57、如何提高粉煤灰的活性

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。

广东建材2011年第8期1引言粉煤灰又称飞灰，是一种颗粒非常细以致能在空气中流动并能被特殊设备收集的粉状物质。

我们通常所指的粉煤灰是指燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟道排出、被收尘器收集的物质。

我国煤炭资源丰富，能源生产以火力发电为主，是粉煤灰排放大国，每年超过１亿吨［１］，粉煤灰大量占用土地，严重污染环境，已经成为国民经济持续发展的障碍。

因此，粉煤灰的资源化成为我国可持续发展战略的重要组成部分［２］。

长期以来，在所利用的粉煤灰中大部分是用于建筑材料和筑路材料，这主要是基于对粉煤灰中活性组分的利用。

然而由于粉煤灰特殊的结构及化学稳定性，其在应用的过程中活性发挥非常缓慢，因此，粉煤灰活化技术成为人们近年关注的热点［３，４］。

2粉煤灰活性来源粉煤灰的活性一般包括物理活性和化学活性。

2.1物理活性粉煤灰的物理活性产生的效应包括颗粒（形态）效应、微集料效应和密实（火山灰）效应［５］。

粉煤灰的颗粒效应泛指由其颗粒的外观形貌、内部结构、颗粒级配等物理性状所产生的效应。

粉煤灰中含有大量的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，球形玻璃微珠在掺粉煤灰体系中起到润滑、滚动作用，系统流动性、和易性改善的同时，增加了保水性和均匀性，降低了需水量［６］；微集料效应是粉煤灰颗粒充当微小集料，使集料的匹配更加合理，填充率提高；密实效应是微集料效应和火山灰效应共同作用的宏观表现，使粉煤灰形成类似托勃莫来石次生晶相，填充系统的孔隙，提高密实度。

2.2化学活性粉煤灰的化学活性是指粉煤灰的火山灰性质，它来源于熔融后被迅速冷却而形成的玻璃态的颗粒中可溶性的ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等活性组分。

活性的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）和水化铝酸钙（Ｃ－Ａ－Ｈ）。

粉煤灰中的玻璃体越多，火山灰化学反应性能越强，然而粉煤灰中的玻璃相结构致密，聚合度高，可溶性ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３少，其早期化学活性低，因此，要提高粉煤灰的利用率，提高粉煤灰的早期活性将是一个突破口。

