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经 理 手 机 号 码 ： 1 8 6 3 6 5 8 9 0 9 6 电 话 号 码 ： 4 0 0 0 3 5 5 6 8 1 公 司 地 址 ： 山 西 省 长 治 市 潞 城 区 泽 康 路 G 2 0 7 山 西 嬴 信 科 技 有 限 公 司 联 系 人 ： 手 机 ： 内 容 ： 提 交 版 权 所 有   山 西 嬴 信 科 技 有 限 公 司   晋 I C P 备 1 9 0 0 3 3 0 0 号     石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 作 用 的 研 究 进 展 王 智 钱 觉 时 卢 浩 重 庆 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院   摘 要 : 综 述 了 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 作 用 的 研 究 结 果 , 分 析 了 其 水 化 反 应 过 程 , 提 出 按 等 当 量 比 较 生 、 熟 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 合 理 性 和 可 行 性 , 分 析 了 熟 石 灰 更 有 利 于 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 技 术 、 经 济 优 势 。 关 键 词 : 石 灰 ， 激 发 粉 煤 灰 活 性 ， 等 当 量 ， 熟 石 灰 ， 优 势   粉 煤 灰 具 有 潜 在 火 山 灰 活 性 , 这 种 潜 在 火 山 灰 活 性 需 经 激 发 才 能 得 以 发 挥 , 快 速 、 充 分 、 经 济 地 激 发 粉 煤 灰 活 性 是 粉 煤 灰 资 源 化 利 用 的 要 求 。 粉 煤 灰 呈 酸 性 又 “ 先 天 缺 钙 ” , 人 们 受 天 然 火 山 灰 加 石 灰 制 作 胶 凝 材 料 的 启 发 , 一 直 将 石 灰 作 为 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 物 质 , 对 此 , 国 内 外 研 究 者 做 了 大 量 的 研 究 和 应 用 推 广 工 作 , 为 粉 煤 灰 研 究 和 资 源 化 奠 定 了 理 论 和 实 用 基 础 。 1 　 国 内 外 研 究 的 回 顾 1 . 1 　 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 的 作 用 粉 煤 灰 的 火 山 灰 活 性 早 就 为 人 们 所 认 识 是 因 其 化 学 组 成 与 天 然 火 山 灰 相 似 。 粉 煤 灰 化 学 组 成 与 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 的 化 学 组 成 也 极 其 相 似 , 它 们 均 属 于 C a O S i O 2 A l 2 O 3 系 统 , 其 主 要 区 别 是 化 学 组 分 的 含 量 不 一 样 , 而 以 氧 化 钙 含 量 相 差 大 。 低 钙 粉 煤 灰 的 氧 化 钙 含 量 一 般 不 超 过 1 0 % , 我 国 典 型 高 钙 粉 煤 灰 的 氧 化 钙 含 量 也 不 超 过 2 5 % , 而 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 中 氧 化 钙 含 量 一 般 在 6 2 ～ 6 7 % 之 间 [ 1 ] 。 当 粉 煤 灰 的 氧 化 钙 含 量 较 高 时 就 有 一 定 的 胶 凝 性 能 , 理 论 上 认 为 粉 煤 灰 补 充 氧 化 钙 就 可 能 水 化 硬 化 而 形 成 强 度 。 但 实 际 研 究 和 利 用 表 明 只 向 粉 煤 灰 中 补 充 氧 化 钙 , 虽 能 激 发 粉 煤 灰 的 活 性 , 但 常 温 常 压 下 其 强 度 特 别 是 早 期 强 度 偏 低 , 因 此 , 以 往 研 究 和 应 用 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 多 在 蒸 压 与 蒸 养 条 件 下 进 行 。 后 来 研 究 发 现 : 粉 煤 灰 的 主 要 成 分 为 酸 性 氧 化 物 , 其 活 性 在 碱 性 介 质 中 容 易 得 到 激 发 , 且 需 在 其 它 条 件 下 才 能 得 到 更 快 速 、 充 分 地 激 发 [ 2 ] 。 N a O H 虽 也 是 碱 性 物 质 , 但 与 粉 煤 灰 作 用 却 不 产 生 强 度 , 经 对 其 水 化 产 物 的 微 观 分 析 发 现 : 用 石 灰 激 发 粉 煤 灰 生 成 了 具 有 胶 凝 性 的 水 化 产 物 ( C S H 、 C A H 、 A F t 等 ) , 而 用 N a O H 激 发 粉 煤 灰 则 没 有 生 成 具 有 胶 凝 性 的 水 化 产 物 。 