今天小编给大家找来了《粉煤灰应用现状探讨论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。摘要：火力发电厂燃烧煤炭发电后产生了大量的粉煤灰，对环境造成了严重的影响。粉煤灰的综合利用既能提高粉煤灰的利用价值，又能减少环境污染。因此，不断拓展火电厂粉煤灰高技术利用的深度和广度，提高粉煤灰的综合利用率是工业生产中亟需解决的问题。
粉煤灰应用现状探讨论文 篇1：
粉煤灰品质鉴别方法与质量控制对策探讨
摘要：调研了大量快速有效的方法，主要通过技术并辅以管理手段对粉煤灰品质进行鉴别。当一种方法无法对粉煤灰的品质进行有效鉴别时，可联合采用两种或以上的方法，来提高鉴别的准确率。一些鉴别手段由于没有标准支持，在实际使用过程中，各方可能无法达到一致认同。粉煤灰资源供应的紧张形势在今后可能长期存在，提出了相关建议。
关键词：粉煤灰;品质;鉴别;对策;探讨
1 引言
粉煤灰是从电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末，粒径大约在1-50μm微细球状颗粒，表面光滑，主要活性成分是SiO2、Al2O3，做为重要的建筑材料，已广泛应用于公路、铁路、房建、海工等工程项目中。为规范粉煤灰的生产及使用，国家、地方和行业都制定了较多的标准规范，现行的有GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》、GB/T 50146-2014《粉煤灰混凝土应用技术规范》、DB31/T 932-2015《粉煤灰在混凝土中应用技术规程》、JC/T 409-2016《硅酸盐建筑制品用粉煤灰》、DL/T 5055-2007《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》等。粉煤灰的大量使用节约了自然资源，保护了生态环境，提高了经济效益。
2 粉煤灰应用现状
在取得一系列社会效益和经济效益的同时，由于国家环保政策的调整，以及我国南北方火电分布不均匀，随着大量基建工程的建设和推进，粉煤灰的供需在一定程度上出现了不平衡，这种矛盾在南方地区尤为凸显，于是，一些地方出现了以次充好的劣质粉煤灰，甚至产生了假粉煤灰的产业制造链条，一旦大量的劣质灰和假灰流入到施工现场，将给工程实体造成了极大的质量风险。
3 品质鉴别方法与对策
粉煤灰的品质，通常采用标准规范规定的检测方法进行判定，如45μm方孔筛筛余、烧失量、需水量比等，但由于制假技术的升级，常规检测对粉煤灰品质的鉴别已经出现了瓶颈，因此总结出一套有效的、针对性强的方法，应用于粉煤灰品质的鉴别，来提升和丰富质量管控人员的判别手段，已迫在眉睫。通过调研，目前可用于粉煤灰品质鉴别的方法与对策，可分为指标类、观察类和源头把控类。
3.1指标类
现行规范中已规定了一些较实用的试验方法，或通过其他非标准方法得到的试验数据，将这些测定结果与标准值或经验值进行比对后，可对粉煤灰的品质进行鉴别。相关的指标类方法大致有以下几种：
3.1.1活性指数
也称为强度活性指数，指试验胶砂与对比胶砂在规定龄期的抗压强度之比，通常检测28d的活性指数，当活性指数<70%时，可认为粉煤灰品质不佳或假粉煤灰[1]。这是由于，一些劣质粉煤灰或假粉煤灰由于活性成份二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）和氧化铁（Fe2O3）含量不足，或摻入了没有水硬性且不参与后期二次水化的惰性材料，如石灰石粉、砖粉等，因此在进行活性指数检测时，数值偏低。该方法适用范围广，可以定性鉴别劣质灰或假灰。但因28d检测结果用时过长，难以在短时间内得出结论，故已有相关学者通过试验研究，得到了较快速的活性指数测定方法[2][3]，大大提高了检测效率。
