_粉煤灰活性激发剂的试验研究

低品质粉煤灰的活性激发研究孙福凯1井敏1刘萌萌2李杨1刘静宇1(1.山东建筑大学材料科学与工程学院，山东济南250101；2.山东省产品质量检验研究院，山东济南250102）摘要：通过物理球磨和化学激发剂两种不同方法对本地电厂的一种低品质粉煤灰进行活性激发。

试验结果表明：低品质粉煤灰强度活性指数随球磨时间增加而提高。

硫酸钠、氢氧化钙和氯化钙三种化学激发剂对粉煤灰都有激发作用，其中氢氧化钙激发效果最佳，掺量为10%时强度活性指数可达到75.73%。

关键词：粉煤灰；物理球磨；化学激发剂；强度活性指数Study on activation of low quality fly ashSUN Fu-kai JING Min LIU Meng-meng LI Yang LIU Jing-yuAbstract:Physical milling and chemical activator are used to activate a low quality fly ash in a local power plant. The test results show that the strength activity index of low quality fly ash increases with increasing ball milling time.Sodium sulfate,calcium hydroxide and calcium chloride,these three kinds of chemical activators all have the effect of stimulating fly ash.Among them,calcium hydroxide has the best excitation effect.When the content is 10%,the strength activity index can reach75.73%.Key Words:fly ash,physical ball milling,chemical activator,strength activity index1前言我国是一个产煤大国、用煤大国，大量煤炭被用于电力生产，燃煤发电过程中会产生一种极轻的飞灰样固体废弃物，被称为粉煤灰。

粉煤灰的活性研究及进展论文粉煤灰的活性研究及进展摘要本文介绍了粉煤灰活性研究的进展，分析了粉煤灰的测定方法、活性的表现以及影响机理的相关研究。

粉煤灰是由水泥工业生产过程中形成的一种粉尘，其有效成分含量低，但有较高的氯离子含量，因此具有较强的活性特性。

本文介绍了对粉煤灰的活性特性的评价方法，包括热分析、重金属吸附实验、pH测定法以及X射线衍射分析等。

分析了粉煤灰活性影响因素，如氧化法、水热分解法、抗压法、高温处理法等。

本文综述了常见的粉煤灰利用技术，包括吸附剂的制备以及在水污染控制中的应用。

对未来粉煤灰活性研究及应用进展的展望也进行了讨论。

关键词：粉煤灰；活性；评价；技术1.绪论粉煤灰（简称PM棋牌）是水泥工业生产过程中形成的粉尘，其中含有大量的来源可持续的无机物，具有较低的有效成分含量和较高的氯离子含量，因此具有较强的活性特性。

PM棋牌的活性对于涉及活性物质的环境问题起着重要作用，特别是在水污染控制中的应用，因此，对粉煤灰的活性研究具有重要的意义。

2.粉煤灰的活性测定方法2.1 热分析热分析是运用热分析实验去评价活性物质性质的常用方法，能够较好的反映活性物质分解温度及活性期熔点等指标。

常见的热分析仪器有热重分析仪（TGA）、差热分析仪（DSC）、热悬浮仪（SFC）和热流通分析仪（HFA）。

2.2 重金属吸附实验重金属吸附实验法可以测定水溶液中的重金属离子，以及离子的吸附性能，是衡量水质中活性成分的一种便捷方法。

根据实验结果计算出的重金属吸附动力学和吸附热化学参数能够指导水质治理策略。

2.3 pH测定法pH是指溶液的酸碱度，也可以用来衡量水溶液中活性物质的含量。

pH值变化大的水溶液更容易吸附活性物质，因此使用pH测定法可以测量不同活性物质对粉煤灰的吸附性能。

2.4 X射线衍射分析（XRD）X射线衍射仪可以用来鉴定晶体的形状、结构和晶体组分，用来识别活性物质的分子构成。

X射线衍射分析用来检测粉煤灰中活性物质组成和数量，以及吸收特性，进而评价活性物质的影响程度。

碱对粉煤灰活性激发的研究
由于粉煤灰具有优异的物理力学性能和化学稳定性，目前已被广泛应用于建筑领域，如外墙保温材料、墙面抹灰、抗裂线和抗冻抗渗剂类的混凝土以及砌块的防水层等。

