火山灰质材料的火山灰活性检测方法综述

本文将火山灰质材料的火山灰活性检测方法分为直接法和间接法两大类。其中,直接法包括石灰吸收值法,火山灰反应程度评定法和酸、碱溶出度法;而间接法包括物理性能法,水化反应放热量法和物理、化学特征参数法。为正确指导火山灰活性检测方法的应用,本文详细介绍并比较了各检测方法的原理和特点。笔者认为,直接法可直接测定出火山灰质材料与Ca(OH)2反应的程度,但其操作和分析过程相对复杂;间接法可通过测定火山灰质材料对体系物化性能的影响或材料自身的物理、化学特征参数来评价其火山灰活性。本文从材料科学的角度厘清了各检测方法的适用对象,认为应根据不同的火山灰质材料的特性选择与其相适应的火山灰活性检测方法。

钢渣火山灰活性激发研究进展

简述钢渣的基本理化性质,提出钢渣的活性判定方法,进而归纳钢渣所具有的物理激发、化学激发和高温激发三种主要激发方式。钢渣活性激发的核心思想是通过提高钢渣粉磨后的细度、提高钢渣主要矿物组分的活性以及加速其水化反应速度,从而提高钢渣用作活性矿物掺合料拌制混凝土的早期强度及耐久性能。通过归纳与总结,为今后进一步优化钢渣胶凝材料及其在水泥混凝土领域的应用提供参考。

焚烧飞灰火山灰活性测试及评价方法研究

生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用正受到关注,火山灰活性是其应用的重要性能,但目前缺乏可靠的火山灰活化评价方法。鉴于粉煤灰与焚烧飞灰均是焚烧产物,借鉴现有粉煤灰的火山灰活性评价方法,从物质组成(成分结构分析法)、胶凝性能(强度指数法)和化学反应(结合水含量法)三个角度对两种焚烧飞灰(炉排炉、流化床)进行火山灰活性测试和分析,同时与三个等级粉煤灰的测试结果进行对比。结果表明:成分结构分析法和强度指数法均可用于评价焚烧飞灰的火山灰活性,而结合水含量法不适用;非晶相硅铝含量可以作为火山灰活性的表征指标,与强度指数具有一定相关性;强度指数法测试结果受非晶相硅铝与钙相对含量的影响,对于焚烧飞灰,14 d胶砂强度指数即可反映其火山灰活性,而对于粉煤灰,需要考虑采用90 d甚至更长龄期的强度指数来进行评价。

天然火山灰质凝灰岩掺合料物化性能及火山灰活性特征研究

天然火山灰质凝灰岩可用作混凝土掺合料。借助偏光显微镜技术、XRF、XRD和SEM等手段,研究了凝灰岩的矿物组成、化学成分和颗粒形貌;采用活性指数、强度增长率和抗压强度比等指标,分析了凝灰岩掺量、养护龄期和水泥类型对砂浆抗压强度的影响。结果表明:凝灰岩含有大量的低温型硅铝质材料,矿物组成和玻璃质含量对火山灰活性有较大影响,其活性指数在28 d龄期前有增长,56 d龄期后变化较小,并且使用中热硅酸盐水泥测得的凝灰岩活性指数低于普通硅酸盐水泥。凝灰岩对砂浆后期强度的提高能力不足,建议复配其它掺合料共同使用。