3.1.2矿物成份分析
一般认为，粉煤灰的主要成份为二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）和氧化铁（Fe2O3），当三种成份总含量在70%以上时，为真粉煤灰。通过化学分析试验方法或使用电子扫描能谱分析[4][5]，得到目标矿物成份及含量后与标准值进行比较，从而得出粉煤灰品质。该法准确度高，但试验步骤复杂，或设备昂贵，不容易掌握并在基层实施。
3.1.3需水量比
按GB/T2419测定试验胶砂和对比胶砂的流动度，二者的流动度达到145～155mm的范围时，加水量之比即为粉煤灰的需水量比。优质粉煤灰因经过高温燃烧，其颗粒中含有较多表面光滑的玻璃态微珠，但等量替代部分水泥时，试验胶砂的用水量几乎不增加甚至略有减少，因此当测得的需水量比较大时，基本可以判定为劣质灰或假灰。但也存在假灰的需水比满足要求的情况，因此，该方法的使用，需要结合其他检测方法进行综合判定。
3.1.4密度
不同材料的密度是有差异的。GB/T 1596-2017规定，粉煤灰的密度≤2.60g/cm3;根据实践经验，粉煤灰的密度大约在2.20～2.30g/cm3之间，而石灰石粉的密度大约为2.70g/cm3，若实测的粉煤灰密度接近2.70g/cm3或更高，则可能是采用石灰石粉或其他材料冒充了粉煤灰，因此可以从密度指标上进行真假灰的鉴别。
3.2观察类
有一类方法并不能测得试验数据，鉴别的主要依据是通过观察外观形貌、有无异味等观感特征，可称为观察类方法。这类方法都是从真假灰或劣质灰的某一特性出发，符合该特性即可进行品质鉴别。
3.2.1显微镜法
在100-500倍的普通显微镜下，粉煤灰中的玻璃态微珠清晰可见，这是真粉煤灰的重要标志，并且视野中的玻璃微珠越多，粉煤灰的品质越高。当观察不到或只有极少的玻璃微珠时，可以鉴别该粉煤灰为假灰或劣质灰。该鉴别方法投入少，操作简单，检测用时短，适合广泛推广。但局限性也非常明显，即遇到半真半假的粉煤灰时，无法进行准确定性。
3.2.2酸性溶液联合显微镜法
粉煤灰中掺入石灰石粉，或全部用石灰石粉冒充粉煤灰时，可通过将稀盐酸滴在待测粉煤灰样品上观察是否有气泡产生，若有则为假粉煤灰;若无，则再加入无水乙醇并超声分散，用透射光生物显微镜观察，若视野中大于80%的观察面为尺寸大小不一的圆形颗粒，则为优质粉煤灰;若视野中50～80%的观察面为尺寸大小不一的圆形颗粒，则为普通粉煤灰;若视野中20～50%的观察面为尺寸大小不一的圆形颗粒，则为掺加了其他材质的假粉煤灰;若该圆形颗粒尺寸较均齐，则为磨细粉煤灰;若全部为非圆形颗粒，则为其他材质组成的假粉煤灰[6]。
3.2.3碱性溶液法
将粉煤灰和碱性溶液混合时（碱性溶液可通过在水中添加NaOH、水泥或其他碱性物质得到），若能嗅到刺鼻的氨气味，则是粉煤灰在脱氮工艺过程中残留了过量的氨（俗成脱销灰），遇到碱性溶液后，生成了一定量的氨气并释放出来[7]。若将这种粉煤灰使用在混凝土生产中，则会造成含气量的异常增加，因此，通过该方法可以发现和排除脱销灰。
3.2.4受潮后状态
粉煤灰是非水硬性材料，受潮后会结团但不结块、不发硬。将粉煤灰放入浅盘中并置于潮湿的空气中暴露2～3d，若粉煤灰发硬基本可以证实是脱硫粉煤灰，原因是脱硫粉煤灰中含有脱水石膏（即无水石膏），遇水反应后变为具有强度的二水石膏（CaSO4-2H2O），故可用此方法排除脱硫灰。
3.2.5悬浮液法
