文档介绍：提高粉煤灰活性效应的研究

摘要:本文采用化学激活的方法来研究提高粉煤灰的活性。通过设计实验方案:以粉煤灰、水泥、激发剂为粉煤灰砌块的原料,从配合比入手,通过设计多组配方,进行正交实验,研究得出理想的高强度粉煤灰砌块的实验配方。
关键词:粉煤灰高强度砌块化学激活
粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。用于生产建材产品,从节省自然资源、节约能源、节省土地、减少废物对环境的危害,以及推动新型建筑材料的发展等诸方面均有显著的效益和重要的意义。
我国粉煤灰综合利用率由1994年的35%提高到2011年的68%。“十一五”期间,粉煤灰综合利用率保持在67%左右,超过了美国等发达国家。但近年来我国火力发电发展较快,粉煤灰产量逐年增加,粉煤灰综合利用在我国区域发展不平衡的问题较为突出。所以我国鼓励在具备条件的建筑筑路登工程中使用符合国家或行业质量标准的粉煤灰及其制品。因此,我们可以利用粉煤灰的性能有效地替代部分水泥,提高建筑的强度。
但是因粉煤灰活性较低,导致其建材制品强度不足。究其原因是因为粉煤灰的活性没有很好的激发出来。因此,研究提高粉煤灰活性的措施是解决粉煤灰利用率的主要问题。
一、粉煤灰的活性
粉煤灰的活性一般包括物理活性和化学活性。
粉煤灰的物理活性产生的效应包括减水效应和微集料效应。减水效应也称颗粒形态效应,主要是指粉煤灰中球形玻璃体起滚珠轴承作用, 从而使掺粉煤灰体系的流动性提高, 起减水作用;微集料效应是指粉煤灰颗粒充当微小集料,均匀分布在体系之中, 填充孔隙和毛细孔, 改善体系的孔结构和增大密实度。
粉煤灰的化学活性指粉煤灰的火山灰性质,它来源于煤粉在高温燃烧后收缩成球状液珠后迅速冷却而形成的玻璃体中可溶性SiO2 与Al2O3。。它们在有水的条件下,可与氢氧化钙在常温下反应生成稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。与火山灰质材料一样,当与石灰、水泥熟料等碱性物质混合并加水搅拌成胶泥状态后,便可凝结、硬化,并具有一定的强度。粉煤灰的化学活性取决于化学成分、物理性能及结构特征。高温熔融并骤冷的粉煤灰含有大量表面光滑的玻璃珠,这些玻璃珠还有较高的化学性能,是粉煤灰具有活性的主要矿物相。玻璃珠的活性成分SiO2和Al2O3量越多,活性越高。由于粉煤灰中的玻璃体是保持在高温液态结构排列方式的介稳结构,在常温常压下很稳定,表现出较高的化学稳定性。因此在自然环境下一般要养护一个月或更长时间激发,化学活性才能激发出来。
二、不同激活方法的比较
粉煤灰活性激发的方法有物理激发、化学激发和物理化学激发。
(1)物理激发:粉煤灰的粉磨,分选和养护温度的控制。物理激发的原理利用了粉煤灰的形态效应和微集料效应,虽然能提高粉煤灰的早期强度,但其活化程度有限。如机械粉磨激发粉煤灰活性虽然工艺简单、成本较低, 但是由于机械粉磨的激发效果随粉煤灰粒径的减小而呈指数下降, 而且细磨粉煤灰对体系的而对玻璃体表面破坏带来的活性效应还在其次,因此机械粉磨较适用于粗灰, 对细灰的作用不是很明显,难以较大幅度地提高粉煤灰的活性。
(2)化学激发:各类碱、硫酸盐或多种复合剂激发。只要直接在水泥—粉煤灰体系中,加入少量的化学激发剂