石 灰 不 但 为 粉 煤 灰 活 性 激 发 提 供 了 碱 性 环 境 即 提 供 了 破 解 粉 煤 灰 玻 璃 体 中 的 S i O 、 A l O 键 的 O H , 而 且 还 提 供 了 使 粉 煤 灰 活 性 得 到 激 发 、 水 化 生 成 水 硬 胶 凝 性 产 物 所 需 的 C a 2 + , 同 时 促 进 水 化 生 成 物 转 化 成 更 稳 定 、 强 度 的 水 化 产 物 , 是 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 必 要 条 件 [ 3 ] 。 1 . 2 　 生 、 熟 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 的 差 别 无 论 采 用 生 石 灰 或 熟 石 灰 , 其 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 的 基 本 机 理 是 相 同 的 , 从 理 论 上 看 其 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 程 度 也 是 相 同 的 , 但 从 前 人 和 我 们 的 研 究 结 果 来 看 , 它 们 之 间 存 在 较 大 的 差 别 。 以 前 , 国 内 学 者 和 国 外 部 分 学 者 用 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 时 倾 向 于 使 用 生 石 灰 , 认 为 生 石 灰 消 解 时 产 生 大 量 的 水 化 热 , 有 利 于 粉 煤 灰 的 活 性 激 发 及 水 化 胶 凝 物 质 的 生 成 , 同 时 在 拌 和 好 的 浆 体 中 生 石 灰 消 解 需 要 一 部 分 水 , 使 浆 体 中 游 离 水 减 少 , 硬 化 体 中 孔 隙 率 降 低 , 这 些 因 素 均 有 利 于 强 度 的 提 高 , 因 此 , 认 为 生 石 灰 比 熟 石 灰 更 有 利 于 粉 煤 灰 活 性 的 激 发 [ 1 , 3 ] 。 但 国 外 有 学 者 考 虑 熟 石 灰 在 加 工 、 储 存 、 细 度 及 体 积 安 定 性 等 方 面 的 优 势 , 利 用 熟 石 灰 激 发 粉 煤 灰 的 活 性 , 并 取 得 了 较 好 的 效 果 [ 4 ] , 但 没 有 对 生 、 熟 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 差 别 和 机 理 进 行 研 究 。 因 此 , 以 住 对 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 研 究 多 指 生 石 灰 的 激 发 作 用 。 2 　 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 作 用 的 再 认 识 2 . 1 　 条 件 对 比 采 用 生 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 , 加 水 搅 拌 后 生 石 灰 与 水 迅 速 消 解 生 成 C a ( O H ) 2 , 然 后 C a ( O H ) 2 再 与 粉 煤 灰 中 的 S i O 2 和 A l 2 O 3 反 应 生 成 具 有 胶 凝 性 的 物 质 而 产 生 强 度 。 就 其 水 化 反 应 过 程 来 看 , 终 参 与 反 应 的 是 C a ( O H ) 2 , 而 不 是 C a O 。 因 此 , 用 熟 石 灰 代 替 生 石 灰 的 效 果 应 该 是 一 样 的 或 者 差 别 不 大 。 但 以 往 研 究 的 试 验 结 果 表 明 采 用 熟 石 灰 的 强 度 却 明 显 低 于 生 石 灰 的 。 资 料 [ 2 , 3 ] 和 我 们 前 期 试 验 发 现 : 过 去 比 较 生 、 熟 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 的 激 发 效 果 都 是 以 等 质 量 为 比 较 条 件 。 然 而 , 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 终 参 与 激 发 的 是 C a ( O H ) 2 , 因 而 比 较 生 、 熟 石 灰 对 粉 煤 灰 激 发 效 果 应 该 是 以 等 当 量 的 C a O 或 C a ( O H ) 2 作 为 比 较 条 件 。 因 为 1 克 C a O 与 水 反 应 可 生 成 1 . 3 2 克 C a ( O H ) 2 , 即 等 质 量 的 生 、 熟 石 灰 终 提 供 的 C a ( O H ) 2 量 是 不 相 等 的 , 生 石 灰 终 提 供 的 C a ( O H ) 2 是 等 质 量 熟 石 灰 1 . 