电厂发电用煤在燃烧时，需要加入助燃剂，或煤在燃烧过程中可能会产生一些油性物质，附着在粉煤灰上，这种粉煤灰称为浮黑灰，掺加到混凝土中后，其外观会发黑发亮，导致砼颜色异常。通常可采用将粉煤灰加入到一定量的水中，经搅拌后，表层若有黑色漂浮物或黑色泡沫出现，则该粉煤灰为浮黑灰。少量出现则正常，一般不影响使用，若黑色物质较多时则要引起重视。
3.2.6PH試纸法
正常的粉煤灰中几乎不含有溶于水的酸碱性物质，其与水混合后的悬浮液应是中性的，若用PH试纸测得的悬浮液为酸性或碱性，则粉煤灰中一定含有特别的物质，导致了酸碱度及自身品质的改变，这种粉煤灰一旦用于混凝土中，将会引起混凝土凝结时间的异常变化，甚至对强度、体积安定性等其他性能造成严重影响。
3.3源头把控类
采用信息化的手段，对粉煤灰运输车辆进行追踪定位，只要运动轨迹在指定的粉煤灰生产厂---拌和站两点间活动，并未途径其他可疑地点，可视为轨迹正常，材料来源符合要求。
也可采用驻厂建造的方法，对每一出厂运输车辆进行铅封、登记，到达拌和站后对铅封和车辆信息进行核实，也可做为一种保证粉煤灰来源可靠的手段。
4 结语
（1）通过技术并辅以管理手段对粉煤灰品质进行鉴别，保证了材料来源及质量，降低了工程建设风险。
（2）当一种方法无法对粉煤灰的品质进行有效鉴别时，可联合采用两种或以上的方法，来提高鉴别的准确率。
（3）一些鉴别手段由于没有标准支持，在实际使用过程中，各方可能无法达到一致认同;还有一些鉴别手段的严谨程度可能也值得商榷，仅供讨论和参考。
（4）粉煤灰资源供应的紧张形势在今后可能长期存在，在不影响混凝土性能的情况下，允许在粉煤灰中掺加一定比例的惰性材料，在“堵”假粉煤灰漏洞的同时，也不失为一种“疏”的方法，来缓解资源的紧张局面。
参考文献
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作者简介：张然然（1983～），女，本科，研究方向：材料及混凝土。
通讯作者：张立勃（1984～），男，本科，研究方向：材料及混凝土。
作者：张然然 张立勃
粉煤灰应用现状探讨论文 篇2：
火电厂粉煤灰的综合利用
摘 要：火力发电厂燃烧煤炭发电后产生了大量的粉煤灰，对环境造成了严重的影响。粉煤灰的综合利用既能提高粉煤灰的利用价值，又能减少环境污染。因此，不断拓展火电厂粉煤灰高技术利用的深度和广度，提高粉煤灰的综合利用率是工业生产中亟需解决的问题。鉴于此，笔者就火电厂粉煤灰的产生，火电厂粉煤灰的利用途径，并提出了一些火电厂粉煤灰利用中的问题及解决策略，希望能够通过拓宽粉煤灰的利用途径，来提高煤炭的重复利用率，减少火力发电厂造成的环境污染。
关键词：火力发电厂 粉煤灰 利用途径
粉煤灰就是火力发电厂燃烧煤炭产生的工业废渣。现阶段，我国广泛应用火力发电厂进行发电，同时也产生了大量的粉煤灰，对环境造成了一定的破坏。因此，研究并探讨粉煤灰的综合利用具有重要的现实意义。
一、火电厂粉煤灰的产生
粉煤灰的主要成分是二氧化硅和三氧化二铝，其，中三氧化二铝和二氧化硅含量高达70%以上，还有部分铁、镁、钙、纳、钾等的氧化物，同时还含有少量的微量元素。粉煤灰是在煤粉炉中经过1100-1500℃的高温悬浮燃烧的煤粉产生的，由于原煤中的黏土矿物质不能被燃烧而发生融化、氧化等变化，急速冷却受表面张力所形成的细小液滴，然后形成1-50nm粒径的球形颗粒。从粉煤炉中在外部风力的作用下，经过除尘器（现主要是电器除尘器）收集得到的球形颗粒和不规则粉尘，最后排放至储灰场储存。
二、火电厂粉煤灰的利用途径
