18新利最新登入粉煤灰混凝土如何工作

在美国，超过50%的电来自燃煤发电厂，煤被磨成细粉，放在锅炉里，在非常高的温度下燃烧。锅炉产生的热量产生蒸汽，蒸汽被用来旋转涡轮机并产生电力。烧煤是一个非常肮脏的过程，但现代燃煤电厂有污染控制设备，可以防止所有的颗粒物离开烟囱。当这些设备被清洗干净后，我们就剩下了煤灰[来源:政府高级官员］．

由于煤电的广泛使用，飞灰是地球上最丰富的工业副产品之一。因此，与其把它放在储油池里等着溢出来，倒不如让公司把它好好利用起来建筑材料．在混凝土中使用粉煤灰不仅可以防止这些重金属释放回环境中，还可以阻止水泥制造商开采新的原材料。

正如你所料，煤灰是有毒化学物质的混合物——它含有与煤中相同的重金属，只是浓度更高。粉煤灰通常含有砷、铅和硒等重金属，这些重金属已知会导致癌症和其他健康问题。新利国际网站品牌官网由于已知的风险，环保人士长期以来一直在努力将粉煤灰归类为危险材料，但他们面临着来自能源行业的强烈阻力，现在又面临着建筑行业的阻力。

因为飞灰含有重金属，储存和安全处理飞灰对电力公司来说是一个重大挑战。它通常与水混合并储存在灰池中，这可能会暴露在风暴中并导致泄漏。目前，全国35个州大约有600个煤灰点，其中许多在近年来发生了泄漏[来源:商人］．美国历史上最大的飞灰泄漏事故发生在2008年位于田纳西州诺克斯维尔以西约40英里的金斯顿化石厂。在那里，大约10亿加仑的粉煤灰污泥和水被释放到周围的土地和水道中，造成了一场环境灾难[来源:生活在地球上］．

储存和处置问题的一个潜在解决方案是使用粉煤灰作为建筑材料，这可能有助于防止像田纳西州那样的泄漏。当用于混凝土在美国，人们普遍认为粉煤灰是相当安全的。尽管它通常含有已知的致癌物，但人们认为当粉煤灰添加到混凝土混合物中时，其有害影响就会被中和。

好了，让我们先穿上实验大褂，来看看粉煤灰的化学原理以及它的特殊之处。18新利最新登入我们一直在说粉煤灰是硅酸盐水泥的很好的替代品，但硅酸盐水泥到底是什么?你这么问真有趣。这是世界上最常见的一种水泥大多数混凝土的主要成分．石灰和二氧化硅构成了波特兰水泥的大部分，它还包括铝和铁。大多数类型的波特兰水泥含有石灰石、白垩、贝壳和各种粘土、页岩和沙子的混合物。生产波特兰水泥是一个非常能源和资源密集型的过程，这就是为什么寻找一个好的替代品是有意义的[来源:波特兰水泥协会］．

地聚合物混凝土是由合成铝硅酸盐材料(由铝、硅和氧制成的材料)制成的粉煤灰或任何其他类型的混凝土的技术名称。当粉煤灰被添加到水泥混合物中时，它不仅仅是填充物，它实际上与波特兰水泥中的其他化合物发生反应，成为基质的一部分。它富含氧化铝和硅酸盐，这使得它与碱性溶液反应产生一种结合铝硅酸盐凝胶。所得产品是传统普通硅酸盐水泥的极好替代品[来源:范Riessen］．

如今，在混凝土混合物中，25%的水泥被粉煤灰取代是很常见的，一些混凝土制造商正在替换高达50%的水泥。但较高浓度的飞灰需要更多的测试，因为结果可能会有所不同。

从建筑商的角度来看，粉煤灰混凝土最重要的是它的性能，它不会让人失望。在混合料中加入粉煤灰具有改善混凝土的能力，因为改变混凝土的成分可以增加强度和耐久性。由此产生的材料比典型的硅酸盐水泥多孔性更小，而且更耐腐蚀和过早变质[来源:Ideker］．除了比普通硅酸盐水泥更耐用外，粉煤灰混凝土更耐酸性和防火，且具有较高的抗压(拉伸)强度。

