2.4 在建材中的利用
2.4.1 烧结粉煤灰砖
我国生产烧结粉煤灰砖已有四十多年的历史，其生产工艺和产品性能与黏土砖相似，生产技术成熟，产品质量可靠，对粉煤灰性能也无严格要求，只要含水率不高于30%即可。生产烧结粉煤灰砖的最大缺点是要掺加黏结剂，常用的黏结剂是黏土，近些年通过采用高性能制砖设备，掺加部分硅藻土等措施使粉煤灰掺量有了一定的提高，从过去的30%左右提高到50%，使黏土用量减少，但仍不能完全避免。因此，从产业政策上来考虑，烧结粉煤灰砖也受到一定的限制。
（1）粉煤灰烧结砖种类
①黏土-粉煤灰烧结砖
a.对原材料要求。ⓐ 粉煤灰。烧结粉煤灰砖对粉煤灰要求并不太严，不过要根据粉煤灰的质量来调节粉煤灰的掺量，以保证混合料有一定塑性。一般最大粒要求小于3mm，堆积密度不超过800kg/m3，含水量低于20%，发热量不小于4200kJ/kg。
ⓑ黏土。烧结粉煤灰砖对黏土的要求，除化学成分应符合烧制普通黏土砖的要求外，一般希望黏土塑性指数越高越好，塑性指数高可掺入的粉煤灰量就多。一般而言，塑性指数大于15的高塑性黏土可掺入60%粉煤灰；塑性指数在8～15的中塑性黏土可掺入30%～50%的粉煤灰；塑性指数小于7的低塑性黏土掺入粉煤灰就比较困难。
b.性能。黏土-粉煤灰烧结砖的尺寸稳定性、保温隔热性能，远远优于掺粉煤灰的蒸压、蒸养砖。黏土-粉煤灰烧结砖与普通黏土砖比，其密度随粉煤灰掺量增加而减轻，当粉煤灰掺量在一个适当范围内，其抗压强度超过普通黏土砖。
②页岩-粉煤灰烧结砖 页岩的化学组成与黏土基本相似，SiO2+Al2O3含量在70%～90%，松散密度在1.6～1.7g/cm3，页岩粉（经粉碎后，粒度小于1mm的粉料）与黏土一样，加水后有一定的塑性，其塑性指数一般在8～17，因此，可代替黏土生产页岩—粉煤灰烧结砖。
页岩必须经过粗碎和细碎两级破碎，细碎可采取锤式或齿辊破碎，使最大粒径不超过2mm。在页岩—粉煤灰烧结砖中，粉煤灰掺量可高达60%～80%。在生产工艺中，箱式配料机是一个重要的设备，它可以按体积比例进行配料，料层的分布应该是粉煤灰在下面，页岩粉在上面，因为粉煤灰湿度大，若在上层因下料的畅通情况，以及成团或黏滞等原因造成配料不准确。
页岩-粉煤灰烧结砖的关键控制技术在于成型水分的控制，由于粉煤灰（湿排灰）中会有30%左右的水分，掺量太多，使坯体含水过多，不易挤出成型，限制了掺量的增加，成型时物料的含水率应控制在18%～22%为宜。焙烧温度对砖的质量影响也很大，粉煤灰掺量越高，焙烧温度也应高些。一般粉煤灰掺量在50%以下时，焙烧温度为980～1000℃；掺量在50%～70%时，焙烧温度在1000～1100℃；掺量超过70%时，温度上升到1150℃才比较适宜。
③煤矸石-粉煤灰烧结砖 煤矸石是煤层中或煤层周围渗有可燃物质的岩石，是采煤和洗煤过程中所排出的工业废料。煤矸石的化学成分与黏土相似，SiO2含量在45%～65%之间，Al2O3含量偏高，一般在15%～30%，有的高达40%。与黏土不同之处，在于含有较多的碳（CO2或C）及硫（SO3），烧失量较大。不同的煤矸石其发热量有较大的不同，一般在4200～8300kJ/kg左右。
用煤矸石代替黏土与粉煤灰掺合一起制砖技术与页岩-粉煤灰烧结砖基本一样，唯一不同的是煤矸石的发热量大，焙烧过程难于掌握，往往有过烧现象，必须抽出热空气用于砖坯干燥。另外，煤矸石中含有的CaCO3量较多，焙烧后CO2逸出，CaO留在成品砖中，当存放时，CaO吸收水分生成Ca（OH）2，使体积膨胀，造成安定性不良。解决或改善砖的性能的办法有：一是用人工方法剔除大块石灰石；二是提高煤矸石的粉磨细度，最大粒径控制在2mm以下；三是加强搅拌均匀，使CaCO3充分混合均匀，避免造成膨胀应力集中；砖出窑后，用大量的水浸润或喷洒。在配比上，煤矸石的掺量可以在30%～100%内波动。一般粉煤灰比例越大，制作难度越高，对于CaCO3含量较多的煤矸石，粉煤灰掺量高些，对于砖的质量有好处。在原料要求上，煤矸石中大于3mm的颗粒。其含量不得大于3%，小于0.5mm颗粒含量不得低于60%，CaO含量不能大于3%。
④全粉煤灰烧结砖 粉煤灰烧结砖的发展方向是不用黏土生产粉煤灰烧结砖。全粉煤灰烧结砖是利用85%～90%的粉煤灰与黏结剂为原料，经搅拌、挤出或半干压制法成型后，经烧结而成的粉煤灰砖。它既保持了烧结砖的优点，又是新型墙体材料及利废产品，可享受国家的有关优惠政策。
（2）主要参数
烧结粉煤灰砖执行《烧结普通砖》（GB 5101—2003）国家标准的规定。烧结普通砖按其抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10 5个强度等级，其强度应符合表2-32的规定。
表2-32 烧结普通砖的强度 单位：MPa
实践表明，用于烧制粉煤灰烧结砖的粉煤灰中SiO2的含量不宜高于70%，超过此含量，混合料的塑性大大降低，制品的抗折和抗压强度较低；Al2O3的含量以15%～25%为宜，低于10%时，制品强度低，高于25%时，虽制品强度高，但烧成温度提高；Fe2O3含量以5%～10%为宜，含量过高，将缩小混合料的烧成温度范围，给焙烧工序操作造成困难；MgO和硫化物含量越小越好，MgO含量一般不应超过3%，硫化物的含量最好小于1%。
（3）技术动向及前景
①技术动向
a.增加花色品种。在市场经济中，要想使粉煤灰烧结砖立于不败之地并获得更大的发展，必须做到两点：一是生产企业的效益不断提高，在产品成本不变的情况下，提高效益的唯一途径就是提高产品售价；二是使用粉煤灰烧结砖的建筑造价和使用功能要比使用其他墙体材料优越，即造价要低，功能要好。这两条是相互矛盾的，只有提高粉煤灰烧结砖的质量和使用价值才能将二者统一起来。
b.提高粉煤灰掺量。提高粉煤灰掺量对粉煤灰烧结砖的发展也具有十分重要的意义。例如，针对粉煤灰塑性差，塑性挤出成型困难的特点，国内外一直探索用半干法压制成型取代塑性成型，以便减少黏结剂的掺量。1973年美国研制成功掺粉煤灰74%、炉渣23%、水玻璃3%的压制粉煤灰烧结砖。近几年，日本也已经研制成粉煤灰掺量为95%，蒙脱石黏土掺量5%的压制成型粉煤灰烧结砖。
②发展前景 与粉煤灰加气混凝土和粉煤灰砖相比，粉煤灰烧结砖有以下优点。a.粉煤灰烧结砖的规格性能与普通黏土砖大体相同或优于普通黏土砖，可以使用相同的产品标准和设计施工规程；色泽暗红，与黏土砖相近，易被市场接受，不存在进入市场在习惯上、心理上和技术上的障碍；b.我国广大城乡有着众多的黏土砖厂，有着丰富的烧砖经验，只要这些砖厂在适宜的运输距离内有粉煤灰资源，都可以将其改造成为粉煤灰烧结砖厂，投资少，见效快，是处理粉煤灰、实现墙体革新的一条有效途径；c.对粉煤灰的含碳量没有严格限制，便于处理那些早期排出的长年积存在灰库中的“陈灰”。我国的老电厂由于设备陈旧，加之又使用发热量极低的劣质煤，往往燃烧不完全，粉煤灰中的残留碳很多，不适于生产粉煤灰加气混凝土和粉煤灰砖，然而往往是生产粉煤灰烧结砖的适宜资源。由于粉煤灰烧结砖具有以上优点，其发展前景是非常好的。但是，从长远看，特别是从推行可持续发展战略，保护环境的观点看，也有不可忽视的弱点，如生产时排出的烟气中有大量污染物，其排放量与生产黏土砖类似；粉煤灰加气混凝土和粉煤灰砖使用蒸汽，由锅炉供应，而锅炉可以使用清洁能源，把对环境的污染降到最低限度；如果将粉煤灰烧结砖焙烧时排出的烟气加以治理，则投资很多，势必提高成本，降低其市场竞争力。
从目前的技术水平看，粉煤灰烧结砖必须掺40%以上的黏土或页岩，都是不可再生资源，黏土是农业资源，更加宝贵，大量使用不符合国家的资源政策。
2.4.2 蒸压粉煤灰砖
（1）技术概况
