粉煤灰基础知识

粉煤灰基础知识——粉煤灰的活性

2006-09-30 10:06:47

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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。改性剂为生石灰，低钙粉煤灰天生缺钙，加石灰主要是为了提高体系中的CaO/SiO2，从而提高粉煤灰的活化效率。选择激发剂时需要注意的是强碱可能会增加混凝土的碱骨料反应的危险性，氯化物会引起混凝土中的钢筋锈蚀。

三是水热激发。

粉煤灰活性的测试办法，一般采用〈石灰吸收法〉和〈强度试验法〉及〈溶

出度法〉来检验。这三种办法中，只有强度试验法，较为合理一些。

石灰吸收法：这是测定粉煤灰活性的，最古老的方法，又称维卡法。但是如果粉煤灰中的氧化钙，本身就偏高，那石灰的吸收值，自然也就低。

溶出度法：是将粉煤灰，置于或酸、或碱的溶液中，溶解出其中可溶物的成份，测定其可溶部分的含量。但它并不能真实地反映出粉煤灰的活性。

而强度试验法：是目前国内外公认的粉煤灰活性的最佳评定方法。它是用粉煤灰与石灰或水泥熟料结合后，所呈现的强度做为衡量粉煤灰活性的指标。

当然这种方法，也仅仅是在某种特定的试验条件下，才反映出粉煤灰的使用价值的相关性。而不能最终表现出水泥石中多种材料的组成、成分、物理学性质和化学性质。