工業廢渣及其應用
工業廢渣是指工業生產過程中排放的固體廢物。中國的工業部門每年排出的廢渣達數億噸，其中以冶金、能源、采礦、化工等部門的排放量最多。處置工業廢渣，需耗用大量人力、物力和財力；堆存廢渣又占用大量土地；如排入水域，則淤塞河道，妨礙航運。工業廢渣的處置不僅要防止污染環境，同時要將工業廢渣作為二次資源利用，從而達到節約資源和保護自然環境的目的。
近百年來，應用工業廢渣制作土木建筑材料，在節約資源、能源，提高產品質量以及增加品種等方面都收到了一定的成效。主要工業廢渣的來源和用途見表[主要工業廢渣的來源和用途表。
中國工業廢渣在土木建筑材料中的應用，其重點是發展冶金渣、粉煤灰和煤矸石三大工業廢渣的綜合利用。其原因是:①數量上占多數,迫切需要處置。在年產2800多萬噸的冶金渣中，高爐礦渣就占2000多萬噸，80年代利用率已達70％以上，基本上全部用于建筑材料；鋼渣每年排放量為700多萬噸，利用率還不到10％,而長期堆積的已達2億多噸；粉煤灰每年共約收集3000多萬噸,根據1983年統計利用量僅為500多萬噸，利用率約為18％，其中用于土木建筑材料方面約占總利用量的80％；煤矸石每年近1億噸,而利用率僅10％。②屬價值高的節能型土木建筑材料新資源。例如，按近年全國70～80％水泥摻加不同數量的粒化高爐礦渣計算，可以節約能源20～40％，降低成本10～30％；又如水利工程的混凝土中摻用了粉煤灰，取代部分水泥，既降低水化熱，又有很大的經濟效益，據統計，在混凝土摻用1噸粉煤灰,最多可取代水泥0.8噸,從而降低生產成本70～80元以及生產水泥所用的煤耗100多公斤。利用煤矸石中含有的可燃物質10～30％，發熱量可達6700～8400焦/公斤,用作水泥或制磚等原料，可以節約大量燃料。在缺乏天然資源的工業城市和生產基地,可以就地取材,因地制宜地利用這三類工業廢渣。在農村建設中，也可充分利用近處工業廢料，對良田和森林等自然環境可起到一定的保護作用。③已經逐漸形成了在建筑材料中的應用技術體系。例如，高爐渣這類CaO-MgO-Al2O3-SiO2系統的玻璃狀物質,通過堿性、硫酸鹽激發，可以增強膠凝能力；將高爐熔渣制成膨脹礦渣珠，其質量優異，可取代膨脹礦渣，用做優質的人造輕集料。英、美、加拿大、日本等國將粒化高爐礦渣磨制成商品礦渣粉，直接摻加于混凝土中取代部分水泥。
鋼渣用做膠凝材料原料和集料，有不少國家正在研究開發，中國已經進入應用階段。粉煤灰中含有大量的直徑為1～300微米含鐵的鋁硅酸鹽玻璃微珠。絕大部分的玻璃微珠，具有輕質、高強度、保溫隔熱、耐磨耗、耐高溫、電絕緣等特性，用途廣泛；還有一些能漂浮在水面上的空心玻璃微珠，通常稱為漂珠，現已較多地用作保溫隔熱耐火磚的原料。現在有不少國家生產和供應顆粒較細、質量均勻的商品粉煤灰，在混凝土中應用時，能夠顯著地節約水泥和改善混凝土性能，配制高強度混凝土、海工混凝土等。此外,粉煤灰的利用,還可為加氣混凝土、新型墻體材料、人造輕集料以及用于道路基層的石灰粉煤灰混合料和填方材料等提供大宗的原材料。煤矸石的利用，則是結合矸石中的煤炭回收，發展大規模生產的磚瓦、建筑砌塊和人造輕集料等建筑材料工業。除這三類工業廢渣以外，80年代還有多種工業廢渣在建筑材料中的應用也取得了顯著的技術和經濟效果，如硅粉、赤泥、磷石膏、脫硫石膏等。各種工業廢渣在成分、結構和性能上各有特點,即使是同類廢渣,由于來源和形成等條件不同，所呈現的特性也各異。因此，在應用之前必須進行系統研究,以確定其適用性,同時制訂相應的標準、規程，作為生產和應用的依據。應用時還應加強原材料和產品的質量控制，以確保均勻性和可靠性。
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