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摘 要：国外粉煤灰的综合利用，最早始于上世纪20年代，当时一些发达国家就开始对粉煤灰进行研究。二战后，随着电力工业的发展，粉煤灰的应用开始商品化。目前在国外，粉煤灰已被广泛应用于建材、建工、交通、农业、化工和冶金等方面。在国内，粉煤灰的综合利用问题受到越来越多的重视，目前也已在建材、建工、材料、农业、环境保护等其它领域得到广泛应用，粉煤灰综合利用率不断提高。
关键词：粉煤灰；干排；湿排；土工格栅
粉煤灰又称为飞灰，是从粉煤锅炉烟气中收集到的粉尘状物质，它是现代燃煤电厂排放出的副产品。通常所说的粉煤灰是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出，再被收尘器收集到的粉尘状物质。粉煤灰是火力发电的必然产物，通常每消耗4吨煤，就产生1吨粉煤灰。有报告指出，2009年中国煤炭消费量超过30亿吨，其中电力行业耗煤超过了一半，保守估计，当年中国粉煤灰的产量达到了3.75亿吨，其规模相当于同年中国城市生活垃圾总量的两倍多。排放速度相当于每天填满一个水立方。
火电厂贮灰场的随意排放不仅规模巨大，同时还产生了粉煤灰成分（重金属、放射物质）污染、空气污染、水污染、土壤污染、人体健康危害以及地质灾害等多个方面的环境破坏和社会影响。粉煤灰不仅污染了环境，而且占用了大量的土地。这对我国这样一个人多地少、土地资源宝贵的国家来说，是个非常严重的问题。特别是在靠近大城市的一些沿海和平原地区，粉煤灰的处置已成为当地火电厂所要解决的首要问题，甚至从某种程度上说，这已成为制约我国电力工业发展的一个重要因素。
如何充分利用粉煤灰，将其变废为宝，已经成为国内外共同关注的研究课题。随着人们对此问题越来越重视，粉煤灰的综合利用已经迅速发展。
国外粉煤灰的综合利用，最早始于上世纪20年代，当时一些发达国家就开始对粉煤灰进行研究。二战后，随着电力工业的发展，粉煤灰的应用开始商品化。目前在国外，粉煤灰已被广泛应用于建材、建工、交通、农业、化工和冶金等方面。其中生产水泥和拌制混凝土的粉煤灰利用量大，经济效益较好。美国、日本、加拿大等国家粉煤灰综合利用技术分为高、中、低三部分，高技术主要包括粉煤灰矿物利用、做吸附材料、隔热或耐高温材料、塑料填料等，此部分经济效益好，但粉煤灰利用量较低；中等技术主要是粉煤灰用于建材、建设工程方面，如做水泥与混凝土的混合材料、沥青填料，粉煤灰砌块等，此部分粉煤灰利用量中等，但利用量较稳定；低技术是将粉煤灰直接用于回填，或用于道路工程、填筑材料、土壤改良等，此部分粉煤灰用量大，面广，但阶段性较明显。
中国粉煤灰综合利用工作从50年代起，就一直受到国家的高度重视。80年代，国家把资源综合利用作为经济建设中的一项重大经济技术政策，提出了一系列鼓励措施和优惠政策，特别是随着《中国粉煤灰综合利用技术政策及其实施要点》的颁布，粉煤灰的综合利用问题受到越来越多的重视，目前已在建材、建工、材料、农业、环境保护等其它领域得到广泛应用，粉煤灰综合利用率不断提高，到2004年达69.41%。按国际统计方式，粉煤灰的利用率已达到国际平均水平以上，主要用于建筑材料、筑路、回填、建筑工程、农业以及资源回收等方面。
粉煤灰的排放形式有干排和湿排两种。干排粉煤灰性质稳定，绝大部分被用于建筑材料。被堆放的大部分是湿排粉煤灰，湿排粉煤灰的性质不仅与粉煤灰性质有关，也与湿排用水及堆放时间有关。青岛、大连等滨海城市多用海水排放粉煤灰，青岛市湿排粉煤灰量的80%使用的是海水[1]。日本的研究结果表明，将土工格栅在50℃和80℃的海水中浸泡15个月后，其强度和应变几乎没有降低。初步研究表明，海水湿排粉煤灰与干排粉煤灰一样具有自硬性，而且其强度随时间有规律的连续增长[1]。具有这种强度性质的海水湿排粉煤灰，是研究土工合成材料在强度变化的填土中的蠕变机理的理想介质。同时，粉煤灰自重轻，作为土工结构物的填料可以减轻作用在地基上的堆载、挡土墙上的土压力、边坡的自重应力。粉煤灰由离散颗粒组成，与土工合成材料的相互作用力大，可以说粉煤灰是一种理想的加筋土结构物填料。利用粉煤灰代替砾类土、砂类土作为加筋土结构物填料，可以减轻环境负荷，同时变废为宝、节省工程造价又可以避免可能因为开采砂石导致对生态环境的破坏。
关于将粉煤灰作为填料的加筋土结构物方面的研究，文献[2]报告了土工织物加筋粉煤灰堤的模型试验结果：与粉煤灰堤相比较，加筋粉煤灰堤的承载力提高了3倍以上。文献[3]介绍了混凝土预制件作为拉筋的粉煤灰挡土墙现场试验，试验结果表明，粉煤灰可以作为加筋挡土墙填料，粉煤灰路基中的应力分布及土筋之间的受力特性与普通填土规律大致相同。文献[4、5]以粉煤灰加筋土为例，利用极限状态设计方法及有限元对加筋土结构物进行了稳定性分析。文献[6-8]进行了加筋材料与粉煤灰的界面作用特性的基础性研究。