1.充填路基。粉煤灰最初的利用形式为路面材料、填充路基、回填矿井。粉煤灰中含有骨料，形成的板块坚硬，具有高强度、不翻浆、水稳定性好、抗冻稳定性好的优点。从目前对粉煤灰的应用来看，填充路基的每千米用灰可达2000t以上，而且可以降低20%-30%工程费用和共产维护费用。
2.制造水泥。用粉煤灰代替10%的黏土作为水泥的生产原料，能够减少黏土的使用量，节约成本。粉煤灰还可以作为水泥的混合材料，加入10%的粉煤灰可以生产硅酸盐水泥，加入20%-40%的粉煤灰可以生产粉煤灰水泥。通过粉煤灰生产的粉煤水泥，具有较好的耐磨、耐水性能。在气硬性石灰中混入部分粉煤灰，加水后硬化，可使其具有一定活性。利用粉煤灰生产水泥，不仅可以提高粉煤灰的价值，提高水泥产量，还可以减少粉煤灰对环境的污染。
3.制造烧结砖。如果用粉煤灰黏土烧结砖代替传统的黏土砖，不仅能够节约黏土资源，提高粉煤灰的利用率，而且可以降低生产成本。粉煤灰黏土烧结砖中粉煤灰的掺量约为20%-50%之间，根据测量估算，大约每万块掺量为40%的粉煤灰砖可降低成本20元左右。掺有粉煤灰的粉煤灰黏土烧结砖具有吃灰量大、质量轻、产品性能好、外观美观、施工便利的优点。
4.制造混凝土掺合料。粉煤灰在混凝土和砂浆的掺和料中的应用，主要为泵送混凝土、大体积混凝土和灌浆材料等，其中粉煤灰的掺量高达20%以上。粉煤灰作为混凝土和砂浆的掺和料，能够节省水泥，并且可以提高混凝土的抗渗性，降低水化热。尤其对抗渗、降低水化热（大体积浇筑块）要求高的水库大坝等地方，必须掺和一定量的（二级）粉煤灰。如：三峡大坝的施工就使用了安徽平圩发电公司等几家电厂生产的二级粉煤灰。
5.农业利用。在农业上粉煤灰有以下三种用途：①作为农作物所需的肥料，向粉煤灰中加入營养成分后生产的复合肥可以为农作物增加营养成分，对粉煤灰磁化处理后生产的磁化肥可以促进植物吸收土壤中的营养成分；②改善土壤的酸性；③将排灰场用泥土回填当做耕地，种植农作物，不影响作物的食用部分。
6.再回收。玻璃珠是煤粉在燃烧后，经急剧冷却后形成的空心玻璃微珠，由于它具有质轻、耐腐蚀、隔热和强度高等优点，将其作为不饱和聚落树脂玻璃缸的填充材料，制作出的玻璃钢制品比滑石粉和改性瓷土制作的耐腐蚀性更高，可以选择风力分选、浮选、溜槽等物理方法进行玻璃微珠的回收。其次，可以通过各种化学反应对粉煤灰中的铁、铝、硅、银等金属元素进行提取，增加粉煤灰的利用途径。
三、火电厂粉煤灰利用中的问题及策略
1.供需双方协调方面。供应方和需求方达不到一致的要求，使得粉煤灰综合利用受到影响。在没有明确粉煤灰的用途时，粉煤灰生产企业将粉煤灰的排放看作是一种负担，粉煤灰有了用途后，企业却又大幅提高粉煤灰的价格；其次，用灰企业认为使用粉煤灰是减轻企业排放粉煤灰的负担，供灰企业不应过高要求粉煤灰的价格。再次，火力发电厂企业的粉煤灰夏季生产量大，而对粉煤灰需求较大的水泥厂却因夏季雨量大，阻滞水泥生产，对粉煤灰的需求不大，从而导致供求双方的时间不协调，不利于粉煤灰的综合利用。为协调双方的供求关系，政府部门虽然对粉煤灰综合利用的企业（利用粉煤灰达到一定比例的产品）在税收上给予减免，甚至对粉煤灰使用企业实施财政返税、补贴政策。但对粉煤灰经销单位没有给予适当的税收优惠，使粉煤灰综合利用的管道不十分畅通。如果对经销单位采取0税率，相信这将极大提高发电厂销售和二级经销商们的销售积极性。此外，相关部门还要严厉处罚不合理利用的单位，特别是造成污染的单位和个人。通过政府的宏观调控，使得粉煤灰可以得到充分利用。