我国生产蒸压粉煤灰砖也有较长历史，早期由于工艺设备落后，大多采用常压蒸汽养护，有的甚至不用蒸汽养护，使产品质量较差，表现为收缩率偏大，抗冻性较差，严重影响了这种产品的推广使用。近些年，因我国蒸压粉煤灰砖工艺设备有了较大改进和提高，产品质量也有很大提高，其蒸汽养护压力由过去的0.8MPa提高到1.2MPa，使水化矿物结晶变大，收缩率降低。过去采用的压砖机压力小，且单面加压，施压一次完成，坯中空气无法逸出，撤压后被压缩的空气产生反弹，砖坯出现分层现象，砖坯上下的密实度也有较大差别；现国产砖机压力大，一次成型块数多，自动码坯，砖机上下两面施压，且施压分三次进行，有利于坯料中空气的逸出，大大减轻砖的分层现象，也有效地避免了砖坯上下不均现象。
蒸压粉煤灰砖的最大优点是生产完全不用黏土，且粉煤灰利用比例很大，通常掺灰量为65%～70%，若骨料采用炉底渣，总掺量接近90%。蒸压粉煤灰砖的强度并不低，若配料合理，其抗压强度可以达到20MPa，其收缩率虽然比烧结砖高，但仍可以达到标准要求，不影响建筑安全性的质量，可以用作多层和低层建筑的承重墙体。生产蒸压粉煤灰砖对粉煤灰的要求低于水泥和混凝土，通常其烧失量不大于15%即可利用。用于蒸压粉煤灰砖的粉煤灰应符合《蒸压粉煤灰砖》（DB21/T 1836—2010）的规定。生产蒸压粉煤灰砖的工艺流程如图2-18所示。
图2-18 生产蒸压粉煤灰砖的工艺流程
（2）工程实例
工程实例为内蒙古巴彦淖尔盟大兴高新建材有限公司年产4.8亿块蒸压粉煤灰砖建设项目。项目始建于2011年10月，竣工于2012年4月，当月投入试生产，2012年8月实现达标生产。本项目由山东某公司承担工艺设计，提供成套技术装备并进行工程建设总承包。
①生产工艺情况 该工程原料上料工艺设计采用了联合储库上料方式，实现了抓斗集中上料，最大限度地降低了生产运行成本；配料、搅拌、混碾工序也实现了集中布置，减少了占地面积，有利于集中控制和生产维护；压制成型、蒸压养护全部并列布置在一起，不仅有效地减少了非标平台等设施的投资和生产厂房的建筑面积，而且进一步减少了岗位工作人员，降低了劳动力成本；整个工厂的生产工艺设计合理、简洁流畅，展现出大规模工业生产蒸压粉煤灰砖的优越性。生产工艺情况详见工艺平面布置图（见图2-19）和工艺剖面图（见图2-20）。
②生产原料情况 生产原料为粉煤灰、干法电石渣，集料为炉渣或石屑。年消耗粉煤灰58.1万吨、电石渣15.8万吨、炉渣或石屑31.7万吨。
③经济效益情况 经济效益情况如下：a.销售价格0.35元/块（当地黏土砖价格2011年平均0.5元/块左右，2012年平均0.36元/块左右）；b.生产成本0.223元/块（当地2011年下半年市场价格），其中原料成本0.16元/块（含运输费用），动力成本0.03元/块，人工成本0.03元/块（当地人工月平均2500元/人左右），管理成本0.003元/块；c.年销售总收入1.344亿元（按生产能力的80%组织生产）；d.年总成本0.85632亿元；e.年毛利润0.48768亿元（含资产折旧和应纳税费）；f.年利润率36%。
2.4.3 混凝土
（1）对粉煤灰品质的要求
日本标准JISA6201—1999将粉煤灰按流动度比分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四个等级，各等级评定指标见表2-33所示。美国标准ASTMC618—08中按CaO含量将粉煤灰分为F类和C类两个类别，评定指标见表2-34所示。欧洲标准EN450中按烧失量将粉煤灰分为A、B、C三类，又按细度（45μm筛筛余）分为N类（细度≤40%）和S类（细度≤12%）。我国国家标准GB/T 1596—2005也将粉煤灰分为F类和C类两个类别，按需水量比分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，各等级评定指标见表2-35。
表2-33 JISA 6201—1999对粉煤灰品质的要求
表2-34 ASTMC618-08对粉煤灰品质的要求
表2-35 GB/T 1596—2005对粉煤灰品质的要求
续表
在国家标准《用于水泥混凝土中的粉煤灰》（GB 1596—2005）中，限制粉煤灰SO3在3%以内，主要考虑过多的SO3可能引起延滞性的硫铝酸钙在水泥混凝土中生成，导致产生体积膨胀的破坏作用。
（2）粉煤灰混凝土性能
①强度 粉煤灰对混凝土强度有三种影响：减少用水量、增大胶结材含量和提高其强度。在水泥的最终产物中，高碱性水化硅酸钙和Ca（OH）2胶体的结晶强度很低，特别是Ca（OH）2仅是托勃莫来石强度的1%～2%，而Ca（OH）2体积占整个水泥石体积的25%。粉煤灰中含有大量硅、铝氧化物，能逐步与Ca（OH）2及高碱性水化硅酸钙发生二次反应，生成强度较高的低碱性水化硅酸钙，使水泥石中水化胶凝物质的数量增加，而且也使其质量得到大幅度提高，有利于混凝土强度的提高。同时，粉煤灰的掺入可分散水泥颗粒，使水泥水化更充分，提高水泥浆的密实度，使混凝土中骨料与水泥浆的界面强度提高。粉煤灰对抗拉强度和抗弯强度的贡献比抗压强度还要大，这对混凝土的抗裂性能有利。粉煤灰混凝土的弹性模量与抗压强度相类似，早期偏低，后期逐步提高，到28d时可比基准混凝土提高5%～10%。与钢筋的握裹力，粉煤灰混凝土的28d黏结强度基本与等标号的基准混凝土相同，但粉煤灰混凝土的均匀性好，黏结强度试验值的离散性比基准混凝土好。
粉煤灰的二次水化反应一般在混凝土浇筑14d以后才开始进行，在温度低时，该反应所需的时间更长。如果对混凝土的早期强度有严格要求，粉煤灰的掺量不宜超过30%，冬季施工非大体积混凝土时，粉煤灰的掺量不宜超过20%。由于现代混凝土中外加剂的使用，一方面，可减少混凝土拌和用水量，减小水灰比，提高混凝土中水泥的浓度；另一方面，减水剂能使水泥中硅酸钙水化所产生的Ca（OH）2增多，有利于粉煤灰与Ca（OH）2的二次水化反应，激发粉煤灰的活性，这对于改善粉煤灰的早期强度是有效的，另外，使用粉煤灰活性激发剂或在非大体积混凝土中使用早强型水泥，也可以补偿粉煤灰的掺入对混凝土早期强度的影响。
②和易性 粉煤灰对混凝土和易性的改善作用有以下几点：a.优质粉煤灰中含有70%以上的球状玻璃体，这些球状玻璃体表面光滑无棱角，性能稳定，在混凝土的泵送、振捣过程中起着一种类似于轴承的润滑作用；b.新拌混凝土中水泥颗粒易聚集成团，粉煤灰的掺入可有效分散水泥颗粒，释放更多的浆体来润滑骨料，有利于混凝土工作性能的提高；c.掺入粉煤灰可以补偿细骨料中细屑的不足，中断砂浆基体中泌水渠道的连续性，同时品质良好的粉煤灰在同样的稠度下能减少混凝土的拌和用水量，使混凝土中的水灰比降低到更小水平，减少泌水和离析现象（见图2-21）。
图2-21 不同胶结材料混凝土强度发展曲线
③收缩性 混凝土的收缩与混凝土的拌和用水量和浆体体积有关，用水量越少，收缩也越小。优质的粉煤灰需水量比小于100%，拌和水量的减少使掺粉煤灰混凝土28d后的自干燥收缩和干燥收缩都小。粉煤灰混凝土的干缩也随粉煤灰掺量的提高而降低。但由于粉煤灰混凝土的水化反应慢，水分蒸发快，所以，粉煤灰对混凝土的早期干缩影响很大。为防止粉煤灰混凝土的早期收缩开裂，对其更应加强早期养护。
④徐变 28d龄期以前，混凝土的强度较低，其相应龄期的徐变应变也较普通混凝土的大，然而与普通混凝土等强度的粉煤灰混凝土在此后所有龄期的徐变均小于普通混凝土。
⑤抗碳化性能 粉煤灰混凝土的抗碳化性能较差。粉煤灰混凝土中的水泥用量减少，水泥水化析出的Ca（OH）2数量也相应减少，而且，火山灰反应也消耗了一定量的Ca（OH）2，使混凝土的pH值降低，会增加混凝土的碳化速度。特别在水化早期，粉煤灰火山灰反应程度低，粉煤灰-水泥体系孔结构疏松，CO2、O2、水分等入侵阻力小，因此碳化深度较大。随着龄期的增长和粉煤灰火山灰效应的逐渐发挥，碳化速度将逐渐降低。粉煤灰混凝土的碳化深度随水灰比及粉煤灰掺量的增加而有所增加。在水灰比为0.50～0.55，粉煤灰掺量不大于30%和一般施工水平的情况下，15～17年混凝土的碳化深度可达20mm左右。