粉煤灰高值利用关键技术与示范以粉煤灰高值利用关键技术与示范为题，本文将介绍粉煤灰的产生、特性及其高值利用的关键技术与示范。

一、粉煤灰的产生与特性粉煤灰是燃煤过程中产生的一种固体废弃物，主要由煤炭中的无机物组成。

其产生量与燃煤种类、燃烧方式以及煤炭质量等因素有关。

粉煤灰具有较大的比表面积、较高的硅酸盐含量和一定的活性，因此具有潜在的高值利用价值。

二、粉煤灰高值利用的意义粉煤灰高值利用是资源化、环境友好的重要途径，对于减少固体废弃物的产生和降低对自然资源的依赖具有重要意义。

同时，粉煤灰中的无机物成分可以用于生产建筑材料、陶瓷制品、水泥、混凝土等多种产品，进一步推动了工业的可持续发展。

三、粉煤灰高值利用的关键技术1. 粉煤灰的提取与分级技术粉煤灰中的无机物成分种类繁多，不同成分对应不同的高值利用途径。

因此，粉煤灰的提取与分级技术是实现高值利用的基础。

常用的提取技术包括重力选别、磁选、浮选等，可以有效将粉煤灰中的有用成分提取出来，使其具备更广泛的应用场景。

2. 粉煤灰的改性与激活技术由于粉煤灰的活性较低，其在一些应用领域的性能无法满足要求。

因此，通过改性与激活技术可以提高粉煤灰的活性，增加其应用范围。

常用的改性与激活技术包括热处理、化学改性、物理激活等，可以有效改善粉煤灰的性能，使其更好地应用于建筑材料、水泥等领域。

3. 粉煤灰的综合利用技术粉煤灰是一种多组分、多功能的固体废弃物，可以通过综合利用技术将其应用于多个领域。

例如，将粉煤灰与其他材料进行混合，制备新型复合材料；将粉煤灰用于土壤改良和污水处理等环境工程；将粉煤灰用于农业领域，作为土壤改良剂等。

综合利用技术可以最大程度地发挥粉煤灰的价值，实现资源的循环利用。

四、粉煤灰高值利用的示范项目1. 粉煤灰在水泥制造中的应用粉煤灰可以替代部分水泥原料，降低生产成本并减少对天然资源的依赖。

通过示范项目，可以验证粉煤灰在水泥制造中的可行性和经济效益。

2. 粉煤灰在建筑材料中的应用将粉煤灰与其他材料进行混合，制备新型建筑材料，如粉煤灰砖、粉煤灰混凝土等。

粉煤灰的活性日期：2008-1-30 8:57:00 保护色：默认白牵牛紫苹果绿沙漠黄玫瑰红字体：小字大字粉煤灰的活性也即火山灰效应，是指粉煤灰中的活性氧化硅、活性氧化铝与氢氧化钙发生反应，生成具有胶凝性质的水化铝硅酸钙，以此来增强砂浆、混凝土的强度。

粉煤灰的常量化学成分氧化硅、氧化铝是硅铝酸盐的主要成分，其中的可溶性成分越多，说明粉煤灰的活性越好，掺加到混凝土中越易与水泥水化析出的Ca（OH）2 反应，生成类似于水泥水化的产物，从而增强反应物的活性。

一般来说，氧化硅、氧化铝含量越多，其28天抗压强度比越高，两者有一定的相关性。

在材料学界，“活性”只是针对无机胶凝材料而言，“无机胶凝材料”是指磨细了的无机粉末材料。

当其与水或水溶液拌合后，所形成的浆体有塑性，可任意成型，经过一系列物理、化学作用后，能够逐渐硬化，并形成有强度的人造石。

大量的研究事实认为：粉煤灰的活性是“潜在”的，它需要一定条件的激发。

这是因为：粉煤灰与水泥熟料等类的无机盐胶凝材料，在矿物组成、结构，和性能方面，都有很大的不同，它本身没有胶凝性能。

但是粉煤灰具有一定潜在化学活性的火山灰材料，在常温、常压下、和有水存在时，它所含的大量铝酸盐玻璃体中的活性组分，具有能与Ca（OH）2发生火山灰反应，并生成具有强度的胶凝物质。

所以粉煤灰具有一定的胶凝性能。

活性效应主要取决于粉煤灰颗粒表面化学的和物理的特性，在很大程度上受形态效应的影响，也受微集料效应的影响。

粉煤灰的活性效应仅对水泥水化反应起辅助作用，而且只有到砂浆硬化后期，才能比较明显地显示出来，即粉煤灰活性效应具有潜在性质的特点。

粉煤灰的活性效应一般用28天抗压强度比来表示。

改善粉煤灰活性方法，目前激发粉煤灰活性的较为有效的途径主要有三种：一是物理活化即通过机械磨细来破坏粉煤灰的玻璃体的结果，同时增加比表面积，以加快水化反应速度；二是化学活化即通过化学激发剂和改性剂来激发粉煤灰的活性，目前常用的粉煤灰激发剂有：碱性激发剂、硫酸盐、纯碱、卤化物等。