但是，直接使用粉煤灰砂作为混凝土砌块的一部分，往往受到一定的限制，因为它无法获得足够的刚度和强度。

为了解决这一问题，科学家们研究了碱对粉煤灰活性激发的效果，也就是可以增加粉煤灰的刚度和强度。

实验表明，当添加少量碱时，则可以有效地激发粉煤灰的活性，其表现为增加粉煤灰的比表面积，并使其变得更加细腻，从而有效地改善堵塞效果，提高混凝土的力学性能。

实验结果表明，添加碱，尤其是高浓度的氢氧化铝或氯化钠，可以显著改善粉煤灰在混凝土中的刚度和强度。

此外，添加一定量的碱后，可以降低混凝土的收缩率，帮助提高混凝土的耐久性。

同时，为了优化粉煤灰活性激发的效果，研究人员进行了优化，即优化添加碱的剂量。

结果表明，当碱量为0.8%时，粉煤灰的表面比表面积较高，使其具有更高的比表面积，从而改善粉煤灰的堵塞能力，有助于提高混凝土的抗压强度和可塑性强度。

毫无疑问，碱对粉煤灰活性的激发有效地改善了粉煤灰的外观、性能和抗压强度，为混凝土的应用提供了可行选择。

但是，碱对环境的影响也是不容忽视的，因此在使用时应注意控制碱的使用量，以免造成环境污染。

总之，碱对粉煤灰活性激发的研究表明，适当添加碱可以提高粉煤灰的比表面积，改善粉煤灰的堵塞效果，优化粉煤灰的性能，从而满足混凝土领域的应用要求。

·建筑材料及应用·文章编号:1009-6825(2009)28-0145-03粉煤灰的活性激发方法与技术研究收稿日期:2009-05-05作者简介:陶宇燕(1984-),女,南华大学城市建设学院硕士研究生,湖南衡阳　421001柯国军(1964-),男,硕士生导师,教授,南华大学城市建设学院,湖南衡阳　421001陶宇燕　柯国军摘　要:介绍了粉煤灰的研究现状、活性来源及其活性激发方法,重点分析了水热激发对粉煤灰活性的影响,并对发展前景及要解决的问题进行了展望,以促进粉煤灰的研究,推广粉煤灰的应用。

关键词:粉煤灰,活性激发,水热激发中图分类号:T U522.35文献标识码:A 粉煤灰是火力发电厂煤炭燃烧后的废物,是一种火山灰质材料,其自身不具有胶凝性或仅具有微弱的胶凝性,但当以粉状及有水存在时能在常温下与氢氧化钙或硫酸钙反应形成具有胶凝性的化合物,具有较好的火山灰活性。

我国作为粉煤灰的资源大国,目前对粉煤灰的利用主要有混凝土和砂浆掺合料、回填、筑路筑坝、建材砖瓦、高分子填充材料、水泥混合料、提取有用元素等方面。

由于粉煤灰的火山灰活性是潜在的,必须经过一定条件的激发才能够发挥出来,因此未经处理的粉煤灰作掺合料的量不高。

1　粉煤灰的研究现状粉煤灰的应用相当广泛。

从20世纪60年代起,粉煤灰烧结陶粒开始在英国多个领域得到使用。

粉煤灰烧结陶粒由于具有轻质高强、级配合理、表面坚硬而不利、不可压缩的特性成为首选的紧急制动带表面填充材料。

粉煤灰作为填充料用于路面工程的技术也日趋成熟。

在英国多佛港码头的进口道路入口处、北约克郡的Whiby ,Hemel Hempstead ,以及英国的其他地方,都有采用粉煤灰烧结陶粒铺设的车辆制动路带。

在曼彻斯特、南安普敦和Southend 的机场跑道末端,以及Silverstone 赛车环形道的拐弯处,也使用粉煤灰烧结陶粒铺设在紧急制动带路面上[1];粉煤灰应用于处理废气、废水方面的技术也日趋成熟。

碱对粉煤灰活性激发的研究碱作为有机物，具有独特的活性，目前已被广泛应用于污泥的处理、各种水处理作用中。

粉煤灰（fly ash）是一种无机碱性物质，它在水泥和石膏制备中起着至关重要的作用，其属于重要的土壤改良剂、防止山洪的有效物质，但其性能受到环境因素的影响，因此在环境中的应用还需要进一步研究。