碳化反应在一定的相对湿度范围内进行最快，否则，反应较慢。当相对湿度在25%以下或者接近100%，即混凝土在充分干燥或水饱和的场合，混凝土都不易产生碳化收缩。在基础工程等不与大气接触的混凝土工程中，由于与CO2隔绝，不会发生碳化反应，因此可较多地掺加粉煤灰，以充分降低混凝土的水化热，提高混凝土的耐久性。采用超量取代法，较低的水胶比，同时掺加以减水剂为主的外加剂进行配合比设计，可使粉煤灰混凝土的抗碳化性能有所改善。
清华大学对大掺量粉煤灰混凝土与纯水泥混凝土抗碳化性能进行了对比，见表2-36，可知随着粉煤灰掺量的提高，混凝土的碳化深度迅速增加。从试验结果看，中等强度以下粉煤灰混凝土的碳化不容忽视，在高性能混凝土中，如果用粉煤灰以较高比例等量取代水泥，可能存在碳化问题。
表2-36 大掺量粉煤灰混凝土配合比及抗碳化试验结果
⑥钢筋锈蚀 混凝土中的钢筋能够防锈是由于混凝土的碱性（pH≥12.5）在金属表面形成一层致密的钝化膜。在混凝土中掺加粉煤灰，一方面会消耗Ca（OH）2，降低混凝土的碱环境；另一方面，粉煤灰又与Ca（OH）2反应生成水化物，提高混凝土的密实度，增加混凝土的不透水性和对氯离子扩散的阻力，阻碍和防止CO2的侵入，可对钢筋起保护作用，所以粉煤灰的掺入，在防止钢筋锈蚀方面，可以抵消因碱度降低带来的不利影响。粉煤灰在一定的掺量范围（FA≤24%），对钢筋锈蚀基本无影响，甚至优于空白混凝土。但是若粉煤灰的掺量大于30%，混凝土的碳化可使混凝土的pH值由12.5降至8.5左右，在这样低的pH值条件下，钢筋不再钝化。当碳化深度到达钢筋位置，保护层被完全碳化，在水与氧气渗入的条件下，钢筋就会发生锈蚀而导致混凝土的开裂甚至破坏。
⑦水化热 粉煤灰对降低混凝土水化热的作用十分明显。低钙粉煤灰在头几天的水化程度并不明显，所产生的水化热仅及水泥的一半。在混凝土中用粉煤灰取代20%的水泥，可使混凝土7d的水化热下降11%。1～28d龄期内，大致为掺入粉煤灰的百分数，就是温升和水化热降低的百分数。在大体积混凝土中粉煤灰的掺入一般可使水化热峰出现的时间延缓至3d以后才出现，可以有效防止混凝土产生温度裂缝。
⑧抗冻性 粉煤灰混凝土28d以前龄期，混凝土的孔结构较纯水泥混凝土的粗，故粉煤灰混凝土的早期抗冻性要下降。随着粉煤灰掺量的增加，抗冻性下降的幅度也越大。但随着龄期的增长，其抗冻性下降的幅度大大缩小。在等强超量取代的条件下，则对抗冻性的影响不大。在混凝土中以20%的粉煤灰代替相应的水泥，其抗冻性超过基准混凝土，但掺量太高（50%）时，经过150～200次冻融，混凝土出现明显破坏。混凝土的含气量也是影响混凝土抗冻能力的重要因素。对处于严寒地区的粉煤灰混凝土工程，掺入适量的引气剂，可提高其抗冻性能。粉煤灰的含碳量、烧失量、碳化性质、细度以及粉煤灰的掺量等会影响混凝土的含气量。随粉煤灰掺量的增加，在相同引气剂掺量下，混凝土的含气量呈下降趋势，影响混凝土的抗冻性。一般认为这是由于引气剂引入的气泡被粉煤灰中的细微颗粒吸附造成的。对引气量小于3.5%的粉煤灰混凝土其水灰比对抗冻性有显著的影响，水灰比越小，抗冻性能越好，如果混凝土中有足够的含气量，则其水灰比对混凝土的抗冻性能影响不大。
在混凝土中掺入引气剂，产生合适的气孔系统，可提高混凝土的抗冻性。在保证混凝土含气量4.5%～5.5%的情况下，粉煤灰掺量与水胶比对混凝土抗冻性的影响见表2-37。显然，混凝土的抗冻性与水胶比、粉煤灰掺量有着密切的关系。
表2-37 粉煤灰掺量与水胶比对混凝土抗冻性的影响
续表
⑨抗渗性能 影响混凝土抗渗性的主要因素是混凝土的孔结构，包括孔的大小、数量、曲折度以及分布状况等。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中，发生火山灰反应生成二次C-S-H凝胶，可以填充其中的孔隙，改善混凝土中水泥石的孔结构，使总的孔隙率降低，大孔数量减少，小孔数量增多，孔结构进一步细化，分布更为合理，混凝土更加密实，抗渗性能得以提高。粉煤灰的火山灰反应是一个长期进行的过程，不断进行的火山灰反应，使粉煤灰混凝土的孔结构进一步优化，混凝土的抗渗性也进一步改善。粉煤灰混凝土的抗渗性能与粉煤灰的掺量和混凝土的龄期有关。当粉煤灰的掺量为30%时，其渗透系数仅为纯水泥混凝土的38.5%，365d龄期的渗透系数可比28d时提高一个数量级。大掺量粉煤灰混凝土配合比及抗渗试验结果见表2-38。
表2-38 大掺量粉煤灰混凝土配合比及抗渗试验结果
表2-38表明，相同水胶比时，粉煤灰掺量小于40%，混凝土的渗水高度随粉煤灰掺量的增加面减小，当粉煤灰掺量大于40%时，混凝土的渗水高度随粉煤灰掺量的增加面增大，掺粉煤灰对提高混凝土的抗渗性是有好处的，但掺量过大时会降低混凝土的抗渗性。
⑩抗腐蚀性能 粉煤灰混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力有所提高。一方面，由于减少了水泥用量，也就减少了混凝土受腐蚀的内部因素；另一方面，粉煤灰的细微颗粒均匀分散到水泥浆体中，会成为大量水化物沉积的核心，随着水化龄期的发展，这些细微颗粒及其水化反应产物填充水泥石孔隙，改善了混凝土的孔结构（“微集料效应”），逐渐降低混凝土的渗透性，阻碍侵蚀性介质侵入。氯盐是促使钢筋锈蚀，威胁钢筋混凝土建筑物耐久性的最危险物质，是促使混凝土中钢筋去钝化的无可匹敌的杀手。大量的研究证明，氯离子从外部环境对粉煤灰混凝土的侵蚀与胶凝系统的密实度和粉煤灰对氯离子的物理化学吸附作用有关。氯离子在硬化粉煤灰水泥浆体中的渗透深度随粉煤灰掺量的增加而增加。在水化早期，粉煤灰水泥体系的孔结构比较疏松，渗透性大，氯离子的渗透深度随随粉煤灰掺量的增加而增加，20%以上的粉煤灰掺量将使氯离子侵蚀深度大幅度增加。但混凝土水化后期的抗氯离子的侵蚀能力可有较大的改善。在一定条件下，水胶比的降低可使粉煤灰的微填充、微晶核效应得到加强，粉煤灰水泥浆体的密实度得到改善，因而降低水胶比，可使氯离子的渗透性减小。
⑪泵送性能 粉煤灰混凝土具有良好的保水性能，压力泌水值较小，其初期的压力泌水率也明显低于不掺粉煤灰的混凝土。由于粉煤灰的缓凝作用，水化热降低和水化热高峰的推迟，以及减水剂所引发的大量微小气泡所具有的阻止拌和物沉降分层作用，使得粉煤灰混凝土坍落度经时损失明显减少。光滑的球状玻璃体类似于一个个滚轴，使混凝土在泵送、振捣过程中减小了摩擦阻力，有利于混凝土在泵送时自流和在振捣时的自密。在高强混凝土中，由于胶凝材料用量增多，新拌混凝土的黏度较大，粉煤灰的掺入可以有效减小其黏度，有利于混凝土的泵送施工。
⑫抗冲磨性能 水工建筑物的泄水建筑物，如溢流坝、溢洪道、泄洪隧洞、泄水闸闸室底板、护坦、消力墩、排沙底孔的底板及边墙等泄水建筑物的过流面混凝土受到高速水流或挟沙、挟推移质水流冲击并经历一定运行时间后，往往会出现不同程度的磨蚀冲砸破坏或气蚀破坏，导致表面混凝土大面积剥蚀。泄水建筑物过流面一旦破损，不仅修复困难，且需耗费大量人力、物力。据调查，我国运行中的大坝泄水建筑物中有70%存在不同程度的磨损破坏问题。
保持混凝土抗压强度相关的情况下，掺粉煤灰冰封抗冲蚀磨强度的试验结果见表2-39，粉煤灰掺量对混凝土抗冲磨强度的影响如图2-22所示。在混凝土强度接近的情况下，粉煤灰掺量越高，90d龄混凝土的抗冲磨强度越低，但养护至180d龄期，抗冲磨强度的差异越小。
表2-39 粉煤灰混凝土的抗冲磨强度（水下钢球法）
图2-22 粉煤灰掺量对混凝土抗冲磨强度的影响
（3）加气混凝土
①技术概况 我国生产粉煤灰加气混凝土有三十多年的历史，生产应用技术都已成熟，产品有砌块和板材。加气混凝土的优点是重量轻，保温性好，但强度低，一般只用作建筑物的非承重墙和填充墙、隔断墙，也可用于低层建筑承重墙。
粉煤灰加气混凝土原料中粉煤灰比例一般为66%左右，但由于产品容重低，总用量不大。近些年由于城市限制黏土砖生产使用，加气混凝土得到快速发展，有些城市已成为主导墙体材料。