粉煤灰预处理方法粉煤灰是燃煤产生的固体废弃物，由于其具有高硅酸盐含量和活性成分，可以用于水泥、混凝土和砌块等建筑材料的制备。

然而，粉煤灰中含有一定的有害物质，如重金属和有机物，需要进行预处理才能安全有效地利用。

本文将介绍几种常见的粉煤灰预处理方法。

热浸提法是将粉煤灰与热水或盐酸等溶液进行浸提，将其中的可溶性有害物质溶解出来。

通过调节溶液的温度、浸提时间和溶液浓度等参数，可以实现对有害物质的高效去除。

此外，还可以利用物理方法，如超声波、微波等对粉煤灰进行辅助浸提，提高去除效果。

化学固化法是利用化学反应将粉煤灰中的有害物质转化为无害或难溶性物质。

常见的方法包括碱激发固化、酸碱激发固化和磷酸固化等。

碱激发固化是利用碱性物质与粉煤灰中的硅酸盐反应，生成硅酸盐水泥凝胶，固化有害物质。

酸碱激发固化则是通过酸碱中和反应，使有害物质转化为无害或难溶性沉淀物。

磷酸固化是将磷酸与粉煤灰中的金属离子反应，形成难溶性磷酸盐沉淀，从而固化有害物质。

热激活法是利用高温处理粉煤灰，使其活性成分得到激活，从而增加其利用价值。

高温处理可以促使粉煤灰中的无机成分发生结构和相变，提高其活性。

常见的热激活方法包括煅烧和热水处理。

煅烧是将粉煤灰置于高温下进行热解，使其发生晶体改变和物相转变。

热水处理是将粉煤灰与热水进行反应，使其活性成分溶解出来。

这些活性成分可以用于制备水泥、混凝土和砌块等建筑材料。

物理分选法也是一种常用的粉煤灰预处理方法。

物理分选法利用粉煤灰中颗粒的大小、密度和形态等差异，通过重力分选、气流分选或液体分选等方式将粉煤灰分离成不同的组分。

分选后的粉煤灰可以根据需求进行进一步处理，提高其利用价值。

粉煤灰预处理方法多种多样，可以根据不同的需求选择合适的方法进行处理。

热浸提法、化学固化法、热激活法和物理分选法都是常用的预处理方法，它们可以去除有害物质、提高粉煤灰的活性和分离粉煤灰的组分，为粉煤灰的安全有效利用提供了技术支持。

随着科技的不断进步，预处理方法将会越来越完善，为粉煤灰的综合利用开辟更广阔的前景。

【科普】提高粉煤灰活性的方法粉煤灰的活性高低不是一成不变的，它可以通过人工手段激活。

常用的方法主要包括三个方面，即物理激发、化学激发和水热激发。

物理激发物理激发也就是机械磨细法。

机械磨细对提高粉煤灰（特别是颗粒粗大的粉煤灰）的活性非常有效。

由于在磨细过程中，一方面粉碎粗大多孔的玻璃体，解除玻璃颗粒粘结，原来粗颗粒变成了中细颗粒，原来的中颗粒变成了细颗粒，减少混合料在混合过程的摩擦，优化集料级配，提高物理活性（如颗粒效应、微集料效应）。

原来的多孔玻璃体、多孔碳粒及粘结的玻璃体和开放性空洞中可以贮存大量水分，磨细后蓄水孔腔减少了，标准稠度蓄水量有了明显的降低。

另一方面，通过磨细粗大玻璃体尤其是多孔和颗粒粘连的破坏，破坏了玻璃体表面坚固的保护膜；对于一些细小的微珠，虽然没有被破坏，但其表面惰性层被磨去，增加了表面活性点，使内部可溶性SiO2和Al2O3溶出，断键增多，比表面积增大，反应接触面增加，活化分子增加，粉煤灰早期化学活性提高。

化学激发常用的粉煤灰的化学激发方法有酸激发、碱激发、硫酸盐激发、氯盐激发和晶种激发等。

粉煤灰和水泥相比，粉煤灰的化学成分中缺少钙元素，其中CaO含量一般小于10%，而水泥则超过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+。

水热处理法低钙粉煤灰所含的SiO2通常高于50%，水热反应是采用低钙粉煤灰与CaO发生火山灰反应，生成产物主要为水化硅酸钙，这与硅酸盐水泥中硅酸钙的水化产物相近似，但火山灰反应很慢，因此强度发展也较慢。

总之，只要能瓦解粉煤灰结构，释放内部可溶性SiO2和Al2O3，将网络高聚体解聚成低聚度硅铝酸（盐）胶体物，就能提高粉煤灰的活性。

碱对粉煤灰活性激发的研究碱对粉煤灰活性激发的研究综述：一、碱对粉煤灰活性激发机制1、增加玻璃熔融温度：碱的引入可以增加玻璃的熔融温度，从而扩大粉煤灰的熔融温度范围，使搅拌料的温度分布更均衡，使搅拌物的凝固时间延长。

2、吸附机制：碱与水结合，在水溶液内形成类似于柠檬酸、乙烯等的钙镁阳离子合成物，从而增加玻璃温度，使钙镁离子容易被水含量较高的粉煤灰颗粒吸附；3、改善碱石比：碱有效改善水份、碱石比，水份减少，合混均匀性提高，凝固时间延长，使粉煤灰更好地分布；二、碱对粉煤灰活性激发的作用1、增强水泥凝结力：碱对水泥凝结力有直接的影响，增加碱能够增强水泥凝结力，抵抗土、水及低温错动的腐蚀作用；2、减少病害：水泥凝结力增强，同时能够减少粉粒分解水结胶、硅酸盐水结、多晶系水结连结，从而弱化粉煤灰砂囊病病害的发生及滋生；3、增加粘归力：在水泥凝结力增强的基础上，提高水泥的粘归力，增加水泥与粉煤灰的结合力；4、改善粒径分布：碱的进一步加入能够改善混凝土中粉煤灰的分布，使其粒径分布更均匀，粒径过细的粉煤灰颗粒能够容易被水份吸收。

