粉煤灰活性激发剂的试验研究

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）。

·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。

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]。

粉煤灰活化方法总结（1）添加碳酸钠和氢氧化钠助剂，在700℃煅烧2h，随后酸浸，可以显著提高其中氧化铝和氧化铁的溶出率，可达到95%的高溶出率。

【粉煤灰活化提取铝铁的研究】（2）酸激发：粉煤灰活性的酸激发是指用强酸与粉煤灰混合进行预处理，然后陈放一段时间，通过强酸对粉煤灰颗粒表面的腐蚀作用，形成新的表面和活性点。

酸激发的实质是破坏粉体的表面结构，以达到加快早期反应的目的，常用的强酸有硫酸、盐酸和硝酸，其中硫酸的激发效果最好。

碱激发：粉煤灰活性的碱激发主要是增加浆体的OH-浓度，促使Si-0、A1-0键的断裂,提高粉煤灰的早期反应速率。

【粉煤灰活性的激发及其机理研究】（3）焙烧温度380℃，焙烧时间1h，硫酸铵/粉煤灰质量比4:1，铝的浸出率可达92.65%；焙烧温度900℃，焙烧时间1h，碳酸钠/粉煤灰质量比1：1，在此条件下，铝浸出率可达92.23%。

【高铝粉煤灰硫酸铵与碳酸钠焙烧活化对比研究】（4）当粉煤灰与碳酸钠的质量比为1：0.8，在850℃煅烧2h，在硫酸质量分数为25%，液、固比为５，酸浸温度为98℃，酸浸时间为2h时，粉煤灰中氧化铝的浸出率最高，可达94%。

【碳酸钠助熔粉煤灰提取Al2O3的研究】（5）将烘干的粉煤灰（原灰）与一定浓度的硫酸按比例加入到自制高压釜中，于烘箱内于烘箱内加热浸出浸出结束，反应器冷却至50℃以下。

再用4倍硫酸溶液体积的热水过滤。

结果表明：浸出温度和时间对Al2O3浸出率影响较大，硫酸浓度影响较小；在浸出温度180℃、浸出时间5h、液固体积质量比5：1、硫酸初始浓度3.7mol／L条件下，Al2O3浸出率达94.16％，Fe2O3浸出率为95.1％，其他杂质浸出率都较低。

【用硫酸从粉煤灰中直接浸出氧化铝】（6）硫酸氢铵煅烧法：在400℃下，Al2O3:NH4HSO4=1:8混合比，进行煅烧1h，然后再酸溶。

【Kinetics of SiO2 leaching from Al2O3 extracted slag of】（7）机械活化对粉煤灰烧结熟料中氧化铝溶出率的影响，微波辐射活化对粉煤灰烧结熟料中氧化铝溶出率的影响。