2.技术开发和应用方面。随着科技的发展，粉煤灰综合利用已经取得了很大进步，但是粉煤灰技术成熟度不高，没有稳定的可操作性和工艺重复性。此外，对粉煤灰综合利用的技术开发投资较大，使得不少企业望而却步，因此粉煤灰综合利用的技术含量不高，降低了粉煤灰的利用率。相关部门应加大对粉煤灰综合利用的宣传力度，提高粉煤灰的综合利用技术，如提高制造水泥的技术，提高化肥的制造技术，提高粉煤灰重金属元素含量的技术等，通过积极拓展粉煤灰利用途径，降低粉煤灰综合利用的成本。
3.政策支持方面。粉煤灰的综合利用不仅与企业的利益有关，还牵涉到市政、环保、税务等部门，由于政策的支持不足，使得粉煤灰的综合利用在一定程度上受到了影响。因为粉煤灰综合利用具有投入高、投入期长和显效慢的特点，造成了粉煤灰综合利用发展缓慢的现象。虽然我国为支持粉煤灰综合利用提出了一系列的减税、降低利率政策，但受到各方利益的影响，政府出台的政策没有贯彻落实，企业积极性受挫。如，上世纪九十年代起家要求减少黏土砖的生产使用，不少地方为之也纷纷出台政策，然而由于执行不力，时至今日在中西部地区仍还是大量使用黏土砖。为更好地鼓励粉煤灰综合利用，政府部门应采取立法手段，明确相关部门的责任，通过立法的方式促进粉煤灰的合理利用，使粉煤灰利用可以稳定健康地发展。政府部门还应大力宣传粉煤灰综合利用的重要性，采取经济手段鼓励和支持粉煤灰综合利用。
四、结语
提高火力发电厂粉煤灰的综合利用率，是我国工业生产中亟需解决的问题。现阶段，我国具有的粉煤灰综合利用途径为填充路基、制造水泥、制造肥料、制造混凝土掺和料等，在此基础上，相关专业人员应积极拓展粉煤灰综合利用途径，提高粉煤灰的综合利用技术，从而实现资源的重复利用，减少粉煤灰对环境造成的污染。
参考文献：
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作者：许鸿飞
粉煤灰应用现状探讨论文 篇3：
粉煤灰用于摩擦材料的可行性探讨
摘要：粉煤灰是燃煤电厂排放的废弃物，会带来环境污染、水质污染及堆积占地等问题。合理有效地利用粉煤灰，不仅能改善其对环境的污染问题，而且可以实现废物二次利用，带来非常可观的经济效益。本文主要通过粉煤灰的特性分析、粉煤灰作为摩擦材料组分的实验研究及成本分析等多方面，说明粉煤灰作为摩擦材料的组分是可行的，能达到改善环境和综合利用我国粉煤灰资源的目的。
关键词：粉煤灰 摩擦材料 摩擦磨损
0 引言
在现存的工业材料中，有一种在化学成分上为硅铝质、在矿物相上为硅酸盐相、在性能方面具有作为摩擦材料潜质的工业废渣——粉煤灰。粉煤灰为火力发电厂的工业废渣。据统计，目前我国粉煤灰累计堆存量达8亿吨，年排放量约1.6亿吨。随着我国发电规模的不断扩大，粉煤灰的产量逐年增加，且产量巨大，估计到2020年，我国粉煤灰的年排放量将达到目前年排放量的3倍左右，加上目前已有存量，总堆存量将达到30多亿吨[1-2]。粉煤灰的储存大量占用了土地和山峦，管护不当还会严重污染环境，影响人们日常生产生活。粉煤灰露天堆放，造成空气含尘量增高，遇雨天易流动和塌漏，破坏植被，土地退化，地面水和地下水源受到污染，无论是风天扬尘、还是雨天冲刷，危害极大。如何大量利用粉煤灰，趋利避害，变废物为资源，保护环境就成为我们急待探讨解决的重点问题。
目前，国家每年都投入了大量的人力财力来维护工业废渣粉煤灰，并将粉煤灰综合利用技术列为重点推广应用的十项新技术之一。作为一种资源，约40%的粉煤灰已被用于水泥的混合材、路基、墙板、烧结砖等，但粉煤灰的利用方面还存在很多问题。一是粉煤灰的利用量远远小于产生量，库存不断增加。规划中的燃煤电厂若如期建成，粉煤灰产生量将在现有基础上增加三倍。二是粉煤灰综合利用渠道狭窄，仅局限于生产建材产品和回填，利用量少。据统计资料表明：欧美一些国家粉煤灰资源利用率较高，如荷兰粉煤灰的利用率为100%，法国为75%，德国为65%。而我国粉煤灰的利用率虽然由1989年的24%增加到了40%，但相比之下我国粉煤灰的利用率仍较低。三是利用粉煤灰生产建材产品企业规模普遍较小，设备、技术落后，产品质量没有保证，粉煤灰利用量低。四是人們普遍对粉煤灰大量排放将带来的严重危害认识不足，缺乏积极综合利用意识。针对这些问题，加强工业废渣粉煤灰资源化、生态化、高附加值化研究，也是相关研究工作者面临的急不可待之事。
