陸錦宇

【摘 要】本文對粉煤灰作為道路材料進行研究，分析粉煤灰作為建材方面的優(yōu)點以及具體的使用情況，并從其產生的污染和環(huán)境保護方面對粉煤灰進行合理評價，針對其作為道路材料所造成的環(huán)境污染制定措施進行改善，確保減小粉煤灰產生的污染，達到可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的目的。

【關鍵詞】粉煤灰；道路材料；環(huán)境保護

1.引言

早在20世紀70年代，粉煤灰作為火電廠以煤粉為原料來發(fā)電所剩下的產物，被人們視為廢渣。隨著相關技術的發(fā)展，即粉煤灰烘干機、粉煤灰球磨機等設備的研發(fā)，粉煤灰變廢為寶，其質量得到改善，因便于開發(fā)而廣受關注，因此粉煤灰成為優(yōu)秀的建筑原料和化工產品的原料，其作為道路材料的價值被開發(fā)，目前，粉煤灰作為重要的建材被廣泛用于水泥行業(yè)。故對粉煤灰的研究是十分必要的。

2.粉煤灰的組成

2.1 化學成分

粉煤灰主要由硅、鐵、鋁氧化物及一定量的鈣、鎂、硫氧化物組成。我國火電廠所產的粉煤灰主要氧化物成分為SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2。煤的灰量變化范圍很廣，世界各地煤層的煤的成分組成不同，甚至同一片煤區(qū)的煤其化學性質也可能有差異，原煤質量的差異會直接影響粉煤灰的種類，其性能也會發(fā)生改變，SiO2、Fe2O3、Al2O3的含量、燒失量等因素會直接影響粉煤灰在道路工程使用方面的性能。

2.2 結構與性質

用SEM光學顯微鏡觀察可知，粉煤灰是晶體、玻璃體及少量未燃炭組成的復合結構的混合體，由不同形態(tài)微粒組成，球形顆粒為主要顆粒占總量的60%以上，球形顆粒中空心微珠占38～45%，不規(guī)則和多孔玻璃體占38～40%，加上磁珠、漂珠總量可達90%以上。玻璃體通過高溫煅燒儲存大量的化學內能，是粉煤灰活性的主要來源。粉煤灰粒徑一般平均粒徑為40μm，孔隙率為60%～75%，粉煤灰為多孔結構，其比表面積2500～5000cm2/g。檢驗顆粒組成成分計算玻璃體的含量，可粗略推測粉煤灰的活性。

粉煤灰的性質分為物理性質和化學性質。粉煤灰的物理性質包括密度、細度、標準稠度等，這些性質是化學組成的宏觀表現(xiàn)，由于粉煤灰的各成分的含量差異很大，故其物理性質也在一個范圍內波動。

粉煤灰作為人工混合灰質材料，其本身沒有水硬膠凝性能，但粉末狀的粉煤灰可與其他堿土金屬氫氧化物發(fā)生反應，故水硬膠凝性為粉煤灰主要特性，其組成的材料耐久性也會得到加強。

3.道路材料

粉煤灰作為道路材料其主要特性包括：質量較輕，顆粒均勻，具有較強的水硬膠凝性。在公路填筑路基的施工過程中會使用到粉煤灰，研究發(fā)現(xiàn)粉煤灰在實際運用中有以下特點：

（1）自重較輕。在地質情況較差的環(huán)境中，粉煤灰可作為一種填料被使用在軟弱地基中。

（2）強度較高。相對比土，粉煤灰的內摩擦角要更大，大約在18°～33°之間，能夠為路基強度提供良好的穩(wěn)定性。粉煤灰的CBR值較高，也可以在施工過程中提供較高的強度。

（3）壓縮性小。同等條件下，粉煤灰的壓縮系數要比土小得多，故粉煤灰路基沉降變形較小，對道路的傷害也會減小。

粉煤灰路基公藝其施工簡便，充分地利用了工業(yè)廢料，粉煤灰路基施工公益具體流程圖如下：

粉煤灰路基斷面主要采用純灰填筑和灰土間隔填筑，多采用“包芯法”和“分層法”?！鞍痉ā庇梅勖夯姨畛渎沸?，外側用粘性土包裹。“分層法”用一層或多層粉煤灰加鋪土層，相間填筑。施工完成后結構斷面圖如下：

4.粉煤灰對環(huán)境的污染及環(huán)保措施

目前，我國的主要發(fā)電方法是火電法，隨著經濟發(fā)展，火電廠規(guī)模逐漸擴大，增加了粉煤灰的排放量。當前對于粉煤灰生產及其使用過程中產生的污染成為社會一大難題，故對于粉煤灰的污染治理是尤為重要的。

4.1 粉煤灰造成的環(huán)境污染

粉煤灰作為道路材料用于公路建設時，由于其特性，易造成大氣污染，在運輸、儲存、使用過程中易產生揚塵，成為空氣污染的主要因子。主要污染物為顆粒物污染，在使用過程中對生態(tài)環(huán)境造成污染，主要污染物也為顆粒物。粉煤灰由于本身的特性若排入水系會造成河流淤塞，并且影響水質造成生態(tài)系統(tǒng)破壞，其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。對于地表水及地下水也易造成污染，主要為持久性污染物[1]。粉煤灰含高鹽高堿，下滲到土壤中會導致土壤鹽堿化，不適合農作物的種植，嚴重影響農業(yè)生產和生態(tài)環(huán)境。

4.2 相關環(huán)保措施

（1）粉煤灰的運輸。在選擇粉煤灰運輸方式時，應因地制宜，參考技術、經濟環(huán)保等因素，進行綜合比較分析。在運輸過程中應嚴格選擇運輸車，防止泄漏和拋撒，必須做好封閉工作，用密封材料進行掩蓋。在裝卸過程中，應采取濕法裝卸，防止粉煤灰擴散造成二次污染。

（2）粉煤灰的存儲。對于不能及時運用的粉煤灰要修筑貯灰場儲存，做好場地硬化及防水工作。貯灰場的選址應遠離居民生活區(qū)且遠離環(huán)境敏感的風向區(qū)域，做好隔離工作，在貯灰場周圍修筑防風墻。對于儲藏的粉煤灰要盡快安排使用減少庫存量，合理施工。

貯灰場的容積應按下式計算：

V=Ve+W=（G-U）T/ρ+W

其中V—貯灰場總容積

Ve—貯灰場有效容積

W—洪水調洪容積

G—粉煤灰的年灰渣量

U—實際利用的灰渣量

T—貯灰年限

Ρ—粉煤灰干密度

（3）粉煤灰的使用。在路基填筑時，嚴格控制倒渣車二次倒運所產生的污染，同時應做好除塵、防塵措施。應注意曬水、碾壓，做好粉煤灰路基密封工作。填筑過程中準備好覆蓋材料，以防產生揚塵，并做好排水工作，防止粉煤灰受潮而影響路基強度和耐久性，同時也防止受到雨水沖刷而污染地表環(huán)境。

5.結語

隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的提出，公路修筑將不斷增加，粉煤灰的利用研究將越來越多。環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展觀念作為經濟發(fā)展的指標，對于粉煤灰等工業(yè)廢料的綜合利用與資源化已成為制定可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。粉煤灰綜合利用技術是，通過技術研究確保其可持續(xù)發(fā)展性，合理利用，在作為建筑材料的同時又能解決粉煤灰產生的環(huán)境污染問題，可以被廣泛利用于各行各業(yè)中，粉煤灰將成為一種熱門材料。

參考文獻：

[1]石治峰，關于粉煤灰建筑材料的環(huán)境保護措施，2010.5.endprint