第(!卷"第(期"%&(!年(月(,G(%(+(*"%&(!#&(B &(&+B &*"科"学"技"术"与"工"程T;152;5\5;I2>?>C <A 26E 2C 1255912C"^>?$(!"R >$("_A 2#%&(!!"%&(!"T;1$\5;I$E 2C 9C $化工技术碱激发剂对矿渣粉煤灰活性激发特性影响试验研究白二雷("许金余( %"李"浩'"张"彤!"空军工程大学机场建筑工程系(&西安G(&&'+!西北工业大学力学与建筑工程学院%&西安G(&&G%!沈阳军区空军机场工兵勤务队'&沈阳((&&(,!空军工程设计研究局!&北京(&&&,+#摘"要"为探究不同碱性化学试剂对矿渣 粉煤灰的活性激发效果 选取R A Z Y R A %F Z ' R A %T1Z '三种常见的碱激发剂 以单掺 复合掺两种方式得到了G 种不同类型的碱激发剂 并制备了三组不同水胶比的净浆试件 通过测试试件'6 G 6 %+6时间的静态力学性能 对比发现由R A Z Y 与R A %T1Z '制备的复合碱能最有效地激发矿渣 粉煤灰的活性 关键词"碱激发剂""矿渣""粉煤灰""抗压强度""抗折强度中图法分类号"\l (G%$!!!""""文献标志码"-""地质聚合物是一种新型高性能混凝土胶凝材料&具备比传统硅酸盐水泥更加优异的物理*力学性能((&%)-和水泥相比&它具有材料强度高*硬化快&耐久性好等特点&已被广泛应用于土木工程*交通工程等领域-基于地质聚合物材料的优异性能&国内外学者对地质聚合物材料的力学性能进行了大量的研究('%G )&但由于在地质聚合物中&其内部反应机理比较复杂&目前国内外对地质聚合物的反应机理的解释基本上都是以碱激发机理为基本理论&但具体到某一体系时&又会存在不一样的反应历程&随着混凝土材料的不断改进发展*研究的不断深入&为了制备性能更加优良的地聚物材料&就需要充分了解地聚物激发反应对其性能的影响&为此&选用矿渣和粉煤灰为原材料&设计了不同方案的碱激发剂&制备了不同水胶比的净浆试件&测试其在不同龄期下的强度&以此研究碱激发剂对矿渣粉煤灰活性激发特性的影响&可为地质聚合物材料的生产应用提供理论参考-DE 试验方案及设备试验所用矿渣为水淬高炉矿渣&比表面积+!)&7%`]C &密度为%$)G C `;7'&%+6活性指数+)*p &由陕西蒲城恒远环保建材有限公司生产!粉煤灰采用韩城第二发电厂生产的D 级粉煤灰&密度为%$&*C `;7'&比表面积+'**7%`]C &化学组成如表(所示-选取R A Z Y "R Y #*R A %F Z '"R F #*R A %T1Z '"RT #三种常见的碱作为激发剂-表DE 矿渣 粉煤灰的化学组成 质量[氧化物T1Z %-?%Z 'S 5%Z 'F A Z R A %Z \1Z %4C Z a %Z 42Z TZ '其他矿渣%)$!!()$*G %'+$**%%(&$&&%%$GG '$&&&$'G 粉煤灰*&$,&'($'!G$%%*$'*&$(('$,%%&$'+%&$(!($%!%&('年+月%+日收到&国家自然科学基金项目"*(%&+*&G #*陕西省青年科技新星计划项目资助"%&('a _L L B +(#资助第一作者简介$白二雷"()G)%#&讲师&博士-研究方向$结构工程*防护工程-E B 7A 1?$=V W ]C <m(,'#;>7-""净浆试件的各部分原材料配比设计如下$矿渣与粉煤灰的质量比为'n (&碱掺量为,$&p &三组试件的水胶比分别为&$%)"H 3(#*&$'("H 3)#和&$'*"H 3*#-试件的具体制作方法为$根据原材料配比进行称料&均匀混合和搅拌"图(为实验所用的净浆搅拌机#后装入!&77s!&77s(,&77的三联模中&然后在振实台"图%#上成型!试体连模一起在养护室"%&t(#u&相对湿度不低于)*p#中养护%!I&然后脱模&再养护至各龄期下强度试验规定的天数"'6*G6*%+6#-到试验龄期时将试件取出&先进行抗折强度试验"图'为试件抗折所用的试验机#&折断后每截再进行抗压强度试验"图!为抗压试验所用的压力试验机#-图("净浆搅拌机图%"振实台图'"净浆抗折试验机图!"*&0压力试验机FE试验结果及分析FG DE试验结果三种水胶比试件的抗折试验和抗压试验结果列于表%b表!&其中'@;表示净浆的抗压强度&'@8c'6*'@8c G6*'@8c%+6分别代表龄期为'6*G6*%+6时的抗折强度&'@;c'6*'@;c G6*'@;c%+6分别代表龄期为'6*G6*%+6时的抗压强度-FG FE结果分析以上碱激发剂配制方案中&包括单掺一种碱*复合掺两种碱和复合掺三种碱三种类型-图*是单掺一种碱作为激发剂时不同水胶比矿渣粉煤灰净浆试件的强度与龄期的关系&从图中可以看出$$R A Z Y对矿渣粉煤灰的活性激发效果明显强于R A%F Z'和R A%T1Z'!%针对每一种配方条件下的激发剂而言&水胶比对试件强度的影响是一致的&都是随水胶比的增大&抗折*抗压强度逐渐减小!&三种碱激发剂制作的试件抗折强度和抗压强度随龄期的变化规律是不一致的&抗折强度的早期效果比较明显&基本上G6时的抗折强度能达到%+6的+&p左右&而抗压强度随龄期近似呈线性增长-表FEY@ 试件的碱激发剂配方优化方案及结果 =C#碱激发剂配方'@8c'6'@8c G6'@8c%+6'@;c'6'@;c G6'@;c%+6R Y'$''*$'!,$!(%!$G%)$+&!!$&+R F&($&,($%+&%$GG,$*&R T&&$++($&,&%$%'*$,'R Y n R Fh(n('$!&!$&+,$!'%&$)&'%$+!**$)*R Y n R T h(n(!$),*$+)G$!G'*$G)!%$(G,!$+,R F n R T h(n(&%$'(%$!'&G$,G(&$+!R Y n R F n R T h(n(n(!$!'*$*G,$+%%+$!G')$G*,%$(G表HEY@ 试件的碱激发剂配方优化方案及结果 =C#碱激发剂配方'@8c'6'@8c G6'@8c%+6'@;c'6'@;c G6'@;c%+6R Y'$%%*$(%*$!!%($%%%*$&+!($(,R F&&$**($&)&%$*%*$*(R T&&$!(&$+,&%$&(!$++R Y n R Fh(n('$**!$(,,$G'%!$!%',$*+*&$+%R Y n R T h(n(!$*%!$++G$')'&$*+!%$&)*G$&)R F n R T h(n(&%$&+%$%*&*$!,)$)&R Y n R F n R T h(n(n('$!&!$&+,$!'%&$)&'%$+!**$)*表KEY@ 试件的碱激发剂配方优化方案及结果 =C#碱激发剂配方'@8c'6'@8c G6'@8c%+6'@;c'6'@;c G6'@;c%+6R Y%$*+!$&,!$'%(,$)+()$),'%$)'R 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n R T h (n (流动性非常好但存在泌水现象R Y n R F n R T h (n (n (凝结速度正常&流动性好&黏聚性较好""分析可知&R A Z Y 碱类激发剂存在凝结时间难以控制*流动性差的弊端&这样会导致材料的制备和大规模应用受到限制!R A %F Z '*R A %T1Z '激发剂存&((科"学"技"术"与"工"程(!卷图G"复合掺三种碱时强度与龄期关系在强度低的弊端&完全达不到强度要求&这样应用于工程是无法满足要求的!R A Z Y 与R A %F Z '和R A %T1Z '的组合可明显弥补以上弊端&充分发挥二者的优势&而且在强度上还能互补&进一步提高单掺一种碱激发剂时的强度水平&充分发挥矿渣*粉煤灰复合胶凝材料的潜在活性&且R A Z Y 与R A %T1Z '的组合效果最好!掺三种碱激发剂的效果不如R A Z Y 与R A %T1Z '的组合效果&这也说明了R A %F Z '作为碱激发剂时发挥的作用不如R A %T1Z '&这主要是因为R A %T1Z '可以调节试验体系中的R A %Z `T1Z %比值&为铝硅酸盐聚合反应提供强碱性环境&同时硅酸钠在聚合反应过程中还起到模板和骨架作用&可以显著调节优化地质聚合物材料的凝结时间-HE 结论为了研究苛性碱类激发剂*碳酸盐类激发剂对矿渣粉煤灰的活性激发特性&选取了R A Z Y *R A %F Z '*R A %T1Z '三种常见的固态碱作为激发剂&设计了单掺和复合掺G 种配方&并进一步制备了三组不同水胶比的净浆试件作为试验对象&测试了试件的'6*G 6*%+6抗折强度和抗压强度&通过对比发现$R A Z Y 与R A %T1Z '组合的复合类激发剂的效果最优&三种碱组合的效果次之&其次是R A Z Y 与R A %F Z '组合&综合考虑工作性也是R A Z Y 与R A %T1Z '组合的复合类激发剂的效果最优&这主要是由于R A %T1Z '既可以调节聚合反应的碱性环境&还可为聚合反应提供模板和骨架作用-参考文献("M A ;I5;>B \>9C A ?S &F A /09>B N >75/_M &_A ?A ?1T$-6I5/1>2;IA 9A ;059B1X A 01>2>80.2C /0527125V A /05C 5>@>?<7591;=12659$D 28?.52;5>8Z 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粉煤灰活性指数试验1. 范围与原理1.1规定了粉煤灰的活性指数试验方法，适用于粉煤灰活性指数的测定。