煅烧温度对柳叶灰火山灰活性的调控机制

生物质能源作为可再生的清洁能源是传统化石能源的替代品之一,但是其作为工业燃料燃烧时会产生大量具有火山灰活性的生物质灰,研究煅烧温度对生物质灰火山灰活性的调控机制有助于生物质灰的高效利用.基于此,本文测试评价了500、700、850℃柳叶灰的火山灰活性,采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和激光粒度分析仪、显微电泳仪等表征手段,测试了柳叶灰的理化性质;考察柳叶灰替代20%质量分数水泥后柳叶灰-水泥基材料的力学性能;通过强度指数、活性离子析出能力和火山灰反应效率,评价柳叶灰的火山灰活性特征,结合扫描电镜(SEM)、XRD等表征手段,阐明煅烧温度对柳叶灰结构组成及火山灰活性调控机制.结果表明:柳叶灰的主要氧化物为SiO_(2)和CaO,柳叶灰替代部分水泥后500℃柳叶灰-水泥基材料抗压强度最大,强度指数为0.79,具有最强的火山灰活性;500℃和700℃柳叶灰Zeta电位的绝对值和电导率变化率大于850℃的,Si^(4+)析出浓度随煅烧温度升高而下降,过高的煅烧温度会导致柳叶灰出现结渣现象影响火山灰反应的进行.本研究为生物质灰火山灰活性的调控及在水泥基材料中的应用提供理论支撑.

基于不同评价方法的解毒飞灰火山灰活性研究

研究不同工艺处理的解毒飞灰的化学成分、矿物组成和粒径分布特征,采用火山灰性试验法、强度指数法、热分析法对解毒飞灰活性进行评价。结果表明,不同工艺处理的解毒飞灰组成不同,活性差异较大。采用火山灰性试验法,组分中SO_(3)含量会影响其活性,活性依次为:原灰(ZF)>热解水洗飞灰(GF)>热解飞灰(HF);采用强度指数法,在控制比表面积基本相同的条件下,抗压强度比均大于0.65,活性表现为:ZF>HF>GF;采用热分析法,3种飞灰在Ca(OH)_(2)脱水区间失量分别为8.91%、9.38%、9.78%,该方法活性结果与强度指数法一致,但不能定量分析。强度指数法和热分析法更适合定量定性评价解毒飞灰火山灰活性,并且二者之间存在较好的相关性。

硅藻土的火山灰活性研究

采用ICP-OES法,研究了煅烧条件对硅藻土火山灰活性的影响。运用XRD、FT-IR、SEM及EDS等表征方法,对煅烧过程中硅藻土的物相、结构、形貌变化及火山灰活性的作用机理进行了研究和探讨。结果表明：700~1100℃,硅藻土可基本保持多孔结构,仍含有适当数量的活性S i-OH,800℃煅烧硅藻土的火山灰活性最高;粘土矿物在700℃时脱去羟基水,继续升温使层状结构破坏,火山灰活性降低。800℃时保温1 h,可使火山灰活性成分含量由未煅烧时的22.15%提高到37.21%。硅藻土的火山灰活性变化的主要原因是高温作用下宏观孔道结构、表面结构和晶体结构变化综合作用的结果。

煤矸石火山灰活性的快速评价方法

利用全谱直读等离子体发射光谱仪,在不同浓度NaOH溶液中,不同反应温度、不同反应时间的条件下,测定了经热活化、机械力活化的不同细度的煤矸石的Si4+和Al3+离子溶出量。发现在某些实验条件下,各种煤矸石的Si4+和Al3+离子溶出量与其火山灰活性具有良好的相关性。据此建立了在NaOH溶解溶液中,以Si4+和Al3+离子溶出总量为评价指标的煤矸石火山灰活性快速评价方法。结果表明:在40℃,1mol/L的NaOH溶液中,煤矸石的溶解时间仅需3h,其Si4+和Al3+离子溶出总量可作为火山灰活性的判据。

高岭石矿物高温相变过程及其火山灰活性

本文用现代测试方法研究了经不同温度煅烧的高岭土的结构变化及其与火山灰活性的关系。结果表明,煅烧温度为680—980℃的高岭土具有最佳的火山灰活性。

化学激发剂对废弃粗粉煤灰火山灰活性的影响

通过研究不同化学激发剂对废弃粗粉煤灰 -水泥系统的强度发展、水化程度、水化产物等的影响 ,发现掺入Na2 SO4 和 K2 SO4 可以大幅提高废弃粗粉煤灰 -水泥系统在早期和晚期的抗压强度 ,而掺入 Ca Cl2 和 Ca(OH) 2 的效果则不明显 ,X射线衍射的测试结果也证明了这一点。由此说明化学激发废弃粗粉煤灰的火山灰活性重点在于提高系统的p H值。另外 ,水化程度测试的结果显示 ,化学激发剂对粗粉煤灰的促进作用主要集中在 2 8d以前。

