粉煤灰是煤粉高溫燃燒形成的一種類似火山灰的混合材料。是我國燃煤發電的主要廢物,也是我國最大的單一工業固體廢物污染源。如果處理不當,飛灰會造成土壤和地下水污染。嚴重的是,粉塵在風的作用下會造成空氣污染,從而威脅人類健康,甚至破壞生態循環。因此,粉煤灰的安全處置和資源化利用具有重要的環境效益和經濟效益。目前,粉煤灰的年產量在增加60億噸,而世界各國的利用率在3%到57%之間,平均利用率僅為16%。據報道,我國粉煤灰綜合利用率自2010年以來一直保持在68%,預計2015年將達到70%,但據綠色和平組織稱,我國粉煤灰的實際利用率僅為30%。不管利用率如何,不可否認還有很大比例的粉煤灰尚未被利用,尋求粉煤灰綜合利用新方法,將粉煤灰用于實際生產已迫在眉睫。
粉煤灰又稱煤煙,外觀為灰白色粉末,是以煤粉為燃料的火電廠排放的工業廢料。煤粉燃燒后留下的不燃雜質和一部分未燃燒的碳作為廢物排放,即飛灰。根據煤種的不同,粉煤灰分為F型和C型兩種。 F級飛灰是通過煅燒無煙煤或煙煤收集的; C類粉煤灰是通過煅燒褐煤或次煙煤收集的,其氧化鈣含量一般大于10%。粉煤灰的來源一般有兩種,一種是發電廠的濕灰,通過干燥篩分或研磨得到。這種方式得到的粉煤灰成本低,但需要烘干等加工設備投資,容易造成二次污染。通常只大量使用,對粉煤灰的質量要求不高,取灰方便,運輸成本低。這種粉煤灰在低的情況下使用。二是電廠利用其干排灰處理的成品,具有符合國家標準的質量要求和正規包裝,作為商品銷售。這種粉煤灰叫做商品粉煤灰,使用起來比較方便。
在混凝土、自流平砂漿等水泥基材料中摻入適量的粉煤灰,可以改善材料的性能。通常考慮水泥基材料在硬化前后的性能。考慮到水泥基材料在硬化前的性能,添加粉煤灰,可減少需水量,降低水灰比;提高流動性,提高密實度;減少離析和出血,延長凝固時間。粉煤灰的主要成分是空心或實心玻璃珠。這些玻璃珠呈圓形,表面光滑。粉煤灰產生的球效應用于自流平砂漿中以提高流動性。考慮硬化后的性能,可以提高后期強度,增加材料的密度,提高耐腐蝕性,提高耐久性。另外,在自流平砂漿中使用粉煤灰,可以降低自流平材料成本,合理利用廢渣,減少環境污染。