1.2用活性指数代替抗压强度比，并规定活性指数不小于70%。

1.3按GB/T 17671-1999测定试验胶砂和对比胶砂的抗压强度，以二者抗压强度之比确定试验胶砂的活性指数。

2.材料2.1水泥:GSB 14-1510。

强度检验用水泥标准样品。

2.2标准砂:符合GB/T 17671-1999规定的中国ISO标准砂。

2.3水:洁净的饮用水。

3.仪器设备天平、搅拌机、振实台或振动台、抗压强度试验机等均应符合GB/T 17671-1999规定。

4.试验步骤4.1胶砂配比按下表4.2将对比胶砂和试验胶砂分别按GB/T 17671规定进行搅拌、试体成型和养护。

4.3试体养护至28天，按GB/T 17671规定分别测定对比胶砂和试验胶砂的抗压强度。

5.试验结果活性指数H28=（R/R0）×100H28—活性指数，单位为百分数(%);R—试验胶砂28d抗压强度，单位为兆帕(MPa);R0—对比胶砂28d抗压强度，单位为兆帕(MPa)。

计算至1%。

注:对比胶砂28d抗压强度也可取GSB14-1510强度检验用水泥标准样品给出的标准值。

粉煤灰在混凝土中的作用粉煤灰是燃烧煤粉后收集到的灰粒，亦称飞灰，其化学成分主要是SiO2（45～65%）、Al2O3（20～35%）及Fe2O3（5～10%）和CaO（5％）等，粉煤灰掺入混凝土后，不仅可以取代部分水泥，降低混凝土的成本，保护环境，而且能与水泥互补短长，均衡协合，改善混凝土的一系列性能，粉煤灰混凝土具有明显的技术经济效益。