粉煤灰是我国主要工业固体废物之一。虽然粉煤灰的利用率已达到国际平均水平以上，但是，每年仍然有约4200万吨的粉煤灰未被有效利用，而且年年累计。粉煤灰的应用问题是一个值得研究的问题。
关键词：粉煤灰；干排；湿排；土工格栅
粉煤灰又称为飞灰，是从粉煤锅炉烟气中收集到的粉尘状物质，它是现代燃煤电厂排放出的副产品。通常所说的粉煤灰是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出，再被收尘器收集到的粉尘状物质。粉煤灰是火力发电的必然产物，通常每消耗4吨煤，就产生1吨粉煤灰。有报告指出，2009年中国煤炭消费量超过30亿吨，其中电力行业耗煤超过了一半，保守估计，当年中国粉煤灰的产量达到了3.75亿吨，其规模相当于同年中国城市生活垃圾总量的两倍多。排放速度相当于每天填满一个水立方。
火电厂贮灰场的随意排放不仅规模巨大，同时还产生了粉煤灰成分（重金属、放射物质）污染、空气污染、水污染、土壤污染、人体健康危害以及地质灾害等多个方面的环境破坏和社会影响。粉煤灰不仅污染了环境，而且占用了大量的土地。这对我国这样一个人多地少、土地资源宝贵的国家来说，是个非常严重的问题。特别是在靠近大城市的一些沿海和平原地区，粉煤灰的处置已成为当地火电厂所要解决的首要问题，甚至从某种程度上说，这已成为制约我国电力工业发展的一个重要因素。
如何充分利用粉煤灰，将其变废为宝，已经成为国内外共同关注的研究课题。随着人们对此问题越来越重视，粉煤灰的综合利用已经迅速发展。
国外粉煤灰的综合利用，最早始于上世纪20年代，当时一些发达国家就开始对粉煤灰进行研究。二战后，随着电力工业的发展，粉煤灰的应用开始商品化。目前在国外，粉煤灰已被广泛应用于建材、建工、交通、农业、化工和冶金等方面。其中生产水泥和拌制混凝土的粉煤灰利用量大，经济效益较好。美国、日本、加拿大等国家粉煤灰综合利用技术分为高、中、低三部分，高技术主要包括粉煤灰矿物利用、做吸附材料、隔热或耐高温材料、塑料填料等，此部分经济效益好，但粉煤灰利用量较低；中等技术主要是粉煤灰用于建材、建设工程方面，如做水泥与混凝土的混合材料、沥青填料，粉煤灰砌块等，此部分粉煤灰利用量中等，但利用量较稳定；低技术是将粉煤灰直接用于回填，或用于道路工程、填筑材料、土壤改良等，此部分粉煤灰用量大，面广，但阶段性较明显。
中国粉煤灰综合利用工作从50年代起，就一直受到国家的高度重视。80年代，国家把资源综合利用作为经济建设中的一项重大经济技术政策，提出了一系列鼓励措施和优惠政策，特别是随着《中国粉煤灰综合利用技术政策及其实施要点》的颁布，粉煤灰的综合利用问题受到越来越多的重视，目前已在建材、建工、材料、农业、环境保护等其它领域得到广泛应用，粉煤灰综合利用率不断提高，到2004年达69.41%。按国际统计方式，粉煤灰的利用率已达到国际平均水平以上，主要用于建筑材料、筑路、回填、建筑工程、农业以及资源回收等方面。
粉煤灰的排放形式有干排和湿排两种。干排粉煤灰性质稳定，绝大部分被用于建筑材料。被堆放的大部分是湿排粉煤灰，湿排粉煤灰的性质不仅与粉煤灰性质有关，也与湿排用水及堆放时间有关。青岛、大连等滨海城市多用海水排放粉煤灰，青岛市湿排粉煤灰量的80%使用的是海水[1]。日本的研究结果表明，将土工格栅在50℃和80℃的海水中浸泡15个月后，其强度和应变几乎没有降低。初步研究表明，海水湿排粉煤灰与干排粉煤灰一样具有自硬性，而且其强度随时间有规律的连续增长[1]。具有这种强度性质的海水湿排粉煤灰，是研究土工合成材料在强度变化的填土中的蠕变机理的理想介质。同时，粉煤灰自重轻，作为土工结构物的填料可以减轻作用在地基上的堆载、挡土墙上的土压力、边坡的自重应力。粉煤灰由离散颗粒组成，与土工合成材料的相互作用力大，可以说粉煤灰是一种理想的加筋土结构物填料。利用粉煤灰代替砾类土、砂类土作为加筋土结构物填料，可以减轻环境负荷，同时变废为宝、节省工程造价又可以避免可能因为开采砂石导致对生态环境的破坏。
关于将粉煤灰作为填料的加筋土结构物方面的研究，文献[2]报告了土工织物加筋粉煤灰堤的模型试验结果：与粉煤灰堤相比较，加筋粉煤灰堤的承载力提高了3倍以上。文献[3]介绍了混凝土预制件作为拉筋的粉煤灰挡土墙现场试验，试验结果表明，粉煤灰可以作为加筋挡土墙填料，粉煤灰路基中的应力分布及土筋之间的受力特性与普通填土规律大致相同。文献[4、5]以粉煤灰加筋土为例，利用极限状态设计方法及有限元对加筋土结构物进行了稳定性分析。文献[6-8]进行了加筋材料与粉煤灰的界面作用特性的基础性研究。
粉煤灰是我国主要工业固体废物之一。虽然粉煤灰的利用率已达到国际平均水平以上，但是，每年仍然有约4200万吨的粉煤灰未被有效利用，而且年年累计。粉煤灰的应用问题是一个值得研究的问题。