粉煤灰生产加气混凝土是以粉煤灰为基本原料，配以适量的水泥、石膏及铝粉等添加剂以制成一种轻质的混凝土，其粉煤灰用量可占70%左右。粉煤灰在粉煤灰加气混凝土中提供能与有效CaO作用的SiO2和Al2O3，使之在水化热作用下生成水化产物，使产品具有所需的强度和其他性能。用于制造加气混凝土的粉煤灰要达到《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》（JC/T 409—2001）规定（见表2-40）。
表2-40 硅酸盐建筑制品用粉煤灰技术标准 单位：%
这一产品的生产技术成熟，产品质量已过关。国家颁布的有关加气混凝土的试验方法（JG 256-275—80）、产品标准（JG 315—82）、应用技术规范（JC 17—84）等，都包括了粉煤灰加气混凝土。生产加气混凝土的工艺流程如图2-23所示。
图2-23 生产加气混凝土的工艺流程
粉煤灰加气混凝土的技术特点主要是：a.重量轻。加气混凝土的干体积密度相当于黏土砖的1/3左右，普通水泥混凝土的1/5左右，也低于一般轻骨料混凝土。因而采用加气混凝土做墙体屋面材料可以大大减轻建筑物自重，进而也就可以减少建筑物的地震力，减少建筑物基础、梁、柱等结构的尺寸，可以节约建筑材料和工程费用；b.保温性能好。由于加气混凝土内部含有大量的气泡和微孔，因而有良好的绝热性能。绝热能力为黏土砖的3～4倍，为普通混凝土的4～8倍；c.具有可加工性。加气混凝土不仅可以在工厂内生产出多种规格，还可以像木材一样地进行锯、刨、钻、钉，因而能在使用现场根据实际需要进行再加工。
②工程实例 粉煤灰加气混凝土生产厂工程实例为河南省获嘉县华厦建材有限公司粉煤灰加气混凝土生产厂，年产粉煤灰加气混凝土砌块15×104m3，工程项目始建于2011年10月，竣工于2012年3月，2012年4月开始试生产，2012年8月实现正常生产运行，主要生产B04、B05两个容重级别的粉煤灰加气混凝土砌块。该项目由山东某公司设计、提供成套技术装备并实施工程总承包。
该粉煤灰加气混凝土生产线采用了地面翻转切割工艺，因此占地面积小、工艺布置紧凑、生产工艺简洁流畅、附属设备配置较少、建设投资额度较小，充分体现了国产地面翻转生产工艺的特点。生产工艺情况如图2-24和图2-25所示。
该生产厂使用的生产原料为粉煤灰，当地产块状生石灰、磷石膏、普通硅酸盐水泥，发气材料为铝粉膏。每年可消耗粉煤灰5.35×104t，使用生石灰1.5×104t，水泥0.75×104t，磷石膏0.2×104t，铝粉膏60t。
经济效益情况如下：a.销售价格150元/m3（当地加气混凝土砌块价格全年平均在150元/m3左右）；b.生产成本115元/m3（当地2011年下半年市场价格），其中原料成本63元/m3（含运输费用），动力成本30元/m3，人工成本20元/m3（当地人工月平均2500元/人左右），管理成本2元/m3；c.年销售总收入2250万元；d.年总成本1725万元；e.年毛利润525万元（含资产折旧和应纳税费）；f.毛利润率23.33%。
（4）粉煤灰薄膜混凝土
用物理方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到由水泥、生石灰、集料、掺合料、外加剂和水等组成的混合料中，经混合搅拌而成的多孔混凝土称为泡沫混凝土，而以粉煤灰为主要集料配制的泡沫混凝土，则称为粉煤灰泡沫混凝土。泡沫混凝土和加气混凝土同属多孔混凝土，同样因其多孔性而发挥其独特的作用，其根本区别在于产生气孔的方法，前者为物理法，后者为化学法。由于产生多孔的方法不同，两者具有不同的操作性能和物理力学性能。前者的浆料在搅拌过程中即混入泡沫，形成泡沫混凝土拌合物，浇注后不再发气膨胀，因而，可以在工地现浇，可以注入各种形态的形体中。而后者目前只能在工厂生产。因此，泡沫混凝土分为两大类：一类是现浇泡沫混凝土；另一类的工厂生产的泡沫混凝土制品。
①泡沫剂的选择和制备 泡沫是由于液体中混入泡沫剂而形成的。泡沫剂一种表面活性物质，这类物质常常是由不对称的极性分子组成的，这些不对称极性分子具有降低液体表面张力的作用。液体中掺入泡沫剂后，它的表面张力被减小，因而往其中吹入空气或进行搅拌后，便形成泡沫。因此，泡沫剂的选择和制备是泡沫混凝土生产中十分重要的工序。国外发泡剂多以蛋白质为主要原料；国内常用的发泡剂以松香树脂和烷基苯硫酸盐等为主要原料，这些材料一般稳定性较差；近年来，市场上出现了AB复合发泡剂、U型发泡剂、CCW-95泡沫型固体剂等产品。
a.泡沫剂的选择。王银生等在研制粉煤灰、矿渣生产泡沫混凝土时，首先对发泡剂进行了筛选。他们筛选所采用的技术指标是：发泡倍数（大于20倍）、沉降距（1h不大于10mm）和泌水量（1h不大于80mL）。他们对有机树脂复合发泡剂HB、CCW-95、松香皂、十二烷磺酸钠等4种发泡材料进行了筛选，测试结果如表2-41所列。
图2-24 工程实例（一）
图2-25 工程实例（一）
表2-41 发泡材料性能
由表2-41可以看出，发泡剂的性能优劣次序是：发泡剂HB>CCW-95>松香皂>十二烷磺酸钠。发泡剂HB和CCW-95同时具有较好的发泡倍数和稳定性。松香皂和十二烷磺酸钠的发泡倍数虽能满足基本要求，但泌水量和沉降距不合格。不过，这两种发泡剂的选材和制备方法对其性价比影响很大，各企业可根据实际情况自行测试并按性价比的要求进行选择。
b.发泡与喷泡。泡沫剂起泡，采用压缩空气喷射剂的方法。压缩空气压力为4kg/cm2，泡沫剂浓度为2.5%～3%。发泡筒内装有20～30个900孔/cm2的铜网。在形成泡沫的同时，将泡沫喷入搅拌机内。喷泡发泡工艺流程如图2-26所示。
图2-26 喷泡发泡工艺流程
发泡倍数的测定，将制成的泡沫（即从发泡筒喷出的）注满容积为250mL、直径为60mm的无底玻璃筒内，两端刮平，称其重量。发泡倍数M可按下式计算：
（2-12）
式中 M——发泡倍数；
V——玻璃筒溶剂，cm3；
ρ——泡沫相对密度（近于1）；
G1——玻璃筒和泡沫的重量，g；
G2——玻璃筒的重量，g。
②现浇粉煤灰泡沫混凝土 现浇泡沫混凝土在工程中的应用领域主要包括：泡沫混凝土现浇墙体；现浇泡沫混凝土屋面保温隔热层；现浇泡沫混凝土地暖绝热层；现浇泡沫混凝土填充和回填等。
a.现浇粉煤灰泡沫混凝土墙体。目前，大多数企业使用的现浇泡沫混凝土都是纯水泥的，不掺粉煤灰，但是，近年粉煤灰泡沫混凝土已开始在现浇工程中使用，以下介绍的是牛云辉等的研究成果。
采用的原料是：C35水泥，Ⅲ级粉煤灰，以十二烷基磺酸钠为主要成分的发泡剂，外加剂有A（聚羟酸系减水剂）、B（PP纤维）、C（以铝酸钠为主要成分的速凝剂）、D（以纤维素醚为主要成分的稳泡剂）4种。
经研究，确定的最佳配方如下。
a.胶结料：水泥55%，粉煤灰45%。
b.外加剂掺料：A、B、C、D分别占胶结料质量的1.1%、0.3%，0.4%和0.07%。
c.水胶比：0.3。
d.发泡剂与水之比为1∶50。
此外，在泡沫混凝土现浇墙体中要配置钢丝网，规格为10mm×10mm，配置量为4.8m2/m3。
试验墙体厚20cm，高4.5m，试验结果见表2-42。
表2-42 浇注高度试验结果
分别对底部和顶部的泡沫混凝土进行SEM扫描分析，结果如图2-27所示。
图2-27 泡沫混凝土柱体的SEM扫描分析
由图2-27可见，泡沫混凝土柱体顶部和底部的孔径为0.1～0.3mm，气孔大小相间，均匀排布，底部大孔稍多。分析认为：柱体底部气孔受来自水泥浆体各向作用相互抵消，孔径越小，气孔受到的浮力越小，气泡不会上浮。但浆体中粉煤灰颗粒受重力作用会微沉降，底部浆体中部分小泡破裂，聚合成为大泡，也就导致了底部小泡越少，干密度稍大。
现浇泡沫混凝土墙体的施工流程如图2-28所示。
图2-28 现浇泡沫混凝土墙体施工工艺流程
b.现浇粉煤灰泡沫混凝土屋面。粉煤灰泡沫混凝土是由发泡剂制成的泡沫加入到水泥、粉煤灰、轻集料和各种外加剂中，经混合搅拌、浇筑成型、养护而成。其性能见表2-43。
表2-43 粉煤灰泡沫混凝土的性能