在很多方面，粉煤灰混凝土是终极悖论。飞灰来自其中一个最大的空气污染源而且二氧化碳排放量但它被认为是一种绿色材料。怎么回事?在建筑中使用粉煤灰被认为是环保的主要原因是因为它是一种可回收材料。如果电力公司无论如何都要燃烧煤炭并产生飞灰，那么充分利用它是有意义的，特别是如果它可以在建筑部门节省资金和能源。

从零开始制造水泥是一个非常耗能的过程。据保守估计，混凝土生产对全球温室气体排放的贡献在5%到8%之间，但这个数字可能更高。我们目前每年生产超过26亿吨波特兰水泥，这个数字还会随着人口的增长而增加，除非有更环保的选择来取代它。

这就是粉煤灰混凝土的用武之地。粉煤灰混凝土有能力同时遏制全球碳排放，同时开发更好、更耐用的基础设施，不需要经常重建。事实上，一项研究甚至指出，粉煤灰砖还具有从环境中储存二氧化碳的能力，增加了另一个绿色效益[来源:刘］．

美国绿色建筑委员会似乎同意粉煤灰的绿色信誉;作为所有与绿色建筑相关事务的杰出仲裁者，能源与环境设计领导力(LEED)在美国，粉煤灰混凝土取代了至少40%的普通硅酸盐水泥[来源:波特兰水泥协会］．生命周期评估，即从摇篮到坟墓的每个生产阶段的分析，表明用粉煤灰混凝土取代普通硅酸盐水泥可以减少多达90%的碳排放。18新利最新登入这主要是因为粉煤灰是一种可回收材料，用粉煤灰替代新的波特兰水泥可以防止不必要的二氧化碳排放，而且因为它更耐用，不需要经常撕破和更换[来源:索尔顿海］．

当然，飞灰也并非没有争议。由于粉煤灰是煤的副产品，而煤本身富含重金属和有毒物质，因此有人担心，用粉煤灰混凝土建造的建筑物可能对人体有害。

飞灰面临的最大挑战出现在2008年，当时田纳西州金斯顿化石厂发生了大规模的飞灰泄漏(见侧栏)。然后，几周后，阿拉巴马州发生了另一起较小的飞灰泄漏事件，飞灰一直出现在新闻中。这些泄漏和随之而来的清理工作以及新闻报道都把飞灰放在了环境保护署(EPA)雷达和促使环保人士呼吁更严格的监管。从那时起，美国环保署一直在权衡是否将粉煤灰归类为危险废物，尽管该机构已经声明，这样的分类不会影响用于制造混凝土的粉煤灰，但来自建筑行业的观察员一直持怀疑态度[来源:Purdy］．

但是住在煤做的建筑里真的安全吗?飞灰的安全性混凝土一直被激烈地争论。虽然地质聚合物混凝土已被证明可以浸出砷、铬和硒等危险元素，但至少有一项研究表明，添加钙有助于降低重金属的浸出率[来源:18新利最新登入撒努斯］．18新利最新登入然而，许多问题仍然存在:一旦混凝土分解并被处理掉，飞灰中的重金属和其他物质会发生什么变化[来源:帖子］．

混凝土行业担心，即使混合法律只将储存的粉煤灰归类为危险材料，也会使粉煤灰混凝土受到污名化，将其置于与粉煤灰混凝土类似的水平石棉或含铅油漆．即使它在混凝土应用中是安全的，对粉煤灰的危险分类可能会使建筑公司更容易受到诉讼。

这些年来，我写过不少关于绿色建筑和施工的文章，但我得承认，当我接到这项作业时，在屏幕上看到“粉煤灰”两个字时，我一片空白。我很想看看这些东西会发生什么。就目前而言，混凝土似乎是粉煤灰的完美用途，但在最好的情况下，我们将继续摆脱对煤炭的依赖，直到粉煤灰处理不再是一个大问题。

相关文章

来源