在已开展的国内外相关研究中，粉煤灰主要用于水泥混合材及混凝土掺合料，并已得到了广泛应用。在这方面的研究中，主要是利用它具有潜在的火山灰活性。值得关注的是，粉煤灰不仅含有丰富的有用成分，更重要的是其具有一些特殊的功能特性（如摩擦学特性），根据这些特性考察新的研究方向、开发更有价值的利用途径——工业废渣粉煤灰高附加值化研究，已成为现在粉煤灰资源化发展的主导思想。
1 可行性分析
1.1 从粉煤灰的结构及性质方面分析 一般地，粉煤灰呈灰褐色，外观类似水泥，粉煤灰颗粒为球形或微珠状，直径在1μm～200μm之间，比表面积大，表面疏松多孔[3，4]，具有一定的吸附特性[5]。粉煤灰是燃煤电厂的副产物，其主要含有SiO2、A12O3、Fe2O3（粉煤灰的主要化学成分见表1[6]），这些成分均为现有摩擦材料中的主要组分材料，这样看来粉煤灰具有作为摩擦材料组分的潜质。粉煤灰具有均匀的物相组成及稳定的工程特性，它是经过1200℃的高温煅烧而形成的。因此，它作为摩擦组分应该会具有良好的热稳定性。与常见摩擦材料中的金属组分相比，粉煤灰具有很低的密度（2000～3000kg/m3），若可用于生产摩擦材料，制得的产品质量较轻。粉煤灰还具有高的比热（约800KJ/Kg·K），这个特性可望能贮存刹车片或离合器面片在使用时的摩擦热，从而避免其过热。粉煤灰的这些特性，使其可望成为摩擦材料的组分材料。因此，用粉煤灰作为摩擦材料的组分具有技术可行性。
1.2 从制动车的发展对摩擦材料的性能要求分析 随着科学技术的发展，人们对交通运输工具和动力机械的速度、负荷和安全性要求越来越高。制动车的安全性能关系到人民生命与财产安全。而摩擦材料是制动车刹车、离合器的关键材料。重载、高速行驶、制动频繁的运载工具，以及使用环境恶劣的装甲车、坦克、直升机等，都对响应快、摩擦因数足够高而稳定、抗热衰退性能良好、质量轻、寿命长和环境适应性强的高性能摩擦材料提出了迫切的需求，要求其具有合适稳定的摩擦系数、较低的磨损和较高的爆裂强度、良好的结合平稳性和舒适性、不擦伤对偶材料、无噪声、低成本、低污染等[7]。因此，开展环保、高性能、低成本制动车摩擦材料的研究具有重要的意义。
1.3 从加速区域经济发展的角度考虑 汽车制造业是我国的重大产业之一，就江苏省盐城市来看，汽车制造及相关产业是盐城市的龙头产业，地处盐城市城区的江苏威特集团有限公司是中国最大的汽车摩擦制动材料生产企业，年销售额2.5亿元，创利税近3000万元，出口创汇1000万美元。但与国外先进企业相比，我国在摩擦材料的制备技术、产品质量及生产成本方面尚存在很大差距。
在国内外摩擦材料竞争十分激烈的情况下，开展环保高性能摩擦材料的研究迫在眉睫，这将有助于提高企业的核心技术竞争力和参与国际市场竞争力，进一步缩短和国外同行企业间的技术差距，并与盐城市主导产业——汽车制造业相呼应，壮大汽车制造产业圈。在国内、乃至国际上形成区域性特色产业群，加速区域经济的发展。
1.4 从具体的试验研究和经济效益分析 根据初步试验研究结果发现，粉煤灰可作为摩擦材料的主要组分。表2中1#配方是一种常见的商用摩擦材料配方，若保持1#配方中各组分比例不变，添加30%粉煤灰进入组分得到2#。两种摩擦材料的摩擦磨损性能测试结果见图1。