粉煤灰泡沫混凝土屋面保湿隔热构造如图2-29所示。
图2-29 粉煤灰泡沫混凝土屋面保湿隔热构造示意
泡沫混凝土的制备通常分制泡、胶凝材料浆体的搅拌、混泡、输送4个步骤，如图2-30所示。
图2-30 泡沫混凝土的制备工艺示意
泡沫混凝土已在上海临港新城一期工程中应用。该工程为多层框架结构，部分屋面采用现浇10～20cm厚500kg/m3的泡沫混凝土兼2.00%屋面找坡做保温隔热层。与传统屋面保温材料相比，泡沫混凝土具有轻质、高强、保温效果好、憎水性能好等优势，同时减少了保温层厚度，大大降低了屋面荷载；泡沫混凝土采用现场浇筑的施工方式，快捷方便，取消了传统的找坡、找平工序，大大加快施工进度。施工完毕的保湿层整体性好，避免了热桥产生的危害。
c.粉煤灰泡沫混凝土保温板。张水等开展了相关研究，成果如下。
原料包括42.5R普硅水泥、Ⅱ级粉煤灰、复合发泡剂（发泡倍数20，1h泌水量70mL，1h沉陷距8mm）、促凝剂（主要成分为半水石膏）、激发剂（主要成分为硫酸盐类）、增稠剂（胶粉）和自来水。
粉煤灰化学成分见表2-44。
表2-44 粉煤灰化学成分 单位：%
试验配合比如表2-45所列。
表2-45 水泥/粉煤灰发泡轻质保温材料配比
粉煤灰掺量对保温板干密度的影响如图2-31所示。
图2-31 粉煤灰掺量对保温板干密度的影响
粉煤灰掺量对保温板抗压强度的影响如图2-32所示。
图2-32 粉煤灰掺量对保温板抗压强度的影响
粉煤灰掺量对导热系数的影响如图2-33所示。
图2-33 粉煤灰掺量对保温板导热系数的影响
张水等所采用的工艺流程如图2-34所示。
图2-34 水泥粉煤灰泡沫混凝土保温板的生产工艺流程
另外，李应权等所采用的工艺流程如图2-35所示。
图2-35 泡沫混凝土保温板的生产工艺流程
北京某公司生产粉煤灰泡沫混凝土保温板，其产品与其他保温材料比较见表2-46和表2-47所示。
表2-46 粉煤灰泡沫混凝土保温板与聚苯板的比较
表2-47 粉煤灰泡沫混凝土保温板与难燃、不燃保温材料综合比较
（5）高性能混凝土
高性能混凝土的特点是胶凝材料用量大，水胶比低，利用高效减水剂来获得较大的流动性。在这种混凝土中，如果不掺粉煤灰，由于拌和用水量小，使早期水泥水化的水分不足，不能充分发挥全部胶凝材料的活性作用，而且由于会产生较大的水化热，不利于形成完好、密实的混凝土结构。掺入粉煤灰后，正好解决了上述问题，也就是说，掺入粉煤灰可以改善早期水泥的水化条件，提高混凝土的工作性，改善水泥与外加剂的相容性，降低水化热，使混凝土形成密实的内部结构。因此，粉煤灰不是水泥的代替物，而是混凝土的一个独立组分，使用它的目的在于提高混凝土的某一种或某一些重要性能。
在混凝土拌合物的水胶比（或水灰比）可以大大降低的情况下（例如，W/C≈0.30），水泥颗粒或水泥与掺合粒颗粒的间距明显减小，需要填充空隙的水化生成物量也随之大大减少。高活性的水泥与掺合粒迅速地水化，很快地消耗掉体内本来较少的水分，因此，供水不足成为影响它们充分水化的主要矛盾。当然如果能及时从外界补充水分，体内缺水可以缓解，然而实际情况是通常不可能及时而充分地补充水分；同时，在低水灰比情况下混凝土泌水明显减少乃至基本消失，体内的毛细孔在很多时间里被水化生产物填充而阻塞，使外界水分也没有进入混凝土的通道，致使水泥与掺合料无法充分水化，留下大量未水化的颗粒内芯。虽然内芯与水化产物的界面黏结强度很好，但因为硬化水泥浆体内大量微孔缺水，会使其自身收缩明显增大，加上由于早期温升加剧导致较大的温度收缩。在这种收缩变形、环境温湿度变化、荷载等因素形成的应力叠加作用下，混凝土的微结构和性能产生不利的变化，其中，最常见的现象就是宏观裂纹，外界水分和侵蚀性介质沿裂缝侵入，并逐渐延伸、扩展，给本来密不透水的混凝土结构带来危害。
掺入粉煤灰后以上问题得到了解决。由于粉煤灰水化缓慢，混凝土拌和物的初始水灰比实际要大得多（水胶比一定的条件下，粉煤灰掺量越多，它自然也就越大），这时高活性水泥的水化显然要比不掺粉煤灰的低水胶比的混凝土中的水化迅速而充分，产生大量的水化生产物去填充相对较小的空隙，释放出的氢氧化钙则提供粉煤灰后续的水化，使混凝土随龄期增长日益密实，水泥石和骨料的界面得到显著加强（过渡区薄弱的氢氧化钙结晶大大减少），因此获得良好的力学性能和耐久性。虽然在拌和时，一部分水分会为粉煤灰所吸附，但是，在水泥水化消耗水分形成的湿度梯度作用下，粉煤灰内的水分会不同程度地倒汲出，对水泥的继续水化起了一种“内养护”的作用，这远比通常的外部养护作用更大、更均匀。
2.4.4 陶粒
粉煤灰陶粒是一种人造轻骨料，是以粉煤灰为主要原料，粉煤灰掺量可达80%左右，加入一定量的胶结料和水，经成球、烧结而成。粉煤灰陶粒的用途主要是在混凝土中代替砂、石等重集料，制作轻集料（又称轻骨料）混凝土及制品。
（1）粉煤灰陶粒分类
粉煤灰陶粒按生产方法分有烧结类和蒸养类；按陶粒焙烧过程是否产生膨胀划分，可分为结构型粉煤灰陶粒和保温膨胀型粉煤灰陶粒；按粒径划分，有陶粒（粗骨料）和陶砂（细骨料）两种。
（2）粉煤灰陶粒参数
陶粒产品表观密度一般为600～700kg/m3，筒压强度4～5MPa，可用于配C40混凝土；粒径为5～16mm，陶砂粒径为0～5mm。按陶粒密度划分可分为500kg/m3、600kg/m3、700kg/m3、800kg/m3、900kg/m3五个等级；陶粒的吸水率要求不大于15%，软化系数不少于0.8。生产粉煤灰陶粒对粉煤灰质量无严格要求，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级灰都可使用，但灰的含水率一般要控制在20%以内。陶粒累计筛余要求见表2-48、陶砂累计筛余要求见表2-49、堆积密度要求见表2-50、有害物质含量要求见表2-51。
表2-48 陶粒累计筛余要求
表2-49 陶砂累计筛余要求
表2-50 堆积密度要求
表2-51 有害物质含量要求
（3）粉煤灰陶粒制备
粉煤灰陶粒生产工艺包括原料制备、成球、烧结等工序，工艺流程如图2-36所示。
图2-36 粉煤灰陶粒制备工艺流程
①烧结型粉煤灰陶粒
a.烧结机法。烧结机法只用于原本具有空心或微孔结构的细颗粒制成粗颗粒的生产，主要适合于粉煤灰陶粒。该法产量高、成本低、灰消耗量大、对原材料要求不甚严格、机械化程度高，但陶粒表层质量不易控制，设备耗钢多，能耗大，产品质量不如回转窑好。
烧结机法焙烧粉煤灰陶粒技术。烧结粉煤灰陶粒的工艺主要包括：原材料处理、配料、混合成球、干燥、焙烧、筛分等工序，其中成球与焙烧是关键。天津市硅酸盐制品厂的原材料质量配合比（%）为粉煤灰∶黏土∶无烟煤=80∶15∶5，用半干灰成球盘制备生料球，烧结机焙烧陶粒，点火温度控制在1150～1300℃，平均垂直焙烧为20mm/min，陶粒卸料温度为200～500℃。产品主要为结构保温型粉煤灰陶粒，粒径5～15mm，筒压强度为4.5～6.5MPa，堆积密度630～750kg/m3，吸水率<22%。
b.英国“莱泰克”技术。生料球经烧结机焙烧，形成高强度粉煤灰陶粒。原材料全部为粉煤灰，当灰中小于45μm的颗粒大于55%时，可以全部利用，否则需经选粉器进行预处理，不需添加任何黏结剂。生产中，细度合格的粉煤灰，在混合仓中均化24h后，送入混合器，如灰中含碳量不足5%，需按比例加入细度<150μm的煤粉，或者为调整粉煤灰的化学成分需加入定量改性剂，将它们同时输入混合器，混合均匀后的粉煤灰与一定比例的水搅拌，形成生料球核，输入成球机，喷洒适量水，形成合格的料球。料球喂入烧结机焙烧，在900～1200℃焙烧烧成的陶粒通过振动筛分级，不合格颗粒通过锤式破碎机破碎后分选出陶砂，粉料返回原料储仓。产品粒径8～14mm，堆积密度650～750kg/m3，吸水率14%～16%，筒压强度7～8MPa，可配制高强度砼；其干缩变形、热膨胀系数也显著低于我国指标。大庆油田热电厂根据自身情况，引进“莱泰克”技术，建成了一条年生产能力20×104m3的生产线。
