填技术成熟，工艺简单，而且吃灰量大，属于大力推广应用技术;粉煤灰高强混凝土仍是需要完善发展的技术;粉煤灰空心烧结砖、粉煤灰混凝土空心小砌块等建筑制品方面应用技术是今后的发展热点，也有必要在工业化生产中继续探索，完善其工艺技术参数。

今后我国重点开发研究的技术课题在以下几个方面:

（1）加大对节能建筑研究力度近年来，全国城镇以上年新建住宅面积达3亿多平方米。

如果节能达50%以上住宅墙体全部采用粉煤灰产品，加上公路建设、矿井回填等，那么，全国电厂大量粉煤灰将会被消化。

当前国内电力紧张，有人主张多建电厂，专家认为建电厂是表，搞节能建筑才是本。

由此可见，保护环境，减少污染，搞好粉煤灰综合利用，加大节能建筑力度，才是消化粉煤灰的最有效途径。

（2）加速粉煤灰在混凝土中的优效应技术继续开展粉煤灰应用混凝土工程的机理研究。

引用目前国际上正在发展的“高标号水泥+大掺量粉煤灰+高效减水剂”的方法。

积极开展高钙粉煤灰中氧化钙的控制研究，发展高钙粉煤灰作为混凝土掺和料的应用技术。

（3）研究粉煤灰硅铝铁合金冶炼技术此技术是在高温条件下用碳将粉煤灰中的二氧化硅,三氧化二铝,三氧化二铁等氧化物的氧脱去，除去杂质制成硅、铝、铁三元合金或硅、铝、铁、钡四元合金，作为热法炼镁的还原剂和炼钢的脱氢剂，这样粉煤灰利用率高、成本低、市场大，可明显提高金属镁的纯度和钢的质量。

（4）推广粉煤灰在塑料、橡胶等方面的应用粉煤灰主要是作添加剂来使用，并可以不断扩大粉煤灰的高值利用领域。

如果从粉煤灰中提取微珠、碳、铁、铝，洗煤重介质，冶炼三元合金，高强轻质耐火砖和耐火泥浆，作为塑料、橡胶等的填充料，制作保温材料和涂料等。

（5）粉煤灰高新技术的研究这里主要是指:

①粉煤灰复合高温陶瓷涂层技术;②粉煤灰微珠复合材料技术;③粉煤灰微珠细末分离技术。

这些技术在当今世界粉煤灰领域具有非常重要研究价值。

（6）深入开展粉煤灰综合利用专用设备开发和完善粉煤灰管理体系研究①开展自动化程度的粉煤灰利用专用设备研究，提高我国粉煤灰利用技术装备水平。

②开展粉煤灰综合利用工程技术经济性和系统性理论研究，制订合理的粉煤灰综合利用的产品标准、技术规程、质量管理体系和评价体系。

（7）粉煤灰陶粒技术研究粉煤灰陶粒技术在我国已进行多年研究，但一直未实现工业化生产，尤其是全粉煤灰砂型烧结陶粒在国内是空白。

发展粉煤灰陶粒用于生产轻质混凝土符合建筑行业的发展方向，也是粉煤灰应用技术的前沿课题。

（8）粉煤灰混凝土

粉煤灰混凝土制作的工艺流程与普通混凝土基本相同，只在搅拌前掺人粉煤灰。

掺有粉煤灰的混凝土，能有效改善普通混凝土的性能，并降低水泥、砂子的用量。

粉煤灰混凝土应用面极广，在土木工程、水利工程、建筑工程等方面都可广泛使用。

我国上海等城市建设的混凝土工程，如地铁、隧道、污水管道、排水管道、大型基础、地道式立交桥、市郊水利工程等均采用了粉煤灰混凝土。

多年的应用实践证明，粉煤灰混凝土在以下方面的应用更能充分显示其优越性:

1）大体积混凝土，如建造水坝、油井平台、大型基础等;2）泵送混凝土;3）预拌混凝土;4）振动碾压混凝土。

另外，粉煤灰还可生产加气混凝土，即以粉煤灰为基本原料，配以生石灰、水泥、石膏及铝粉等添加剂制成的一种轻质建材。

加气混凝土中，粉煤灰的掺量可达70%，值得推广应用。

（9）生产水泥和砂浆

粉煤灰生产水泥即将粉煤灰、水泥熟料和其它材料等磨细并掺和而形成的水泥产品。

包括用粉煤灰代替粘土配料做原料和做混合材。

粉煤灰的成分与粘土相似，可以替代粘土配料生产水泥，还可利用其残余碳，在锻烧水泥熟料时节约燃料。

做混合材时根据粉煤灰掺量不同分为普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥二种。

普通硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏磨细而成的产品

;矿渣硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和矿渣共同磨细而成的产品。

用粉煤灰生产水泥可以达到改善混凝土性能和节约水泥的目的。

每立方米混凝土可用灰50^-100kg,节约水泥50-100kg。

掺粉煤灰的水泥凝结较缓慢，和易性好，可泵性好，有利于长距离运输和泵送施工。

但要求粉煤灰有较高的质量，如细度大、活性高、含碳量低等。

粉煤灰做砂浆材料即以粉煤灰代替部分水泥、石灰或砂而制成的砂浆。

砂浆在建筑工程中用量很大，而用于砂浆中的粉煤灰质量要求不高，粗灰、细灰均可应用，因此，可利用大量粉煤灰。

（10）筑路和回填

用粉煤灰、石灰和碎石按一定比例混合搅拌可制作路面基层材料。

粉煤灰掺量最高可达70%，而且对粉煤灰的质量要求不高。

粉煤灰代替粘土筑路堤有全灰和间隔灰两类，施工步骤与粘土路堤相同。

另外，工程回填、围海造田和矿井回填等都可大量使用粉煤灰，对环境和水质也不会造成危害。

因此，筑路和回填也可利用大量粉煤灰。

第三部分粉煤灰在生产陶粒方面的应用

粉煤灰综合利用的途径很多，其中生产新型建筑材料是最有效的途径之一。

而用于生产轻型砼的粉煤灰陶粒吃灰量最大，应用范围广泛，可以用来制造轻质高强的砼，用于对自重有一定限制的工程结构及建筑工程中。

如公路桥桥面，高层建筑楼面、墙板、屋面等。

也可用于石材缺乏的平原地区，作为配制砼的骨料等等。

粉煤灰陶粒制品及其空心砌块具有容重轻、保温隔热效果好、施工方便、抹灰无空鼓、不脱落等优点，使其经济和社会效益较为显著。

随着墙体改革的需要，其利用量也越来越大。

（一）粉煤灰陶粒的生产技术

1烧结粉煤灰陶粒

烧结粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主要原材料，掺加少量粘结剂（粘土、页岩、煤矸石、固化剂等）和固体燃料（如粉煤），经混合、成球、高温焙烧（1200～1300℃）而制得的一种性能较好的人造轻骨料。

其用灰量大，还可以充分利用粉煤灰中的热值。

当使用的粘土塑性指数在15%～20%左右时，粉煤灰约85%～90%。

生产工艺一般由原料的磨细处理、混合料加水成球、焙烧等工序制成，其工艺流程相对比较复杂。

烧结通常采用烧结机、回转窑或立波尔窑。

以烧结机烧结技术较好，因为其对原料的适用范围大、生产操作方便、产量高、质量较好、工艺技术成熟。

用烧结机生产的粉煤灰陶粒容重一般为650kg/m3，可以配制300号砼。

含铁比较高的矿物及固体废弃物皆可以作为陶粒生产中的复合助熔剂。

经焙烧好的陶粒经破碎筛分级后，将粒径0.2mm的尘粒回收到原材料中重新进行成球烧结，对于提高陶粒的烧结质量和处理自身废弃物是一项必要的措施，也是晶坯技术在陶粒生产工艺中的具体应用。

2蒸养粉煤灰陶粒

蒸养粉煤灰陶粒是以电厂干排粉煤灰为主要原料，掺入适量的激发剂（石灰、石膏、水泥等），经加工、制球、蒸汽养护而成的球形颗粒产品。

与烧结粉煤灰陶粒相比，不用烧结，工艺简单，能源消耗少，成本低［，而且可以解决烧结粉煤灰陶粒散粒的问题，因而具有较强的竞争能力和社会效益。

蒸养粉煤灰陶粒的工艺流程如下图所示：

蒸养、双免护粉煤灰陶粒生产工艺流程

新制成的陶粒外面裹有一层松散的粉煤灰，避免其在运输和养护过程中发生凝聚。

其养护比较简单，通过控制养护条件可以控制陶粒内发生的火山灰反应，以使陶粒硬化。

养护条件一般控制在温度80～90℃，相对湿度100%，常压。

为解决蒸养粉煤灰陶粒密度高（800～850kg/m3）的问题，有研究表明［9］，分别掺加泡沫剂、铝粉或轻质掺和骨料到粉煤灰及胶结料中，经搅拌、制成多孔芯材，再成球而得陶粒坯体，养护后得陶粒，其自然状态下含水的堆积密度为780kg/m3左右，绝干状态下堆积密度为650～720kg/m3，筒压强度及吸水率都能达标。

3双免粉煤灰陶粒［

以粉煤灰为主，掺入固化剂、成球剂和水，以强制搅拌、震压成型，自然养护而成。

相对于前两种而言，明显具有能耗低、工艺简单、成本低等优点。

其主要原理是利用激发剂来激发粉煤灰的活性，使粉煤灰受激发后，形成类似水泥水化产物的水化硅酸钙和钙矾石，即依靠水化产物来获得。

粉煤灰陶粒的新品种

当前，我国的砼技术正向轻质、高强、高性能的方向发展，轻集料及其砼的发展也不例外。

近来，上海、宜昌等地轻质高强陶粒的出现正标志着这种发展趋势。

轻集料砼是一种轻质、高强、节能的轻质砼，其中密度小、保温性能好的陶粒砼小型空心砌块得到迅速发展，成为取代普通粘土砖的最有发展前途的新型墙体材料。

随着轻集料砼的发展，粉煤灰陶粒的生产技术也不断地向前发展，又出现了以下的新品种。

4粉煤灰包壳免烧轻质陶粒

为克服传统工艺生产的陶粒存在能耗高、强度低等缺点，选择利用粒径1-2mm的膨胀珍珠岩粉作陶粒的核，以干排粉煤灰、水泥和外加剂为壳对核进行包裹，形成一种壳－核结构的粉煤灰免烧轻质陶粒。

该产品具有能耗低、容重小、强度高、吸水率小、保温性能好、生产工艺简单等特点，可取代烧结或非烧结粉煤灰陶粒，广泛用在新型节能保温建材等方面，以便大

大降低墙体自重，大幅提高墙体的保温性能，减少建筑物的能耗。

在生产中，粉磨是重要环节，可以使原料均化，并降低细度，从而增加反应活性。

其次，养护环节也很重要，最好用蒸养，以提高产品质量，缩短生产周期。

该陶粒材料来源广，成本低，生产工艺简单，适于推广。

粉煤灰中含碳量越高、pH值越低、就易碳化，使表面起砂、强度降低，影响陶粒及砼质量。

为改善陶粒性能，有关专家根据壳体原理，提出陶粒表面包一层水泥薄壳的技术设想。

即以粉煤灰为主，加入激发剂、活化剂，采用内裹外包新工艺