几种化学物质对粉煤灰水泥活性激发效果
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科技学院毕业设计(论文)开题报告题目年产500万吨粉煤灰硅酸盐水泥生产线的工艺设计学院冶金学院专业班级无机非金属材料工程2011-01学生姓名学号 20114指导教师2014 年 12 月 20 日开题报告填写要求1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作开始后2周内完成,经指导教师签署意见及系主任审查后生效。
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3.学生查阅资料的参考文献理工类不得少于10篇,其它不少于12篇(不包括辞典、手册)。
4.“本课题的目的及意义,国内外研究现状分析”至少2000字,其余内容至少1000字。
毕业设计(论文)开题报告1.本课题的目的及意义,国内外研究现状分析1.1本设计的目的和意义据我国目前的电力系统来看,我国目前火力发电仍是占主要的地位,粉煤灰是其发展过程中不可避免的排放量大的工业废料。
不仅是火力发电厂,各种依靠煤粉燃烧获得热源等的企业都是粉煤灰的主要产源。
粉煤灰不仅需要占大量的土地来存放,而且对环境的污染也很大,因此对粉煤灰加以利用是解决当前问题的首选。
我国目前正处于高速发展阶段,各行各业的发展都离不开建筑,因此对水泥的需求仍处于上升阶段。
虽然我国是水泥生产大国,但是由于水泥行业的高二氧化碳排放量以及粉尘、有害气体等的排放,致使水泥行业的发展受到了限制。
要降低这些废气等的排放,就要减少水泥生产中熟料的使用。
早在1990年,美国就提出了绿色混凝土的概念。
绿色高性能混凝土的特征有:更多地节约熟料水泥,降低能耗与环境污染;更多地掺加工业废料为主的细掺料;更大的发挥混凝土的高性能优势,减少水泥与混凝土的用量[1]。
粉煤灰在水泥熟料矿物水化产物氢氧化钙的激发下具有水化活性而形成一定的强度组分,能与水泥浆硬化体晶格坚固地结合起来,进而提高了混凝土的长龄期强度和混凝土的耐久性[2]。
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。
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。
粉煤灰的三大效应
粉煤灰的三大效应
一、粉煤灰的“形态效应”
在显微镜下显示,粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠,粒形完整,表面光滑,质地致密。
这种形态对混凝土而言,无疑能起到减水作用、致密作用和匀质作用,促进初期水泥水化的解絮作用,改变拌和物的流变性质、初始结构以及硬化后的多种功能,尤其对泵送混凝土,能起到良好的润滑作用。
二、粉煤灰的“活性效应”
粉煤灰的“活性效应”因粉煤灰系人工火山灰质材料,所以又称之为“火山灰效应”。
因粉煤灰中的化学成份含有大量活性SiO2及Al2O3,在潮湿的环境中与Ca(OH)2等碱性物质发生化学反应,生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质,对粉煤灰制品及混凝土能起到增强作用和堵塞混凝土中的毛细组织,提高混凝土的抗腐蚀能力。
三、粉煤灰的微集料效应
粉煤灰中粒径很小的微珠和碎屑,在水泥石中可以相当于未水化的水泥颗粒,极细小的微珠相当于活泼的纳米材料,能明显的改善和增强混凝土及制品的结构强度,提高匀质性和致密性。
在上述粉煤灰的三大效应中,形态效应是物理效应,活性效应是化学效应,而微集料效应既有物理效应又有化学效应。
这三种效应相互关联,互为补充。
粉煤灰的品质越高,效应越大。
所以我们在应用粉煤灰时应根据水泥、混凝土、粉煤灰制品的不同要求选用适宜和定量的粉煤灰。
如不恰当,则会起到反作用。