c.回转窑法。回转窑法焙烧粉煤灰陶粒在俄罗斯应用最广，年生产能力约200×104m3。我国应用此法比较成熟。此法对粉煤灰质量无特殊要求，物料在窑内受热均匀，陶粒质量好；不利方面是生料球强度要求高、热效率低、煤耗大。1997年建成投产的上海申威粉煤灰陶粒厂，年产能力10×104m3，产品主要为超轻陶粒（堆积密度300～500kg/m3）和高强陶粒（堆积密度750～880kg/m3）。
d.机械化立窑。机械化立窑适合于焙烧烧结粉煤灰陶粒，工艺流程与回转窑相同，产品质量好，热效率高，生产成本低，但对粉煤灰质量要求严格，不利于推广，而且产量低，陶粒易在窑内结烧，影响生产。
②养护型粉煤灰陶粒 粒养护型粉煤灰陶粒是将粉煤灰与石灰、水泥（或石膏）配合，掺入适量激发剂，经加工、成球，经自然养护或蒸汽养护而成。
膨胀珍珠岩粉做芯材制作的粉煤灰陶粒。选择粒径1～2mm的膨胀珍珠岩粉做陶粒的核，干排粉煤灰、水泥和外加剂混合的胶结料为壳对核进行包裹，制成陶粒坯料，最后经养护而成。该产品轻质、高强、吸水率小、保温性能好、生产工艺简单，粉磨与养护是重要环节，最好采用蒸汽养护。
硬质泡沫塑料粒为芯材制作的粉煤灰陶粒。将硬质泡沫塑料在高速搅拌机中破碎成粒，与粉煤灰胶结料混合成球，成球过程中喷胶，制成的坯料在太阳能养护棚中养护，最后分级获得成品。产品粒径为5～15mm，堆积密度650～750kg/m3，24h吸水率<19%，筒压强度4～5MPa。
荷兰“安德粒”技术。该技术是使粉煤灰在蒸汽养护下与石灰混合后制成具有一定凝结硬化能力的粉煤灰陶粒。原料中的粉煤灰含碳量应小于9%，石灰氧化钙含量不小于80%。粉煤灰的物理性能为：密度2.48t/m3，堆积密度900kg/m3将粉煤灰和消石灰按比例输入混合器先进行干混，再喷水混合，然后输入成球盘淋水成球，排出的料球埋置在相当于料球4倍的干粉煤灰中，一起送入养护仓，蒸汽养护16～18h，温度80℃，最后将物料分离，料球按设定粒径大小分级。产品堆积密度约1100kg/m3，筒压强度约3MPa，耐久性差，主要用于陶粒混凝土空心砌块和低标号无筋混凝土。
（4）粉煤灰陶粒的应用
粉煤灰陶粒性能优良，首先具有很高的比强度，即轻质高强。粉煤灰陶粒的堆积密度一般为800kg/m3，只为砂石的50%，而能浇注出高标号结构混凝土；其次是保温隔热性能好，200mm厚的粉煤灰轻质集料混凝土砌块的热阻值大约相当于300mm厚的砂石为集料的普通混凝土砌块的热阻值，换言之，同样厚度的墙体，用粉煤灰轻集料混凝土砌块建造，要比用普通混凝土砌块建造建筑能耗节约1/3；三是耐火性能好，在建筑物发生火灾时，普通混凝土耐火1h，而轻集料混凝土可耐火4h；四是抗震性能好，据测定，轻集料混凝土相对抗震系数为109，而普通混凝土只有84，砖砌体则更低，仅64；五是具有更高的耐久性，特别是其耐腐蚀性良好；六是抗渗性好，轻集料混凝土的抗渗指标（工业大气压）为B1825，而普通混凝土为B6。
1）粉煤灰陶粒在建筑建材的应用
①粉煤灰陶粒混凝土 以粉煤灰陶粒代替普通石子配制的轻骨料混凝土，已广泛用于高层建筑、桥梁工程、地下建筑工程等，不仅能降低混凝土的表观密度，而且可以改善混凝土的保温、耐火、抗冻、抗渗等性能。
a.高强轻集料混凝土。粉煤灰陶粒混凝土的强度通常较大，与其他轻集料相比，该陶粒更适于配制高强度轻集料混凝土。我国在永定新河大桥首次使用CL40陶粒混凝土代替原设计的混凝土，使桥梁跨度加大、改变立梁结构形式、减小下部结构尺寸，增强了结构的整体性和抗震性，节约工程造价约10%以上。
b.粉煤灰陶粒混凝土复合屋面。粉煤灰陶粒混凝土复合屋面和粉煤灰陶粒钢筋混凝土复合屋面可有效解决传统保温屋面渗漏问题，且具有良好的隔热保温性能，构造简单，施工方便。
c.粉煤灰陶粒混凝土与普通混凝土的对比。粉煤灰陶粒混凝土有利于降低混凝土的表观密度，改善混凝土的保温、耐火、抗渗、抗冻等性能。实验表明，粉煤灰陶粒混凝土的抗震性优于普通混凝土。其原因是减轻了建筑物自重，从而使地震力减小；另外，粉煤灰陶粒混凝土的弹性模量低，加长了建筑物自振周期，也使地震力减小。粉煤灰陶粒混凝土的收缩约为普通混凝土的1.5倍；与同强度等级的普通混凝土相比，其徐变应变为前者的1.56倍。
②粉煤灰陶粒混凝土砌块 目前，粉煤灰陶粒混凝土已被许多国家应用于建筑工程中。以粉煤灰陶粒泡沫混凝土承重砌块为例：其所用原材料包括陶粒、礁砂、水泥、泡沫剂、膨胀珍珠岩、粉煤灰和外加剂。产品不但轻质高强，保温性能好，而且收缩性和抗冻性满足国家规范要求。
2）粉煤灰陶粒在环境工程中的应用
①用做处理生活废水的滤料 曝气生物滤池处理废水是20世纪80年代末和90年代初兴起的废水处理工艺，已在欧美和日本广为流行。中国对曝气生物滤池工艺开展了研究，但其核心问题—滤料问题还没有解决。目前，国内采用的接触填料主要有玻璃钢或塑料蜂窝填料、立体波纹填料、软性纤维填料、半软性填料以及不规则粒状填料（砂、碎石、矿渣、焦炭、无烟煤）等。玻璃钢或塑料填料表面光滑，生物膜附着力差，易老化，且在实际使用中往往容易产生不同程度填料的堵塞。软性填料中的水流流态不理想，易被生物膜黏结在一起，产生结球现象，使其表面积大为减小，进而在结球的内部产生厌氧作用，影响处理效果。不规则粒状填料水流阻力大，易于引起氧化池堵塞。近几年我国也开展了应用片状陶粒处理水源水微污染的研究，片状陶粒属不规则粒状填料，尽管挂膜性能良好，但水流阻力大，容易堵塞，强度差，易破碎，不耐水冲刷，限制了它仅能应用于水源水的微污染处理，而不能应用于废水处理。正是由于这些传统的接触填料存在一定的缺陷，限制了曝气生物滤池在我国废水处理中的应用。因此，研究和开发一种好的接触填料是关系到曝气生物滤池应用于我国废水处理成败的关键。
南昌大学环化学院的朱乐辉等，以天然陶土为主要原料，掺加适量的化工原料，可以生产出一种较理想的水处理滤料——球形轻质陶粒。用于曝气生物滤池处理城市废水的试验表明，这种滤料具有很高的处理效率。强度大、孔隙率大、比表面积大、化学稳定性好、生物附着力强、挂膜性能良好、水流流态好、反冲洗容易进行。
本溪冶金高等专科学校生物与化学工程系的代文双等以天然陶土为主要原料，掺加适量的化工原料，可以生产出一种较理想的水处理滤料—球形轻质陶粒。这种陶粒滤料具有良好的物理性能和化学稳定性，是一种具有发展前景的新型水处理滤料。其性能明显优于瓷砂和石英滤料。陶粒滤料为球形表面，密度小，易清洗；成本低廉；废水处理效果极佳。完全可以作为曝气生物滤池的滤料，具有很高的实用性。
江萍等将陶粒用于曝气生物滤料中，发现去除率为：COD>85%，BOD>90%。耿士锁将多孔陶粒滤料用于厌氧滤池填料，处理炼油废水，悬浮物浓度在1～3mg/L以下，对油类去除率达到16.7%，对COD去除率达到33%。张捍民等发现生物陶粒柱的浊度平均去除率为67.44%，高锰酸钾去除率为51.64%，含氮污染物氨氮、亚硝酸盐去除率分别为91.5%和98.12%。
此外，陶粒过滤后对后工序的滤膜处理，有减轻超滤膜污染、维持高比流量的重要作用。
②用陶粒处理含金属离子的废水 济南大学环境工程系的王士龙等对陶粒处理含锌废水做了研究。他们探讨了陶粒用量、废水酸度、接触时间、温度等因素对除锌效果的影响。结果表明：在废水pH值为4～10、Zn2＋浓度为0～200mg/L范围内，按锌和陶粒质量1∶80的比例投加陶粒处理含锌废水，锌的去除率达99%以上，处理后的含锌废水达到排放标准。
山东建材学院应用化学系郑礼胜等对陶粒处理含镍废水做了研究。他们探讨了陶粒用量、废水酸度、接触时间、温度等因素对除镍效果的影响。结果表明：在废水pH值为3～10、Ni2＋浓度为0～200mg/L范围内，按镍和陶粒质量1∶400的比例投加陶粒处理含镍废水，镍的去除率达99%以上，处理后的含镍废水达到排放标准。
郑必胜、王士龙等用陶粒处理含铬废水，发现含钡粉煤灰Cr6＋去除率>99%。利用陶粒的多孔、比表面积大，对酸碱的化学和热稳定性好，在一些场合可替代活性炭做廉价的吸附剂。
