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        粉煤灰活性激發的方法及機理

        來源:www.salutationsofdelray.com 發表時間:2023-05-17

          粉煤灰活性激發的方法及機理

          1物理激發

          物理激發活性可以分為兩個方面:一方面粉碎大多孔的玻璃顆粒,增加比表面積,改善顆粒級配;另一方面,它破壞了玻璃體表面的致密結構,使內部活性SiO2與Al2O3溶解,提高了其活性。

          Kumar等[5]將粉煤灰分別粉磨5、10、20、30、45、60、90分鐘后,發現粉煤灰經機械研磨后破裂,石英和莫來石結晶度降低,無定形SiO2含量增加。Du等[6]研究發現,在粉煤灰等量替代70%水泥的情況下,粉煤灰活性激發效果好,水泥水化反應速度最快,凈漿試塊28d抗壓強度達到16MPa,比未研磨的粉煤灰抗壓強度提高40%。

          2水熱激發

          水熱激發是指在蒸汽養護的水熱條件下,粉煤灰破壞了玻璃體的網絡結構,硅氧四面體[SiO4]聚合體解聚成單聚體和雙聚體,玻璃體中的活性Al2O3、SiO2溶解。羅忠濤等[7]研究發現,活性SiO2和活性Al2O3的溶出量隨著80℃堿性水熱條件(如圖2所示)的增長而增加(1~14d)呈快速增長趨勢。Ma等[24]研究發現,當溫度為200℃時,80%的粉煤灰可以在1mol/L的NaOH堿性條件下活化,當溫度高于300℃時,粉煤灰的活化程度大于90%。

          3化學激發

          化學刺激是指酸(H2SO4)、HCl、HF等)、堿[Ca(OH)2、NaOH、KOH等]、鹽(CaSO4)、Na2SO4、NaCl、CaCl2等)、三異丙醇胺胺有機溶劑(TIPA)、三乙醇胺(TEA)、聚丙烯酰胺(PAM)等待與粉煤灰混合,通過改變粉煤灰玻璃體的結構來激發其活性。

          酸激發

          酸激發是指將強酸與粉煤灰混合進行預處理,通過強酸腐蝕粉煤灰玻璃體的致密表面,釋放活性成分。如圖3所示,在H+的侵蝕下,粉煤灰表面的可溶性方鈉石溶解,破壞表面結構,導致內部無定形硅和鋁硅酸鹽溶解。

          于繼壽等使用硫酸、鹽酸、氫氟酸來刺激粉煤灰活性,發現硫酸的刺激作用理想,當硫酸濃度為0.25mol/L時,材料的抗壓強度大,比空白組高22%,隨后隨著濃度的增加,抗壓強度降低。

          堿激發

          NaOH溶液中低鈣粉煤灰的活化機理,在OH-的作用下,粉煤灰中的Si-O-Si、Si-O-Al和Al-O-Al鍵斷裂,鋁氧四面體或硅氧四面體網絡結構受損,分別形成Al解聚分別形成Al。(OH)4-或Al(OH)63-、Si(OH)3-或SiO2(OH)等離子體單體22-。

          在堿激發粉煤灰活性的過程中,粉煤灰-石灰系統是基本的活性激發系統。Velandia等[11]研究了生石灰和熟石灰對粉煤灰活性的影響,發現當粉煤灰等量取代50%(質量分數,下同)水泥和激發劑摻量為粉煤灰質量的3%時,生石灰對粉煤灰的活性激發最好的。Duxson等[12]研究還發現,NaOH比KOH更能激發粉煤灰的活性,這是因為陽離子半徑越小,越容易遷移到凝膠網中平衡負電荷,從而促進活性物質的釋放。

          

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