废弃粉煤灰火山灰活性的研究

通过对细粉煤灰与废弃粗粉煤灰在强度发展、水化程度、水化产物等方面的对比 ,发现粗粉煤灰在 90 d的强度发展和水化速度大于细粉煤灰。水灰比 ( W/ C)对粉煤灰尤其是粗粉煤灰的火山灰反应影响重大 ,随着水灰比的增加 ,掺粗粉煤灰样品的强度和水化程度都成倍增长。这主要是由于高水灰比有利于 Ca2 +和粉煤灰中溶出的活性成分进入溶液参与反应。这可从扫描电镜 ( SEM)

电解锰渣对粉煤灰火山灰活性的硫酸盐激发

电解锰渣(EMR)是一种富含硫酸盐的惰性硅铝质材料,SO3含量高达15%～20%。粉煤灰-石灰-硫酸盐被作为粉煤灰活性激发的基本系统,而电解锰渣中的硫酸盐能否作为粉煤灰等火山灰质材料的硫酸盐激发剂是值得研究的课题。研究了电解锰渣中硫酸盐对粉煤灰火山灰活性激发的效果,结果显示:30%的电解锰渣对粉煤灰-石灰体系有较好的硫酸盐激发作用,能够加快粉煤灰活性的激发速度和提高粉煤灰活性的激发程度;电解锰渣中的硫酸盐转化为CaSO4.2H2O对粉煤灰-石灰体系的激发效果最好;电解锰渣中存在的易溶性硫酸盐使30%电解锰渣对粉煤灰火山灰活性激发的效果比等当量SO3含量的CaSO4.2H2O好,其作用效果接近于3%Na2SO4对粉煤灰激发的效果。

矿物掺合料火山灰活性的研究

采用强度试验法和酸碱溶出法对原状粉煤灰(FA)、磨细粉煤灰(PFA)、磨细无碱玻璃粉(PNG)和磨细石英粉(PQ)这4种矿物掺合料的火山灰活性进行了对比研究.结果表明:除PQ外,其余3种矿物掺合料火山灰活性的发挥程度均随养护龄期的延长而逐渐增加;4种矿物掺合料的火山灰活性顺序为:PNG>PFA>FA>PQ;在细度相近的情况下,矿物掺合料玻璃体含量高低和钙硅摩尔比大小是决定其火山灰活性的2个重要因素.

火山灰活性评价方法及其影响因素

介绍了国内外水泥混凝土中使用的火山灰质材料活性评价方法的分类和研究现状,并分析了影响火山灰活性的因素,如细度、化学成分、矿物成分和热处理温度等。火山灰活性评价方法主要有酸碱溶出法、石灰吸收法、热分析法等直接测量火山灰活性的方法和强度指数法、电导率法、水化热反应热法等间接测量火山灰活性的方法。通过分析各种影响火山灰活性的因素,得出以下结论:火山灰质材料越细或比表面积越大,火山灰活性越高;火山灰质材料中非晶态硅酸盐和铝酸盐含量越高,则火山灰活性越高;适当的热处理温度将有效提高一些火山灰质材料的火山灰活性。

低温煅烧高岭土火山灰活性对水泥石结构的影响

研究了低温煅烧高岭土的火山灰活性及其对水泥石结构的影响。高岭土经 676℃煅烧 1h ,其质量分数 (下同 )为 74.3%的SiO2 和90 .32 %的Al2 O3呈活性状态 ,火山灰活性最好。硅酸盐水泥砂浆中掺入 15 %的火山灰活性最好的煅烧高岭土 ,可有效降低氢氧化钙含量并减小其粒度 ,相应提高钙矾石、水化硅酸钙和水化铝酸钙含量 ,改善水泥石的微结构 ,可提高水泥砂浆试块 2 8d时的抗压强度