如何提高粉煤灰的活性随着电力工业的迅速发展,粉煤灰的排放量急剧增加,年排放量已接近2亿t,而被利用的粉煤灰仅占排放粉煤灰量的25%~30%,造成粉煤灰的大量堆积。
未被利用粉煤灰的堆放不仅占用大量土地,而且严重污染环境。
大量粉煤灰未被利用是由于粉煤灰的活性低,因此要提高粉煤灰的利用率,必须提高粉煤灰的活性。
以下介绍几种简易的活化方法,以拓宽粉煤灰的利用途径。
(1)磨细粉煤灰粉煤灰越细,火山灰反应能力越好。
表1为一组不同粉磨细度粉煤灰配制的水泥强度数据,可见,粉煤灰细度不同,活性有较大差异,这说明粉磨粉煤灰可提高其活性。
表1粉煤灰细度对其活性的影响注:未掺粉煤灰的水泥细度为0.08mm方孔筛筛余5.4%。
(2)化学物质活化利用化学物质活化粉煤灰,可采用:①碱性物质:NaOH、Ca(OH)2、水泥熟料等;②碱金属盐:Na2CO3、Na2O·n SiO2等;③硫酸盐:Na2SO4、CaSO4等;表2~4分别列出了添加Na2SO4、Na2CO3和Na2O·n SiO2激发剂对粉煤灰活性的影响。
表2 Na掺量对粉煤灰活性的影响表3 Na掺量对粉煤灰活性的影响掺量对粉煤灰活性的影响表4Na表2~4数据表明,掺入Na2SO4、Na2CO3和Na2O·n SiO2,都可不同程度地提高粉煤灰水泥的强度,但也不同程度地带入了一部分碱含量,按Na2O计约为1.0%~1.5%;当混凝土中含有活性集料时,有可能发生碱集料反应或混凝土表面冒碱等危害,因此使用时应注意。
这里特别要说明的是,用含Cl—的化学物质作激发剂,也可显著地提高粉煤灰水泥的强度,但这种物质会加速混凝土中钢筋的锈蚀,缩短混凝土的使用寿命,不能使用。
(3)改变粉煤灰组成与物相结构粉煤灰中的主要矿物相为玻璃体、莫来石、石英,水硬性矿物很少,粉煤灰的活性主要来自玻璃相。
为增加粉煤灰中的水硬性矿物以提高其活性,可采用加入石灰石、矿化剂,利用低温煅烧来改变粉煤灰的化学组成与矿物结构。
水泥活性混合材料
水泥活性混合材料是指在水泥基体中添加一定比例的活性混合材料,以改善水
泥的性能和减少对环境的影响。
活性混合材料通常包括粉煤灰、硅灰、矿渣粉等,它们能够与水泥中的Ca(OH)2反应,生成水化硅酸钙胶凝体,从而提高水泥的强度、耐久性和抗渗性。
首先,水泥活性混合材料能够提高混凝土的强度。
通过与水泥中的Ca(OH)2反应,活性混合材料能够形成更多的胶凝体,填充混凝土中的孔隙,从而提高混凝土的致密性和强度。
此外,活性混合材料中的微粒子还能够促进水泥的水化反应,加速混凝土的凝结硬化过程,使混凝土的早期强度得到提高。
其次,水泥活性混合材料能够改善混凝土的耐久性。
活性混合材料中的微粒子
能够填充混凝土中的微裂缝,减少混凝土的渗透性,从而提高混凝土的抗渗性和耐久性。
此外,活性混合材料中的硅酸盐和铝酸盐还能够与水泥中的Ca(OH)2反应,形成稳定的胶凝体,提高混凝土的抗化学侵蚀能力,延长混凝土的使用寿命。
最后,水泥活性混合材料能够降低混凝土的碳排放量。
活性混合材料作为水泥
的替代品,能够减少水泥的使用量,从而减少水泥生产过程中的能耗和碳排放。
此外,活性混合材料中的矿渣和粉煤灰等工业废弃物的利用,也能够减少对环境的污染,实现资源的综合利用。
综上所述,水泥活性混合材料作为混凝土材料的一种重要成分,具有提高混凝
土强度、改善混凝土耐久性和降低碳排放量的优势。
在工程实践中,应根据混凝土的使用要求和环境条件,合理选择和控制活性混合材料的类型、掺量和配合比,以充分发挥其优良性能,实现混凝土结构的可持续发展。
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。
粉煤灰的化学组成粉煤灰是指煤炭燃烧后的副产品,广泛应用于建筑材料、水泥制造、道路建设等领域。
本文将从粉煤灰的化学组成方面进行介绍。
粉煤灰的化学组成非常复杂,其中主要包含以下几个方面的物质。
1. 硅酸盐类:粉煤灰中含有大量的硅酸盐类物质,主要包括二氧化硅(SiO2)、三氧化二硅(SiO3)2-等。