三、碱对粉煤灰活性激发的研究进展近年来，人们把加碱激活（alkalization）应用于粉煤灰砂混凝土中，以提升水泥粉煤灰混凝土性能，例如减少水混凝土中砂囊病发生及滋生。

以碱激活粉煤灰混凝土试验研究，发现添加碱量可改变粉煤灰混凝土性能，因此，碱对粉煤灰活性激发研究受到了广泛的关注。

1、研究内容：目前，有关碱激活粉煤灰性能的研究涉及到粉煤灰凝固和水化反应的快慢性，凝结力的变化，抗压强度提高和抗渗性能改善，粉煤灰砂囊病发生及滋生度改善等。

2、碱种类：碱可分为弱碱和强碱，常用的碱有碳酸钠、焦碳酸盐、碳酸钙、碳酸氢钠、乙醇钠、石膏等。

3、碱量加入量：碱量的加入量受到水的多少的影响，一般情况下，用0.5～4%的碱量可以得到较好的碱激活效果，但具体量需要按实际施工施放量而定。

四、结论碱对粉煤灰的活性激发是一种新的技术方法，它可以改善粉煤灰混凝土的性能，提高粘接力，延长混凝土的强度和耐久性，降低混凝土中砂囊病发生及滋生等，但不同碱种类、碱量加入量以及环境条件等，都会影响激活效果，因此，要在实际工程中，根据年份气候情况和本公司施工经验，最大限度地发挥碱的活性激发作用。

粉煤灰的化学活性及激活方法摘要：粉煤灰是一种对环境产生严重污染的工业固体废弃物，但粉煤灰中含有大量以活性氧化物SiO2和Al2O3为主的玻璃微珠，因此粉煤灰既具有很好的吸附性能，又是制备水处理絮凝剂（化学活性）的好原料。

化学活性是指其中的可溶性SiO2、Al2O3等成分在常温下与水和石灰缓缓反应，生成不溶、稳定的硅铝酸钙盐的性质，也称火山灰活性。

需要说明的是，有些粉煤灰本身含有足量的游离石灰，无须再加石灰就可和水显示该化学活性。

本文主要介绍了粉煤灰的化学活性激活的三种方法，其中对于目前使用最广泛的碱性激发法做了重点介绍。

关键词：粉煤灰、化学活性、火山灰活性、激活正文：粉煤灰化学活性的决定因素是其伭瞄玻璃体含量、玻璃体中可溶性的SiO2、Al2O3唫量及玻璃体解聚能力。

决定粉煤灰潜在化学活性的因素是其中玻璃体含量、玻璃体中可溶性SiO2、Al2O3含量及玻璃体解聚能力。

由此可知要提高粉煤灰的早期活性,必须破坏表面≡Si-O-Si≡O和≡Si-O-Al≡网络构成双层保护层,使[SiO4]、[AlO4]四面体形成的三维连续的高聚体变成单体或双聚体等活性物。

为下一步反应生成C-S-H,C-A-H等胶凝物提供活性分子粉煤灰的活性是粉煤灰颗粒大小、形态、玻璃化程度及其组成瞄翼合反映，也是其应用价值大小的一个重要参数。

粉煤灰的活性大小不是一成不变的，它可以通过人工手段激活。

常用的方法有如下三种：1 机械磨碎法机械磨碎对提高粉煤灰的活性非常有效。

通过细磨，一方面粉碎粗大多孔的玻璃体，解除玻璃颗粒粘结，改良表明特性，减少配合料在混合过程的摩擦，改善集料级配，提高物理活性（如颗粒效应、微集料效应）；另一方面，粗大玻璃体尤其是多孔和颗粒粘结的破坏，破坏了玻璃体表面坚固的保护膜，使内部可溶性的SiO2、Al2O3溶出，断键增多，比表面积增大，反应接触面增加，活化分子增加，粉煤灰早期化学活性提高。

2水热合成法粉煤灰是在高温流态化条件产生的，其传质过程异常迅速，在很短的时间（约2～3s）内被加热至1100～1300℃或更高温度，在表面张力作用下收缩成球形液滴，结构迅速变化，同时相互粘结成较大颗粒，在收集过程又由于迅速冷却，液相来不及结晶而保持无定形态，这种保持高温液相结构排列方式的介稳结构，内能结构处于近程有序，远程无序，常温下对水很稳定，不能被溶解（无定型态SiO2是可溶的）。