现有研究表明，在碱性物质添加中，碱可以有效地激发粉煤灰的活性，使其能够更好地完成地下水保护、山洪防护以及土壤改良等功能。

从化学的角度来看，在碱的作用下，粉煤灰中的离子交换能提高，使其能够有效吸附水中的有机离子，这些有机离子可以加速粉煤灰的活性和降解性，以改善水土环境。

此外，碱还可以与粉煤灰中的硅酸离子发生反应，增加粉煤灰中钙离子的释放，从而有效改变地下水环境中水化学指标，同时也可以改善粉煤灰的可溶性性等性质。

在实际应用中，碱对粉煤灰的活性激发体现在以下几个方面：1、增加粉煤灰的强度和黏性：碱可以与粉煤灰中的硅酸离子发生有机离子的反应，使粉煤灰悬浮剂的形成，从而提高粉煤灰的强度和黏性，从而较好地完成山洪防护和土壤改良等功能；2、提高粉煤灰的耐久性：碱可以增加粉煤灰的孔隙、改变粉煤灰表面特性，使其具有较好的耐久性，从而提高粉煤灰的混凝土抗流性能，提高粉煤灰的使用寿命；3、增加粉煤灰的环境友好性：碱可以变化粉煤灰表面特性，改变粉煤灰的pH值，从而减少粉煤灰对地下水和土壤的污染，使其具有较好的环境友好性；4、降低粉煤灰的成本：碱可以使粉煤灰的强度和黏性提高，并改善粉煤灰的可溶性，使粉煤灰有效地增强了防止山洪的作用，从而可以降低使用粉煤灰的成本，有效提升防护效果。

总之，碱对粉煤灰的活性激发是一种非常有效的技术，它能够提高粉煤灰的性能，改善地下水环境，同时也可以降低使用粉煤灰的成本。

然而，碱的应用需注意其比例大小以及添加的方式，以确保粉煤灰的安全性和性能的可持续性。

基于此，对碱对粉煤灰活性激发的有效性进行科学研究和分析，为未来粉煤灰的利用和应用提供参考，是一项非常重要的工作。

有机-无机复合激发剂对粉煤灰活性激发及微观结构研究蔺喜强;王栋民;张涛;霍亮;智艳飞【摘要】对掺加不同激发剂的粉煤灰水泥胶砂的性能进行了试验研究,试验结果表明三乙醇胺对粉煤灰活性的激发在水化早期和后期都有很好的效果,粉煤灰水泥胶砂在各龄期强度较空白组提高幅度最大,无机盐硫酸钠和氯化钠的激发作用也较为明显,碱类激发效果稍差.二元复合激发剂对粉煤灰活性激发效果较最为显著的组合有硫酸钠+三乙醇胺,三元复合激发剂中硫酸钠+氯化钠+三乙醇胺组合作用效果最好.水化产物中3d龄期中存在较多的薄板针状的Ca(OH)2,并随着水化反应的进行逐渐减少.复合激发剂有效促进粉煤灰的火山灰反应,在水化28d的水化产物区域中长针状凝胶产物较少,出现了较多的后期产物的Ⅲ型C-S-H的絮凝状凝胶.【期刊名称】《粉煤灰综合利用》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】4页(P34-37)【关键词】粉煤灰;化学活化;复合激发剂;火山灰活性【作者】蔺喜强;王栋民;张涛;霍亮;智艳飞【作者单位】中国建筑股份有限公司技术中心,北京101300【正文语种】中文【中图分类】TV42+3目前激发粉煤灰活性较为有效的方法主要有3种:一是物理活化，通过机械粉磨破坏凝聚状态的玻璃体使其更加分散，增加比表面积，进而促进粉煤灰的水化。