磷渣粉的火山灰活性激发及分析

分别采用机械与化学活化的方式对磷渣粉进行了活性激发,结合强度比与火山灰效应强度贡献率指标评价了不同细度磷渣粉的火山灰活性程度,基于抗压强度比较了硫酸盐与Ca（OH）2的化学激发效果,结合XRD分析了各激发体系的水化产物。试验结果表明,机械粉磨与掺入Na2SO4、CaSO4、Ca（OH）2均能在一定程度上激发磷渣粉的火山灰活性,机械粉磨时存在一个最佳细度（400 m2/kg左右）;化学激发时Ca（OH）的激发效果要优于Na2SO4,且Ca（OH）掺量在5%～10%范围内时激发效果最佳。

废玻璃粉的火山灰活性

研究中位粒径为15.63、14.93、9.54μm的3种废玻璃粉,分别以相同的质量分数取代10%、20%、30%的水泥制成的胶砂试件7、14、21、28、35、120 d的抗压强度比(活性指数),测定不同龄期废玻璃粉石灰溶液与粉煤灰石灰溶液pH。结果表明:取代率越大,废玻璃粉的活性指数越小;35 d以前的龄期,中位粒径为15.63、14.93μm的废玻璃粉组活性指数最大,35~120 d的后期,中位粒径为9.54μm的废玻璃粉组活性指数最大;废玻璃粉组活性指数前期随着龄期的延长呈减小趋势,后期增大,120 d时达90%以上,比粉煤灰组活性指数约小15%;废玻璃粉石灰溶液与粉煤灰石灰溶液前期pH均呈减小趋势,后期增大;废玻璃粉和粉煤灰的石灰溶液均生成大量CaO-SiO2-H2O凝胶,粉煤灰石灰溶液中还有钙矾石生成,说明废玻璃粉后期有很强的火山灰活性。

珍珠岩粉火山灰活性研究

为促进珍珠岩作为水泥基辅助胶凝材料应用,分别采用化学分析活性组分的活性率法、XRD法、砂浆强度比的活性指数法定量分析评判珍珠岩粉火山灰活性大小,并讨论其影响因素.珍珠岩粉化学分析活性组分硅和铝量占全部硅和铝量百分率即活性率32.95%,与沸石粉的相当但低于硅灰的;通过珍珠岩粉XRD{2132}峰半高宽法测定非晶态SiO2含量而计算得其火山灰活性55.23%;以砂浆强度比表述的活性指数研究显示两种细度珍珠岩粉达到国家标准中沸石粉的要求,掺30%珍珠岩粉的活性指数均大于火山灰活性界值0.62.尽管各种方法测试的珍珠岩粉火山灰活性表征参数及其结果有差异,但都可得出珍珠岩粉有较高火山灰活性的结论,其火山灰活性还受SiO2和Al2O3含量、结构非晶态的比率、粉末细度、水化环境等因素影响.

FeO-SiO_2系废渣的火山灰活性研究

通过将FeO-SiO2系渣中典型的镍渣和铜渣掺入硅酸盐水泥中,研究其火山灰活性。研究表明,镍渣和铜渣中的主要矿物相是铁橄榄石,同时含有部分玻璃相。在水化早期火山灰活性较低,但在硅酸盐水泥水化产物氢氧化钙的激发下,后期活性逐渐增加,在28 d时表现较高的活性,随着龄期的增长,强度逐渐增加。而且渣的粒度越小越细,活性越高。镍渣和铜渣对硅酸盐水泥的水化产物略有影响,其主要水化产物仍是水化硅酸钙和钙矾石,能谱分析表明存在部分高铁的水化产物,可能是Fe(OH)2凝胶与水化硅酸钙混合生长。

尾矿的火山灰活性及其在水泥混合材料中的应用

作为一种具有潜在火山灰活性的材料,尾矿近年来在水泥混合材料方面越来越备受关注。文章从激发尾矿潜在火山灰活性、不同种类尾矿应用于水泥混合材料方面进行了简要评述,分析了不同类型尾矿的性能特点和应用情况,指出尾矿作为水泥混合材料的是尾矿综合利用的一条重要途径。