王士龙等研究用陶粒处理含铅废水。探讨了陶粒用量、废水酸度、接触时间、温度等因素对除铅效果的影响。结果表明：在废水pH值为4～11、Pb2＋浓度为0～100mg/L范围内，按铅与陶粒质量比为1∶200投加陶粒进行处理，铅的去除率达98%以上，处理后的废水可达排放标准。
③用陶粒处理生活废水的氨氮 许多硝化处理工厂由于缺乏处理废水中铵盐在不同时间的峰值问题，难以达到铵盐排放标准。日常废水中铵盐在上午含量最高。B.Gisvold应用膨胀陶粒滤料，有效地解决了这一问题。陶粒有利于硝化细菌在其表面生长，固定获得较高的硝化细菌浓度，有较强的氨氮去除效果。这种滤料有持续的生物再生能力。应用膨胀陶粒滤料，作为生物膜载体，对去除一般铵和高峰铵均有很好的效果。经过10个月的持续运行，效果依然很好。而含黏土陶粒的沸石滤料因为对铵盐有离子交换能力，作为硝化过滤滤料去除率更高。
④用陶粒处理腐殖废水 E.S.Melin用膨胀陶粒做臭氧化生物滤料，处理腐殖废水，去除率为18%～37%，臭氧化产物（乙醛和醋酸）去除率>80%。膨胀陶粒表面粗糙，气孔率高，为微生物生长提供了很高的表面积；它同时有很好的抗物理冲击磨损能力，由于有高的多孔表面，这种材料适合于不同的腐殖废水处理。
⑤用陶粒处理含磷废水 陶粒中含有一定的CaO，Al2O3和Fe2O3等。CaO对P有沉淀作用，Al2O3和Fe2O3有吸收P的能力，Ca-Al-Fe复合氧化物是重要的P吸收成分，T.Zhv采用回转窑在1200℃烧成的球状陶粒做了吸收P的实验，发现最高吸收率可达3465mg/kg。LenaJohansson发现掺的轻质CaCO3膨胀黏土陶粒有一定的P吸收能力。P吸收能力和陶粒的化学性质有很大的关系（总金属含量，阳离子交换能力，可溶于草酸的Fe和Al）。总金属含量和P吸收能力关系最为密切，其中主要4种金属（Mg、Ca、Fe、Al）离子中，Ca离子含量和P的吸收能力的关系最为密切。
（5）粉煤灰陶粒发展前景
粉煤灰陶粒除可用于生产墙体材料外，还可大量用于各种建筑工程和土木工程，包括建筑工程的楼板、屋面板、梁、柱及其他钢筋混凝土构筑物；土木工程的道路、桥梁、混凝土路面、桥面板、梁等。
2.4.5 水泥
粉煤灰用于水泥生产主要是两个方面：一是用作水泥活性混合材；二是用于生料配料。粉煤灰用作水泥混合材时，在粉煤灰硅酸盐水泥中可掺粉煤灰20%～40%，生产普通硅酸盐水泥时一般掺加8%的粉煤灰，生产复合水泥时也可掺加粉煤灰；国内新型干法水泥在生料配料时一般掺加5%～10%的粉煤灰。
（1）水泥活性混合材料
在用质量合格的粉煤灰做混合材磨制水泥时，可分别生产普通硅酸盐水泥、掺加部分粉煤灰的矿渣硅酸盐水泥（复合硅酸盐水泥）、粉煤灰硅酸盐水泥。其中以粉煤灰作为活性材料的粉煤灰硅酸盐水泥和掺加部分粉煤灰的矿渣硅酸盐水泥国内用量最大。粉煤灰硅酸盐水泥在国内一般采用混合磨细工艺，按照我国水泥标准GB 1344—1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》规定，它是由硅酸盐水泥熟料和占水泥重量20%～40%的粉煤灰和适量石膏磨细而成的产品。矿渣硅酸盐水泥是将水泥熟料、粒化高炉炉渣、粉煤灰共同混合磨细而成的水泥，按照上述水泥标准规定，容许在矿渣硅酸盐粉煤灰水泥中，不超过水泥质量8%的粉煤灰代替矿渣，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥），代号P·P。水泥中火山灰质混合材料掺加量按重量百分比计为20%～50%。
作为混合材用于水泥生产的粉煤灰应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB 1596—2005）的要求见表2-52。
表2-52 水泥活性混合材料用粉煤灰技术要求
与GB/T 1596—1991相比，现行标准GB/T 1596—2005将粉煤灰分成为F和C两类粉煤灰，一个质量等级。新标准增加了游离氧化钙、安定性及强度活性指数三项指标。GB/T 1596—2005标准要求游离氧化钙F类粉煤灰不大于1.0%，C类粉煤灰不大于4.0%。用强度活性指数代替抗压强度比，强度活性指数指试验胶砂抗压强度与对比胶砂抗压强度之比，以百分数表示。GB/T 1596—2005与GB/T 1596—1991一致，均未将细度列为质量指标，因为目前掺粉煤灰水泥的生产在国内均采用混磨工艺。
根据国家标准GB/T 1344—1999对粉煤灰水泥的定义为：凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥）代号P·F粉煤灰水泥分为275、325、425、425R、525、525R、625R七个标号。该标准中也规定了粉煤灰水泥对其他材料的要求。
（2）用于水泥生料配料
用粉煤灰可代替部分黏土用于水泥配料。由于粉煤灰中的的铝、铁含量偏高，可通过配料计算，确定粉煤灰具体掺量，但仅作为辅料适当掺加。另外，由于粉煤灰中含有一定量的未燃碳粒，在一定程度上还可起到节省燃料的作用。其生产工艺和技术装备与普通硅酸盐水泥一样。
专栏2-3：利用粉煤灰生产硅酸盐水泥
赤峰第二毛纺厂的自备电厂年产粉煤灰4万吨，由于该电厂的粉煤灰多年来一直没有找到很好的出路，致使粉煤灰在厂区内堆积如山。这样不仅占用了大片的厂区有限用地，而且给环境造成影响。尽管有部分粉煤灰被运往市内某些建材厂进行综合利用，但一方面用量有限，另一方面由于这部分粉煤灰是由电厂运往各用户单位，而各用户单位给予电厂的补贴远远不能满足电厂所需的运输设备运行费用（因各用户单位可以找到其他的建材原料代替粉煤灰）。所以，电厂寻找粉煤灰综合利用出路。
一、可行条件分析
参照中华人民共和国国家标准GB 1344—92对粉煤灰水泥的规定，并对两种样品进行了试验，得出活性混合材粉煤灰标准要求和来样试验的对比结果（见下表）。
粉煤灰标准要求和来样试验的对比结果
根据上述试验结果对比分析知，来样浅色粉煤灰可用于水泥中活性混合材料的使用。
根据化验分析结果，结合国标GB 1344—92（粉煤灰的掺加量按重量百分比20%～40%计），经试验，该厂生产粉煤灰硅酸盐水泥各种原料配比见下表。
生产水泥的各种原料配比
另外，还需满足如下条件：a.上述配方要求硅酸盐熟料强度达到52.5MPa，如果熟料强度高于55MPa，则可适当增加粉煤灰的比例。从而可以降低生产的单位成本；b.硅酸盐熟料中氧化镁的含量不得大于5%；c.硅酸盐熟料中含碱量不得大于1%。
二、生产工艺及设备
年产3万吨水泥的生产工艺流程：
在对3万吨水泥的规模进行了综合分析基础上，设备选择见下表。
表生产水泥的设备选择方案
续表
三、效益分析
（1）经济效益
该粉煤灰水泥厂生产规模按3万吨/年计算，可消耗粉煤灰1万吨/年。如不生产水泥，这部分粉煤灰的占地费用和运输费用则需共8万元/年，而生产成本则根据当地的价格水平决定，包括原材料（主要为粉煤灰、石膏、熟料）、燃料、动力、工资、福利、实验费、检验费、折旧费、废品损失费等的各项单位生产成本。经计算约为150元/吨。另外，包装费、管理费约为50元/吨。这样每吨的销售成本可在200元，按产品的销售单价为250元/吨计算，考虑扣除一定量的税金，则每吨的粉煤灰硅酸盐水泥可获利30元。这样年直接经济效益为90万元，综合经济效益为8+90=98万元。
（2）社会效益
该项目的社会效益主要是可以安排工厂部分下岗人员的就业。人员的配备可考虑采用三班制作业，其中生产作业人员每班约需16～18人（其中包装人员5人），三班连续作业共需18×3=54人。技术人员约需5～6人，其中化验室需2人。管理科约需9～10人，其中统计员2人，财务管理2人，负责水泥的发送与销售约需4～6人。这样一共可安排就业人员约70人左右。
（3）环境效益
该项目的环境效益体现在两个方面：一方面有利于减缓厂区内外因粉煤灰造成的扬尘大气污染；另一方面可避免粉煤灰中有毒有害物质进入地下。