其中二氧化硅是粉煤灰中含量最高的成分,其含量可达到40%以上。
硅酸盐类物质的存在使得粉煤灰具有较高的硅含量,从而赋予了粉煤灰一定的活性。
2. 铝酸盐类:粉煤灰中还含有少量的铝酸盐类物质,主要包括氧化铝(Al2O3)和铝硅酸盐等。
铝酸盐类物质的存在可以提高粉煤灰的水化活性,使其在水泥中发挥更好的性能。
3. 铁酸盐类:粉煤灰中含有一定量的铁酸盐类物质,主要包括氧化铁(Fe2O3)、铁硅酸盐等。
铁酸盐类物质的存在对粉煤灰的性能具有一定影响,可以调节其水化速度和性能。
4. 钙酸盐类:粉煤灰中还含有一些钙酸盐类物质,主要包括氧化钙(CaO)、石灰石(CaCO3)等。
钙酸盐类物质的存在可以提高粉煤灰的活性和水化性能,使其在水泥中起到更好的作用。
5. 硫酸盐类:粉煤灰中含有一定量的硫酸盐类物质,主要包括硫酸钙(CaSO4)、硫酸钠(Na2SO4)等。
硫酸盐类物质的存在对粉煤灰的性能具有一定的影响,可以调节其水化速度和性能。
粉煤灰的化学组成不仅包括上述几个主要成分,还包括一些微量元素和有机物质。
微量元素主要包括钾(K)、钠(Na)、镁(Mg)、钙(Ca)等,这些元素对粉煤灰的性能也有一定的影响。
有机物质主要来自于煤炭本身,包括煤油、煤焦油等,这些有机物质在粉煤灰中的含量较低,但对粉煤灰的性能也有一定的影响。
粉煤灰的化学组成非常复杂,包括硅酸盐类、铝酸盐类、铁酸盐类、钙酸盐类、硫酸盐类等多种物质。
这些物质的存在对粉煤灰的性能具有重要影响,使其具备了一定的活性和水化性能。
粉煤灰的化学组成对于其在建筑材料、水泥制造、道路建设等领域的应用具有重要意义。
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)。
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。
石膏对粉煤灰活性激发的研究进展摘要:石膏具有凝结硬化快,耐火性能优良等优点,因而利用石膏来激发粉煤灰活性成为研究者们的研究内容。
关键词:石膏粉煤灰激发性能机理常用的激发剂有碱性激发、硫酸盐激发、氯盐激发等,其中石膏具有凝结硬化快,耐火性能优良,尺寸稳定、加工性能好,省工、省料、省运输、美观,孔隙率高、质轻,绿色环保并具独特的“呼吸性能”的优点,运用石膏来激发粉煤灰的活性更易制成价廉质轻环保的产品。
下面通过胶结材、砌块的研制以及其性能与肌理两个方面来进行分析。
1 胶结材、砌块的研制1.1脱硫石膏粉煤灰胶结材(简称DGF胶结材)DGF胶结材保持了石膏基材料的若干主要特性,而强度和耐水性明显提高,可用于制作内外墙轻质墙体材料,拓宽了石膏建材的应用范围。
1.2粉煤灰改性无水石膏胶结材(简称FAB)以粉煤灰和脱硫石膏为主要原料研制的胶结材。
采用将脱硫石膏在600—900℃电炉中煅烧为无水石膏的方式激发石膏活性;原材料中掺加了5%的水泥;采用湿养护方式,养护平均温度20℃,平均湿度75%。
1.3脱硫石膏粉煤灰砌块研制采用脱硫建筑石膏70%,粉煤灰掺量30%,激发剂A、掺量为8-12%(以石膏粉煤灰总量计),砌块成型时水料比控制在65%左右,将胶结材的水及粉料分别计量好,先将水加入搅拌机开始高速搅拌,后加入粉料搅拌40 s左右即成均匀料浆,将料浆浇入模具,约12 min左右脱模得砌块坯体。
成型的砌块坯体含有40%左右的水份,其中大部分是多余水份,且坯体中还将形成一定量的水硬性水化产物。
1.4二水磷石膏粉煤灰复合胶结材研究((简称PGF)PGF是以磷石膏和粉煤灰两种工业固体废物为主要原料的新型胶结材,其基本配比采用磷石膏原样∶粉煤灰=50∶50,适宜的外加剂及掺量为:水泥10%,石灰10%, NaOH 1%,减水剂F 0.7%,早强剂B11%。
宏观物理力学性能试验结合pH值和水化热测定结果表明, PGF在常温下水化反应缓慢,湿热养护方式可大大加速其水化进程,适宜养护制度为: 85℃恒温7h湿热养护。