物理粉磨并没有改变粉煤灰的本质结构，因此粉磨到一定细度时，强度就不会有所增长;二是化学活化，即通过化学激发剂来激发粉煤灰的活性，常用的粉煤灰激发剂有:碱激发(石灰、水玻璃等)、硫酸盐激发(CaSO4、Na2 SO4等)、氯盐以及醇胺类有机物;三是热力激发法，热力激活是指粉煤灰在蒸汽养护的水热条件下，其玻璃体网络的结构更容易被破坏，[SiO4]4－四面体聚合体解聚成单聚体和双聚体;而且温度越高，破坏作用越强，玻璃体中可溶性的活性Al2O3、SiO2更加容易溶出，从而加快了矿物结构的转移和水化产物的形成[1]。

本文通过对比研究了无机类和有机类激发剂对粉煤灰活性的激发强弱，以及无机－有机复合对粉煤灰活性激发的影响，并对它们对粉煤灰激发机理进行了分析研究。

粉煤灰活性的激发及其机理研究粉煤灰（flyash）是一种常见的可再生性再生资源，它是煤炭燃烧过程产生的最常见的副产物。

因为其碳、氧和硅含量较高，粉煤灰具有良好的活性性质，是各种建筑材料的重要原料和配料。

目前很多研究已经把粉煤灰用作混凝土的填料，以提高混凝土的抗压强度。

然而，为了更充分地利用粉煤灰中的活性成分，人们需要深入地了解其活性成分的激发机理，以及如何改良混凝土中对它的利用。

粉煤灰的活性是指它的碳、氧和硅元素在及时反应之后可以获得更高的功效，这通常伴随着碳氢键的断裂，氧官能团的变化，硅官能团的加强。

这种活性可以用高温或光化学反应来激发，也可以与其他化合物发生反应来激发，比如液体水，酸性溶剂等。

高温化学激发是指将粉煤灰放置于高温环境中，让碳氢键和氧官能团断裂，硅官能团活化，从而获得更高的功效。

光化学激发则指将粉煤灰暴露于光谱中间到短波段的可见光中，利用光的能量使其发生活性化学反应，并从而激发粉煤灰的活性成分。

原料中的液体水和酸性溶剂则可以催化碳氢键和氧官能团的断裂，活化硅官能团，从而提高粉煤灰的活性。

激发粉煤灰中活性成分后可以用来改善混凝土性能，比如增加抗压强度和抗折强度，增加抗水化性能，增加抗冻性能，提高抗冲击性能等。

类似的，改善的混凝土的某些物理及力学性质也可以用粉煤灰进行改善。

例如，当粉煤灰添加到混凝土中，其小孔结构可以改善混凝土的热性能，当增加粉煤灰的含量时，可以增加混凝土的强度，同时减少其密度，从而改善混凝土的机械性能。

目前，粉煤灰的激发及其机理研究已成为越来越受到重视的研究课题。

在激发机理研究方面，主要以微观结构和分子动力学理论为基础，通过原子力显微镜、傅立叶变换红外光谱、拉曼光谱等技术，研究粉煤灰激发机理，探究不同环境下粉煤灰激发的效应，以更好地利用粉煤灰的活性成分。

此外，对于改良粉煤灰利用研究，学者们也采用多种方法，以改进粉煤灰在混凝土中的利用效果。

其中最常用的方法之一是添加一定比例的矿物活性剂，以增强粉煤灰活性。

粉煤灰活性的激发及其机理研究粉煤灰（flyash）是由燃煤发电厂燃烧煤燃烧室内形成的碳灰渣，经过脱灰处理后经脱灰器分离，属于烟气除尘后产生的轻质灰粒体，也称为烟气灰，是一种绿色环保材料并具有非常重要的建筑应用价值。

