• 第三阶段, Ca2+扩散到粉煤灰颗粒内部, 与内部的活性 SiO2、Al2O3发生水化反应。由于Ca2+扩散损耗了部分 能量, 因而反应速率较第一阶段有减小。
• 粉煤灰中虽然含有大量的铝硅酸盐玻璃体, 但 是其中[SiO4]4- 聚合度很高, 结构致密, 化学性 质稳定, 其火山灰活性大部分是潜在的, 活性发 挥的速度非常缓慢。 有资料显示, 粉煤灰∶Ca (OH )2= 3∶1的体系, 7 d 反应程度只有1.5%~ 3% , 180 d 反应程度只有7%~ 20%. 经过1 a 水化的粉煤灰水泥,粉煤灰颗粒也只有1/3 参加 了水化。 因此, 必须加以激发, 才能充分发挥 粉煤灰的潜在活性。粉煤灰活性的激发常用的 方法有物理激发、化学激发和高温激发等方法。
• 粉煤灰的化学活性来源于玻璃态的颗粒(多孔玻 璃体和玻璃珠) 中可溶性的SiO2、Al2O3 等活性 组分, 活性SiO2、Al2O3在有水存在时, 可以与 Ca(OH)2 反应, 生成水化硅酸钙(C—S—H) 和水 化硅酸铝(A —S—H) :
mCa(OH)2+SiO2+nH2O→mCaO·SiO2· 2O nH mCa(OH)2+Al2O3+nH2O→mCaO·Al2O3· 2O nH
• 粉煤灰与水泥相比,“先天性缺钙”, 其中CaO 含量一般小于10% , 而后者却超过60%. Ca2+ 是形成胶凝性水化物的必要条件, 所以在所有 的激发方法中, 首先必须提供充足的Ca2+ 。
粉煤灰-石灰-水系统的反应可以用类似“缩核”反应的 模型来描述:
• 第一阶段, 表面接触反应. 粉煤灰颗粒表面的活性SiO2、 Al2O3 溶出, 与来自Ca (OH)2 的Ca2+ 在颗粒表面发生 水化反应, 形成水化层, 水化层将粉煤灰颗粒包裹起来, 阻止进一步反应。 • 第二阶段, 体系溶液中的Ca2+吸收能量,扩散穿过水 化层. 这一阶段反应速率主要受Ca2+ 的扩散速率影响。 影响Ca2+扩散速率的因素有反应环境的温度、表层水 化物的结构以及形态和粉煤灰自身的物理化学性能。