1 、掺入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性受浆体的体积、水灰比、骨料的级配、形状、孔隙率等的影响。

掺用粉煤灰对新拌混凝土的明显好处是增大浆体的体积，大量的浆体填充了骨料间的孔隙，包裹并润滑了骨料颗粒，从而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。

水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验探究本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！粉煤灰和矿粉是比较典型的可以被激发剂激发而发生水化、产生强度的胶凝材料。

利用粉煤灰、矿粉取代混凝土中的部分水泥和细集料，较好地改善混凝土的某些性能并节约水泥，一直是人们研究、关注的课题，而发挥粉煤灰、矿粉的活性或活性成分，却是充分利用粉煤灰和矿粉作用的关键。

目前，国内外关于粉煤灰和矿粉的活性激发方法主要有物理细磨、单掺化学激发剂、加钙处理等。

通过大量研究人们发现粉煤灰和矿粉的活性在碱性介质或酸性介质，特别是碱性介质中可以得到激发，同时也找到一些激发粉煤灰和矿粉活性的方法和途径，但存在难以快速、充分和经济地激发其活性的问题，表现在粉煤灰和矿粉成型制品早期强度比较低。

因此寻找激发粉煤灰和矿粉活性优化方法，成为现在矿物充分利用的重要课题。

文章在研制出一种矿粉- 粉煤灰水泥基材料的基础上，针对该种水泥基材料，采取对粉煤灰物理细磨和添加水玻璃化学激发剂结合的方法，进一步通过实验研究粉煤灰、矿粉替代水泥胶凝材料制作轻型节能混凝土砌块时，水玻璃掺量对粉煤灰、矿粉及水泥组成的胶凝体系力学性能的影响和粉煤灰、矿粉活性激发作用机理等问题。

1 原材料及试验方法1. 1 原材料水泥: 采用广西柳州鱼峰水泥有限公司生产的P. O42. 5级普通硅酸盐水泥。

粉煤灰( Ⅰ) : 柳州电厂II 级粉煤灰，密度为2. 24g /cm3，比表面积423m2 /kg。

矿粉: 柳州市鱼峰水泥有限公司生产的磨细矿粉，密度2. 64g /cm3，比表面积462m2 /kg。

砂子: 柳江河沙，中砂。

激发剂: 水玻璃。

减水剂: MN -Ⅱ型高效减水剂，柳州市威安混凝土助剂厂，减水率20%左右。

1. 2 试验方法试验的主要目的是确定粉煤灰- 矿粉矿物掺合料在完成物理细磨激活后，进一步选择激发剂水玻璃激活，制作轻型混凝土砌块的优化结果，最终找到一条有效激发粉煤灰和矿粉活性的方法。

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。

清华大学SRT 结题论文矿物掺和料的激发剂研究系别：土木工程系专业：土木工程专业姓名：XXXX指导教师：XXXX二〇一一年十月日中文摘要粉煤灰、矿粉是煤电产业、冶炼产业中最常见的污染物。

随着我国工业化进程的加快，这些污染越来越严重，而将这些有潜在活性的产物用于建筑事业中是一种比较科学、节能的治理方法。

本文通过实验研究了采用有机、无机相复合的激发剂，提高水泥基胶凝材料的活性。

实验结果表明，采用以2%Na SO、240.05%TEA和3%石灰为激发剂，可以显著提高水泥胶砂试件的强度。

关键词：粉煤灰矿粉复合三乙醇胺激发剂目录中文摘要 (Ⅰ)第一章引言 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 主要研究内容 (3)第二章掺激发剂的水泥胶砂强度实验 (4)2.1 实验依据 (4)2.2 实验方法 (5)2.3 实验结果 (6)第三章实验分析 (13)3.1 数据分析 (13)3.2 原理分析 (14)第四章实验结论 (15)第五章前景展望 (15)【参考文献】 (15)第一章引言1.1 选题背景1.1.1 矿物掺和料介绍粉煤灰我国是当今世界上最大的发展中国家，重工业蓬勃发展。

而煤炭是我国电力生产的主要燃料。

煤灰在炉膛中燃烧的时候，其中的不燃物(主要为灰分)大量混杂在高温烟气中。

这些不燃物因受到高温作用而部分熔融，同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。

在锅炉尾部引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。

随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷呈玻璃体状态，从而具有较高的潜在活性。

在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器，被分离、收集，即为粉煤灰。

粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，2009底我国年排渣量已达3.75亿吨。

随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰的处理和利用成为当今的一个亟待解决的问题。

矿粉又名高炉矿渣，是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。