近几年来，随着工业和建筑材料的发展，粉煤灰的应用范围也越来越广泛。

然而，粉煤灰的活性与其他材料相比较较低，难以达到更高的性能。

因此，如何提高粉煤灰的活性，充分发挥其余重要用途就成了一个棘手的问题。

首先，为了提高粉煤灰的活性，必须弄清楚粉煤灰活性提高的机理。

研究普遍认为，粉煤灰活性的提高与其内部微粒的结构有关。

内部结构决定了其热稳定性和表面性能。

通常，粉煤灰内部结构的主要部分是晶界、颗粒组分和毛细晶粒，其中晶界占粉煤灰中的主要比例，起到了关键作用。

当粉煤灰的晶界层渗透性较强时，粉煤灰的活性就会提高。

此外，粉煤灰活性提高的机理还包括表面特性和反应性，这两者都可以有效提高粉煤灰的性能。

粉煤灰表面特性包括形貌、表面界面张力、表面行为等，而反应性则与其物理化学性质有关，比如比表面积、表面结合能、热可溶性碱量等物理化学性质的改变。

这些物理化学性质的改变会带来粉煤灰性能的变化，从而提高粉煤灰的活性。

随着研究的深入，粉煤灰活性的提高也开始涉及其他因素。

实验发现，粉煤灰的活性受到添加剂（氢氧化钠、镁和氯化钠等）的影响，添加剂在粉煤灰中可以产生盐化作用，改善热稳定性，提高粉煤灰的可抗氧化性能，增加粉煤灰的表面活性，从而提高粉煤灰的活性。

另外，粉煤灰的活性还与它的烧制参数有关，包括燃烧温度、燃烧时间等。

提高粉煤灰的烧制温度可以促进热分解和衍生物的生成，以及改变粉煤灰内成分，改善表面形貌和内部结构，从而提高粉煤灰的活性。

此外，粉煤灰的活性提高还可以通过物理处理，如电离技术、磨粉技术和细化处理等，来达到预期的效果。

电离技术可以改变粉煤灰物质的结构，使其变得更活泼，从而提高粉煤灰的活性。

通过以上研究，我们可以发现，粉煤灰活性提高的机理复杂而多样化。

粉煤灰活性激发方法的研究进展1刘媛媛*1，高隽2，刘蓉2（1. 西安科技大学，西安710054；2. 西安墙体材料研究设计院，西安710054；）摘要：在广泛收集国内外粉煤灰活性激发方法成果的基础上，详细介绍了粉煤灰物理、化学、复合等活性激发方法及各种活性激发剂，对物理及化学激发机理作出充分地阐释，并展望了粉煤灰活性激发的前景。

关键词：粉煤灰活性激发激发剂1引言粉煤灰开发利用是固体废弃物处理的一个主要方面，开发利用好粉煤灰，不仅能够有效解决环境污染问题，而且还能变废为宝。

我国粉煤灰排放量超过1亿t/年，占地面积约2.6万公顷，而且随着火电建设的高速发展，粉煤灰排放量将逐年增加。

我国粉煤场，不仅占用大量土地，而且对周边环境造成严重威胁。

[1]目前，粉煤灰的综合利用主要集中在高掺量粉煤灰烧结砖及建筑砌块、用作掺合料生产粉煤灰水泥和混凝土、在工程回填中作填料、生产漂珠及用作土壤改良、在砂浆中代替部分水泥等。

如何使粉煤灰的火山灰活性被激发出来，提高粉煤灰在建材中的利用率，并且获得由较好的早期强度的混泥土就成了目前面临的问题。

2 机械粉磨活化2.1活化机理粉磨使粉煤灰的颗粒细化，破坏了阻碍粉煤灰火山灰效应的颗粒表层坚硬密实的玻璃质外壳，增加参与火山灰效应的表面，有利于Ca2+离子渗透和玻璃体中硅、铝的溶解。

从微观角度讲，粉磨能促使粉煤灰颗粒原生晶格发生畸形、破坏，切断网络中Si-O键和Al-O键,生成活性高的原子基团和带电荷的断面，提高结构不规则和缺陷程度,反应活性增大。

从能量角度讲，粉磨能提高粉煤灰颗粒的化学能，增加其化学不稳定性，使活性增加。

[2]2.2助磨剂粉磨过程是能耗最高的环节，能量利用率又极低，只有很少一部分被用于增加物料的比表面积。

*国家863计划资助项目（2007AA03Z530）1刘媛媛：女，硕士，从事墙体材料方面的研究E-mail:liuyuan083@为了提高粉磨效率,可以在粉磨过程中添加化学药剂,因新生颗粒表面存在电价不平衡，硅氧负离子容易与空气中的水提供的氢离子结合，并通过氢键的生成而发生颗粒粘连，而表面活性剂含有亲水和亲油基团，当它和新生颗粒表面接触时，亲水基团吸附在颗粒表面，疏水基团向外，就能阻碍颗粒之间的吸附，表现出一定的助磨效果[3]。