3 2 倍 。 而 粉 煤 灰 活 性 激 发 需 要 不 断 地 消 耗 C a ( O H ) 2 , 等 质 量 的 生 、 熟 石 灰 提 供 的 C a ( O H ) 2 却 是 不 相 等 的 , 从 这 个 角 度 出 发 , 在 比 较 生 、 熟 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 的 激 发 效 果 以 等 质 量 为 比 较 条 件 是 不 恰 当 的 , 应 该 以 等 当 量 为 比 较 条 件 , 即 1 克 生 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 效 果 应 该 是 与 1 . 3 2 克 熟 石 灰 的 激 发 效 果 进 行 比 较 。   2 . 2 　 试 验 结 果 采 用 重 庆 电 厂 干 排 灰 和 保 定 电 厂 的 干 排 灰 , 重 庆 灰 属 于 三 级 灰 , 见 表 1 。   试 验 中 重 庆 电 厂 的 粉 煤 灰 还 采 用 磨 细 灰 和 超 细 灰 , 其 密 度 分 别 为 2 . 5 6 × 1 0 3 k g / m 3 、 2 . 7 0 × 1 0 3 k g / m 3 , 比 表 面 积 分 别 为 6 9 0 m 2 / k g 、 1 2 1 0 m 2 / k g 。 采 用 重 庆 歌 乐 山 石 灰 , 活 性 7 7 % , 为 中 速 灰 。 生 熟 石 灰 筛 余 量 为 0 . 8 % , 生 石 灰 筛 余 量 2 . 0 % 。 硫 酸 钠 为 工 业 芒 硝 。 砂 为 标 准 砂 。 试 验 中 考 虑 到 单 独 使 用 石 灰 的 强 度 低 , 不 便 于 比 较 , 故 掺 入 激 发 效 果 较 好 的 硫 酸 钠 以 提 高 强 度 , 掺 量 为 粉 煤 灰 和 生 石 灰 总 量 的 3 % [ 3 ] , 在 熟 石 灰 与 生 石 灰 进 行 当 量 换 算 时 硫 酸 盐 的 掺 量 仍 为 粉 煤 灰 和 生 石 灰 总 量 的 3 % , 粉 煤 灰 的 掺 量 为 8 0 % , 生 石 灰 2 0 % 。 采 用 生 石 灰 时 水 胶 比 取 0 . 4 8 , 采 用 熟 石 灰 时 取 0 . 4 6 ; 试 件 在 标 准 养 护 室 进 行 养 护 , 先 在 空 气 中 养 护 7 天 , 然 后 进 行 水 养 。 其 它 参 照 G B 1 7 7 8 5 《 水 泥 胶 砂 强 度 检 验 方 法 》 进 行 ; 其 试 验 结 果 见 表 2 。   试 验 结 果 表 明 : 以 等 质 量 比 较 , 在 原 状 灰 和 超 细 灰 试 验 中 , 熟 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 的 胶 砂 强 度 低 于 生 石 灰 激 发 的 胶 砂 强 度 , 磨 细 灰 试 验 中 , 熟 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 的 胶 砂 强 度 甚 至 高 于 生 石 灰 激 发 的 胶 砂 强 度 ; 以 等 当 量 比 较 , 四 种 灰 的 试 验 中 熟 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 的 胶 砂 强 度 都 高 于 生 石 灰 激 发 的 胶 砂 强 度 。 因 此 , 从 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 效 果 来 看 , 以 等 当 量 熟 石 灰 取 代 生 石 灰 , 熟 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 具 有 一 定 优 势 。 2 . 3 　 实 际 应 用 的 合 理 性 和 可 行 性 采 用 生 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 , 由 于 生 石 灰 是 块 状 的 , 须 经 磨 细 、 筛 分 达 到 一 定 细 度 , 才 能 满 足 水 化 反 应 的 要 求 , 特 别 是 在 生 产 建 材 制 品 时 , 拌 和 好 的 料 还 要 通 过 轮 碾 、 陈 化 才 能 满 足 生 产 要 求 , 制 品 养 护 还 要 喷 水 、 加 盖 保 水 层 才 能 表 面 不 开 裂 , 而 磨 细 、 筛 分 、 轮 碾 、 陈 化 、 喷 水 、 加 盖 保 水 层 不 仅 增 加 了 生 产 工 艺 的 复 杂 程 度 , 而 且 提 高 了 粉 煤 灰 建 材 制 品 生 产 成 本 。 