粉煤灰是煤粉高温燃烧形成的一种类似火山灰的混合材料。是我国燃煤发电的主要废物,也是我国最大的单一工业固体废物污染源。如果处理不当,飞灰会造成土壤和地下水污染。严重的是,粉尘在风的作用下会造成空气污染,从而威胁人类健康,甚至破坏生态循环。因此,粉煤灰的安全处置和资源化利用具有重要的环境效益和经济效益。目前,粉煤灰的年产量在增加60亿吨,而世界各国的利用率在3%到57%之间,平均利用率仅为16%。据报道,我国粉煤灰综合利用率自2010年以来一直保持在68%,预计2015年将达到70%,但据绿色和平组织称,我国粉煤灰的实际利用率仅为30%。不管利用率如何,不可否认还有很大比例的粉煤灰尚未被利用,寻求粉煤灰综合利用新方法,将粉煤灰用于实际生产已迫在眉睫。
粉煤灰又称煤烟,外观为灰白色粉末,是以煤粉为燃料的火电厂排放的工业废料。煤粉燃烧后留下的不燃杂质和一部分未燃烧的碳作为废物排放,即飞灰。根据煤种的不同,粉煤灰分为F型和C型两种。 F级飞灰是通过煅烧无烟煤或烟煤收集的; C类粉煤灰是通过煅烧褐煤或次烟煤收集的,其氧化钙含量一般大于10%。粉煤灰的来源一般有两种,一种是发电厂的湿灰,通过干燥筛分或研磨得到。这种方式得到的粉煤灰成本低,但需要烘干等加工设备投资,容易造成二次污染。通常只大量使用,对粉煤灰的质量要求不高,取灰方便,运输成本低。这种粉煤灰在低的情况下使用。二是电厂利用其干排灰处理的成品,具有符合国家标准的质量要求和正规包装,作为商品销售。这种粉煤灰叫做商品粉煤灰,使用起来比较方便。
在混凝土、自流平砂浆等水泥基材料中掺入适量的粉煤灰,可以改善材料的性能。通常考虑水泥基材料在硬化前后的性能。考虑到水泥基材料在硬化前的性能,添加粉煤灰,可减少需水量,降低水灰比;提高流动性,提高密实度;减少离析和出血,延长凝固时间。粉煤灰的主要成分是空心或实心玻璃珠。这些玻璃珠呈圆形,表面光滑。粉煤灰产生的球效应用于自流平砂浆中以提高流动性。考虑硬化后的性能,可以提高后期强度,增加材料的密度,提高耐腐蚀性,提高耐久性。另外,在自流平砂浆中使用粉煤灰,可以降低自流平材料成本,合理利用废渣,减少环境污染。