图1（a）和（b）分别是添加粉煤灰前后的两种摩擦材料摩擦系数和磨损率随着温度的变化情况。由图可见，整个温度升高过程中，1#不含粉煤灰试样的摩擦系数曲线波动较大，高温下出现明显的“热衰退”现象，且磨损也非常严重。而2#试样在整个温度升高过程中摩擦系数变化平稳，基本都在0.4左右，磨损率较低。可见，添加粉煤灰能提高并稳定树脂基摩擦材料的摩擦系数，降低磨损率，从而有效改善其摩擦磨损性能。
从上面分析发现，粉煤灰在性能方面完全满足摩擦材料的要求，是非常好的摩擦材料改性剂。且粉煤灰价格低廉，仅约50元/吨左右，同现有摩擦材料中其它价格高达几万元/吨的组分相比，具有无法比拟的价格优势。若按表2中1#配方配1吨的料子，那么不含粉煤灰时需要8952.0元，若添加10%的粉煤灰时，成本就降为8061.8元，每吨节约近890.2元；同样若添加30%的废渣粉煤灰，成本降为6281.4元，每吨配料就可以节约成本2670.6元。若江苏威特集团有限公司的离合器面片及刹车片等摩擦材料，用30%粉煤灰替代原有材料，预计可实现新增利润1600万元。就全国摩擦材料的生产厂家而言，带来的经济效益将更为可观。因此，用工业废渣粉煤灰增强摩擦材料具有重要的研究和应用价值。
1.5 满足国家新材料发展需求 《国家“十一五”科学技术发展规划》中将“重点研究开发材料清洁生产技术、高效低耗制备技术、材料与生态环境协调技术，加强在材料设计、制备与加工、应用及回收等产品全生命周期中的技术集成与应用，形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺，发展综合性能高，资源消耗少，环境负荷低的重大材料产品及相关工艺技术”作为重点科技任务。本研究将以循环经济为理念，以新型矿物纤维、超细及纳米粉体材料改性为手段，以制备生态友好型高性能摩擦材料为研究目标，符合我国长期科技发展规划纲要精神及前瞻性研究的方向领域。
2 粉煤灰作为添加剂必须注意的问题
粉煤灰可以作为摩擦材料改性剂，但在使用过程中应注意：
2.1 选择以无机质粉煤灰代替部分有机物作为摩擦材料主要组分，通过改性，不仅使粉煤灰具有填料的功能，还具有能形成功能良好的摩擦层和结构稳定的摩擦材料，研究无机质粉煤灰作为摩擦材料主要组分时的摩擦摩损机理，建立摩擦摩损模型。
2.2 注意选取合适的粉煤灰添加量。过多，则会导致整个体系的粘结性能下降，产品强度过低，质量变差。过少，对摩擦材料的增强效果不明显。
2.3 尽量减少有机粘结剂的含量，并通过提高成型压力和热处理温度来提高摩擦材料性能，减弱摩擦材料对树脂粘接作用的完全依赖，促使树脂由结构功能元素变成了工艺介质元素，以减少离合器面片的高溫热衰退。
2.4 粉煤灰增强树脂基摩擦材料的研究还涉及到无机材料的摩擦特性、有机-无机的界面复合、材料微结构与摩擦性能的关系等科学问题。
3 结论
对于粉煤灰，采用合理掺量，使用粉煤灰增强摩擦材料是完全可行的。这样不仅可以大大降低摩擦材料的生产成本，协助燃煤电厂等产粉煤灰的相关企业解决了粉煤灰储存难的老问题，给燃煤电厂和摩擦材料企业带来双赢的效果，取得巨大的经济效益，而且避免了资源浪费和环境污染，有着重大的社会意义。这是非常值得推广的好事。
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基金项目：江苏高校自然科学重大基础研究项目(08KJA43009)；江苏省生态环境材料重点实验室开放基金资助项目(XKY2007011)。
作者：王占红 侯贵华 唐正生 王宏亮