2.4.6 岩棉
岩棉及其制品是效果较好的一种新型保温建筑材料，它与传统的保温材料相比，具有容量轻、导热系数小、不燃、不腐、不蛀、应用温度范围大等优点。同时岩棉制品安装方便、宜于施工、无污染，并且具有优良的吸音性能，节能效果明显。由粉煤灰，矿渣，玄武岩等生产岩棉工艺，是以工业废弃物为主要原料，利于环境保护，还可大幅度降低生产成本。产岩棉工艺由料块成型、岩棉及其制品生产二种工艺组成。
（1）料块生产工艺
料块的主要成分控制在以下范围：SiO2为33%～40%；Al2O3为13%～17%；MgO为10%～13%。料块生产工艺如图2-37所示。
图2-37 料块生产工艺
（2）岩棉及其制品生产工艺
岩棉生产设备主要是冲天炉和三辊离心机。采用离心法生产岩棉时，要求黏度在1200～1350℃处于20～100的范围内，熔体的酸度系数≤1.5。粉煤灰的酸度系数Mk为4.0，熔点旁高，在成纤温度下黏度较大，流动性不好，且CaO、MgO含量较之岩棉低，因此采用石灰石、白云石作为辅助原料调节熔体性能，使之达到岩棉生产工艺的要求。岩棉生产工艺示意如图2-38所示。
图2-38 岩棉生产工艺
（3）粉煤灰岩棉与岩棉国家标准
粉煤灰岩棉与岩棉国家标准见表2-53。
表2-53 粉煤灰岩棉与岩棉国家标准
2.4.7 蒸汽养护砖
生产蒸汽养护砖（简称蒸养砖）是以粉煤灰为主要原料，掺入适量骨料生石灰、石膏，经坯料制备、压制成型、常压或高压蒸汽养护而制成的砖。粉煤灰在湿热条件下，能与石灰、石膏等胶凝材料反应，生成具有一定强度的水化产物。粉煤灰掺量约为65%，生产工艺分高压养护和常压养护两类，高压养护的砖强度较高。生产蒸养砖对粉煤灰的要求是灰的含碳量越低越好，灰的活性越高越好。
用于蒸汽养护砖砖的粉煤灰应符合《硅酸盐制品用粉煤灰》（JC/T 409—2001）的规定，其细度等技术要求见表2-54。
表2-54 粉煤灰技术要求 单位：%
当使用湿排粉煤灰时，除上述技术要求外，还应控制其含水率在一定范围，要求含水率为30%～33%。这是因为含水率偏大，消化时易发生结仓，碾压和成型困难，压制的砖坯有粘模、表面出浆、弯曲等弊病，甚至无法成型；含水率过低，会造成混合料消化不完全和碾压时碾压轮不着料，碾压效果不佳。
2.4.8 粉煤灰硅酸钙板
硅酸钙板是一种新型墙体材料和装饰材料，也是最重要的薄板类墙体材料之一，它以硅质材料（粉煤灰、砂等）和钙质材料（水泥、石灰）为主要原料，适当掺加纤维增强材料（纸纤维、化学纤维、抗碱玻璃纤维）及其他辅助材料。
硅酸钙板具有容重轻、强度高、导热系数小、耐高温、耐腐蚀、能切、能锯等特点。另外，硅钙板还具有其他优良的性能，如尺寸稳定，收缩率低，因此，墙体不容易开裂和产生裂缝，其收缩率通常只有水泥制品的1/2～2/3；其可加工性好，可锯、可刨、可磨、可钻，施工非常方便；其防潮、防震性好，有利于在潮湿地区使用；其表面经研磨、涂塑，粘贴装饰纸或打孔等，可以制成档次较高的装饰材料和吸音材料。厚度通常是在30mm以上，密度在200～1000kg/m3。
硅钙板主要用作复合墙体材料的面层和墙体、吊顶装饰板，由于具有很好的防火性能，也广泛用作高档建筑的防火覆盖材料和防火通道、防火隔墙、烟道等隔板材料，还可用于防火要求很高的船舶隔仓板、火车车厢内壁板和装饰板等。
硅钙板生产主要有流浆法和抄取法两种工艺。流浆法工艺设备维修方便简单，但产量较低。抄取法工艺设备较复杂，但生产能力大，生产效率高。目前，国外较大的硅钙板企业大多采用抄取法工艺，其经制浆、抄取、成型、切割、加压、蒸压养护、干燥、表面处理等工序制成。
2.4.9 免烧粉煤灰砖
免烧粉煤灰砖指自然养护、免蒸免烧的砖，是以粉煤灰为主要原料，用水泥、石灰及外加剂等与之配合，经搅拌、半干法压制成型、自然养护制成的一种砌筑材料。免烧粉煤灰砖的特点是，不用烧结和蒸汽养护，而用自然养护。水泥、石灰、外加剂起着固结作用，称为固结剂，免烧粉煤灰砖亦称固结粉煤灰砖。免烧粉煤灰砖可以大量利用粉煤灰，不用黏土，粉煤灰用量可达80%。因此，它是一种节土、大量用灰的产品。
粉煤灰在免烧粉煤灰砖的作用，一是作为集料起骨架作用，另外作为胶结料的一个组分。对于粉煤灰的要求就不仅要求其化学成分，而且对于它的级配也应该加以考虑，不一定是越细越好。因而其质量要求应符合制作硅酸盐制品粉煤灰标准中关于成分的要求外，对于其细度要求，应根据实验结果加以确定。制作粉煤灰砖的粉煤灰宜采用干排灰。采用湿排粉煤灰应经过干燥，含水率控制在5%以下为宜。
免烧粉煤灰砖的配合比，从固化剂种类上分大致为3种，分别为石灰-外加剂系列、水泥-外加剂系列、水泥-石灰-外加剂系列。几种典型免烧粉煤灰砖的配合比见表2-55。
表2-55 几种典型免烧粉煤灰砖的配合比 单位：%
石灰-外加剂系列。此类免烧粉煤灰砖，对大气环境敏感性较强，长期碳化强度降低，收缩值大，目前尚待研究。
水泥-外加剂系列。此类免烧粉煤灰砖相当于水泥砂浆（相当于粉煤灰粗颗粒代替砂）。因此，只要水泥掺量足够，其性能一般没有问题。一般水泥掺量应在12%以上，水泥应选用32.5级水泥。
水泥-石灰-外加剂系列。由于水泥掺量多少是砖成本的决定因素。为减少水泥用量，采用水泥、石灰复合的方法，可以降低成本。水泥水化产物形成早期强度，保证长期炭化稳定性，石灰则与粉煤灰作用，增加中、晚期强度。此类粉煤灰砖大气稳定性好，干缩值小。一般水泥、石灰用量应占12%～15%。
2.4.10 粉煤灰砂浆
为了解决利用较高标号的水泥配制较低标号砂浆存在的水泥浪费和技术不合理的问题，经研究采用廉价的粉煤灰代替（部分代替）水泥配制了粉煤灰砂浆，不仅降低了成本，同时改善了砂浆的稠度，方便了施工操作。
粉煤灰水泥砂浆主要用于内外墙面、踢脚、窗口、沿口、勒脚、磨石地面底层及墙体勾缝等装修工程以及各种墙体砌筑工程；粉煤灰混合砂浆主要用于地面上墙体的砌筑和抹灰工程；粉煤灰石灰砂浆主要用于地面以上内墙的抹灰工程。
粉煤灰砂浆包括：a.粉煤灰砂浆粉。粉煤灰砂浆粉是一种以粉煤灰为主要原料，配以适量的生石灰、生石膏、晶坯制成的，广泛用于建筑砂浆的建筑胶凝材料。其主要功能是代替石灰和节约水泥，是一个技术成熟，投资省、效益好的大宗利用粉煤灰的项目。b.双灰粉砂浆。双灰粉砂浆是一种在粉煤灰中参入适量生石灰共同磨细而成的一种水硬性胶凝材料。用它代替石灰膏可配制成各种不同标号的砌筑砂浆和抹灰砂浆。双灰粉砂浆均质性好，和易性好，着面力强，适应性强，便于施工，可保证工程质量。应用双灰粉配制砂浆，不仅可节约大量的水泥、石灰，降低砂浆造价，经济效益显著，而且能综合利用大量的粉煤灰，有明显的社会效益和环境效益。c.双粉砂浆。双粉砂浆是用粉煤灰代替部分胶凝材料和细集料，用石粉代替部分或全部砂子，与水泥、石灰一起制成的粉煤灰、石粉砂浆（简称“双粉砂浆”）。双粉砂浆中的粉煤灰为工业废料，石粉一般为下脚料。
2.4.11 微晶玻璃
微晶玻璃是一种高档装饰材料，主要用于外墙和地面的装饰。它以硅质材料（粉煤灰、砂、黏土等）为主要原料，适当添加长石粉、石灰石粉、着色剂、添加剂等辅助材料，经配料、熔融、水淬、筛分、装料成型、烧结、剖光等工序制成（见图2-39）。
图2-39 微晶玻璃制备工艺流程
微晶玻璃具有很高的强度，良好的耐磨性、耐腐蚀性、吸水率低、热膨胀系数低，不退色，抗风化能力强。其强度和耐久性指标高于陶瓷和天然石材。微晶玻璃色泽纯正、质地均匀，光泽度高、耐污染性好，比天然石材具有更好的整体装饰效果。微晶玻璃可以加工成弧形，因此可用于圆柱等表面的装饰；由于其耐磨、耐腐蚀性好，可用于化工厂、冶炼厂有腐蚀性介质存在的工业建筑地面装饰。
生产微晶玻璃主要有两种工艺：一种为熔融压延工艺，另一种为水淬烧结工艺。前苏联曾采用熔融压延工艺生产微晶玻璃，这种工艺投资大，工艺难度也较大，较少采用。日本主要采用水淬烧结工艺，该工艺技术成熟，产品质量稳定，投资相对较少，我国现有企业基本都采用水淬烧结工艺。