熟 石 灰 是 生 石 灰 消 解 而 成 的 , 该 过 程 在 自 然 条 件 下 是 一 自 发 过 程 , 不 需 要 外 界 条 件 和 能 量 ; 熟 石 灰 是 粉 末 状 的 , 细 度 相 当 小 , 足 以 满 足 生 产 要 求 ; 且 在 生 产 过 程 中 无 石 灰 消 解 发 热 和 游 离 氧 化 钙 的 破 坏 作 用 , 相 对 简 化 了 生 产 , 与 生 石 灰 相 比 采 用 熟 石 灰 能 降 低 粉 煤 灰 产 品 的 生 产 成 本 , 即 使 是 采 用 等 当 量 的 熟 石 灰 也 不 会 增 加 成 本 。 因 此 , 从 实 际 应 用 来 看 , 以 等 当 量 为 比 较 条 件 , 比 较 生 、 熟 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 是 合 理 可 行 的 ; 这 种 合 理 性 和 可 行 性 已 在 我 们 的 中 试 试 验 中 得 到 体 现 。 2 . 4 　 讨 　 　 论 以 等 当 量 比 较 , 熟 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 综 合 效 果 要 比 用 生 石 灰 好 , 原 因 [ 3 ] 是 : ( 1 ) 生 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 , 特 别 是 生 石 灰 掺 量 较 大 , 水 化 反 应 后 有 大 量 的 游 离 氧 化 钙 存 在 , 可 能 引 起 体 积 安 定 性 不 良 , 石 灰 颗 粒 越 粗 , 由 游 离 氧 化 钙 引 起 的 体 积 安 定 性 不 良 的 可 能 性 就 越 大 。 ( 2 ) 生 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 时 , 加 水 拌 和 首 先 是 生 石 灰 与 水 反 应 生 成 熟 石 灰 , 熟 石 灰 溶 解 于 水 电 离 出 C a 2 + 和 O H , 而 生 石 灰 的 消 解 会 受 到 硫 酸 盐 的 抑 制 [ 1 ] , 将 减 小 系 统 液 相 介 质 的 O H 浓 度 , 降 低 碱 性 介 质 对 粉 煤 灰 网 络 四 面 体 的 破 解 能 力 , 终 降 低 对 粉 煤 灰 活 性 的 激 发 效 果 。 ( 3 ) 由 于 生 石 灰 需 要 吸 水 消 解 , 系 统 的 需 水 量 大 , 导 致 整 个 系 统 标 准 稠 度 需 水 比 大 , 与 同 细 度 的 熟 石 灰 相 比 , 采 用 生 石 灰 成 型 所 需 的 水 灰 比 相 对 较 大 。 ( 4 ) 通 常 采 用 的 生 石 灰 是 磨 细 生 石 灰 , 熟 石 灰 是 消 解 的 粉 末 状 物 质 , 其 比 表 面 积 相 对 于 一 般 的 磨 细 生 石 灰 要 大 得 多 , 在 某 种 程 度 上 也 利 于 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 。 3 　 结 　 　 论 石 灰 是 粉 煤 灰 的 碱 性 激 发 剂 , 其 主 要 作 用 是 提 供 O H 破 解 粉 煤 灰 活 性 成 分 中 的 S i O 和 A l O 键 、 补 充 粉 煤 灰 水 化 反 应 所 需 的 C a 2 + 、 促 进 水 化 产 物 的 形 成 、 转 化 等 作 用 , 是 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 必 要 条 件 。 以 往 的 研 究 一 直 认 为 生 石 灰 比 熟 石 灰 有 利 于 粉 煤 灰 活 性 激 发 。 其 比 较 生 、 熟 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 效 果 是 以 等 质 量 为 比 较 条 件 , 而 终 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 是 C a ( O H ) 2 , 应 以 等 C a O 或 C a ( O H ) 2 当 量 为 比 较 条 件 。 以 此 为 条 件 , 试 验 结 果 表 明 , 熟 石 灰 对 粉 煤 灰 活 性 激 发 的 效 果 比 生 石 灰 要 好 。 采 用 生 、 熟 石 灰 激 发 粉 煤 灰 活 性 的 主 要 差 别 是 熟 石 灰 无 体 积 安 定 性 不 良 的 破 坏 因 素 、 系 统 需 水 比 小 、 熟 石 灰 细 度 小 和 生 石 灰 的 消 解 要 受 硫 酸 盐 的 抑 制 等 因 素 而 产 生 的 。 自 保 温 砌 块 轻 质 混 凝 土 砌 块 轻 质 混 凝 土 砌 块 轻 质 混 凝 土 砌 块 自 保 温 砌 块 自 保 温 砌 块 自 保 温 砌 块 轻 质 混 凝 土 砌 块 自 保 温 砌 块 自 保 温 砌 块 4 0 0 0 3 5 5 6 8 1 1 8 6 3 6 5 8 9 0 9 6 手 机 站 二 维 码 T O P

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