玻璃粉的活性激发技术及机理研究进展

刘光焰;樊磊;金大智;卢瑞阳;李龙姣

【摘要】废玻璃的排放量每年递增,回收利用废玻璃成为城市管理的一个重要问题,但由于尺寸、颜色、化学组分不同,使得这些废玻璃不能再循环生产新的玻璃产品.开展废玻璃作为辅助胶凝材料应用于混凝土中的研究,不仅符合现代混凝土技术的发展方向,也符合我国可持续发展战略.介绍了国内外玻璃粉的潜在火山灰活性激发方法及其增加玻璃粉体系强度的激发机理,为废玻璃资源利用化提供理论依据和技术支撑.

【期刊名称】《科学技术与工程》

【年(卷),期】2016(016)026

【总页数】7页(P152-157,194)

【关键词】玻璃粉;火山灰活性;激发方法;活性机理

【作者】刘光焰;樊磊;金大智;卢瑞阳;李龙姣

【作者单位】桂林理工大学广西建筑新能源与节能重点实验室,桂林541004;桂林理工大学土木与建筑工程学院,桂林541004;桂林理工大学广西建筑新能源与节能重点实验室,桂林541004;桂林理工大学土木与建筑工程学院,桂林541004;桂林理工大学土木与建筑工程学院,桂林541004;桂林理工大学土木与建筑工程学院,桂林541004;桂林理工大学土木与建筑工程学院,桂林541004

【正文语种】中文

【中图分类】TU528

全世界每年的废弃玻璃约1 400万吨[1]，我国每年城市的废弃玻璃约为450～

750万吨，占城市生活垃圾总量的3%～5%[2]。理论上，回收的废弃玻璃可以重

新熔化生产新的玻璃制品而不会降低本身的物理和化学性能，但由于尺寸、污染、颜色等原因，使得这些废弃玻璃不能循环再利用，90%被简单堆放和掩埋[3]。大

量废弃玻璃不仅占用土地资源，还影响生态环境。废玻璃在水泥基材料领域中的应用研究从1963年开始，最初将废玻璃部分替代骨料[4—8]用于混凝土及水泥制品。废玻璃是易碎材料，作为骨料会在制备过程中二次破碎，从而影响混凝土性能[9，10]，而且玻璃中含有大量活性二氧化硅会与水泥水化产生的Ca(OH)2发生碱硅

反应[11—16]，因此，废玻璃不是作为骨料的理想材料，而废玻璃中潜在水硬性

和火山灰活性决定其作为辅助胶凝材料的可能。开展废弃玻璃作为辅助胶凝材料[17—20]应用于混凝土[21，22]的研究，研究玻璃粉对耐久性[23—29]的贡献作用，符合新型混凝土技术发展[30—34]的方向。目前，废弃玻璃已经在各种土木

建筑工程[35—38]和其他相关领域[39，40]中得到了广泛的应用，这些应用都是

基于废弃玻璃的火山灰活性的利用[41，42]。但是由于废弃玻璃含有大量无定形SiO2，而决定潜在火山灰性的大小因素是无定形体含量和Ca/Si摩尔比[43]，根

据键和理论，废弃玻璃的化学键非常牢固，难以破坏，使得废弃玻璃活性低、废弃玻璃混凝土的早期强度偏低[44—47]、力学性能[48—50]与工作性[51，52]较普

通硅酸盐混凝土稍差、水化反应程度较弱[53]、水化产物数量较少和微观结构发育不良[54—56]等，限制了其应用。因此，如何充分和有效地将废弃玻璃粉潜在的

火山灰活性激发出来，成为当前亟待解决的技术难题，国内外研究者为此做了大量的研究工作[57]。

玻璃含大量无定形SiO2，而无定形或玻璃态SiO2是火山灰材料的主要成分，因此，废玻璃粉具备了火山灰活性材料的基本要求[58，59]。如表1所示，废玻璃

粉和粉煤灰化学组分极其相似，两者的SiO2和Al2O3总含量一般在70%以上

[58，61]；从微观结构来看，两者都在反应中形成了硅氧四面体的三维网状结构[62]。由此可得废玻璃粉与粉煤灰的活性极其相似，其活性来源为物理活性与化学活性。

废玻璃粉的物理活性产生的效应包括微集料效应、形态效应和密实效应。微集料效应是玻璃粉充当微小集料起填充作用[63，64]，优化颗粒级配，使颗粒的分散更

加均匀，从而提升复合体系强度。密实效应是微集料效应和火山灰效应的共同作用，一般认为废玻璃粉能够改善胶凝体系的孔结构，从而提高密实度。废玻璃粉的形态效应几乎可以忽略，由于废玻璃粉颗粒形貌表面较为光滑，多呈不规则的棱角状、块状和碎屑状等形态，严重阻碍了废玻璃粉形态效应。因此，废玻璃粉的微集料效应与密实效应共同构造了废玻璃粉体系的早期活性。

废玻璃的化学活性主要来源于玻璃体颗粒内部空间中可溶性的活性SiO2、Al2O3等，玻璃粉中活性SiO2、Al2O3溶于水之后，与水泥水化反应生成的Ca(OH)2

反应，生成水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(C-A-H)[65，66]

mCa(OH)2·SiO2·nH2O

mCa(OH)2·Al2O3·nH2O

玻璃粉中虽含有无定形的高二氧化硅，满足火山灰活性的基本条件，但是由于[SiO4]4-的聚合度很高，存在过多的高能键组分，其断键熔融越难，使得具有潜在水硬活性、火山灰活性的玻璃体相含量仍然低。因此，玻璃粉火山灰活性大部分是潜在的，要提高其早期活性，必须加以激发，使玻璃粉的潜在火山灰活性充分发挥出来。在玻璃粉活性激发方面，有机械激发法、化学激发法、机械-化学共激发法、高温激发法以及复合激发法等几种。

2.1 机械激发

机械活化是采用机械粉磨的方式将粗大多孔的玻璃体粉碎，使较大的玻璃体变成碎屑，使玻璃粉产生物理效应(颗粒细化，颗粒比表面积增大)，改善颗粒级配，从而

增加了玻璃粉颗粒与水反应时的接触面，增加了玻璃粉反应活性；另一方面，玻璃粉在受到机械力作用时，粒度减小的同时，自身晶体结构、化学组成、物理化学性质等一定程度上会发生变化，使玻璃粉产生结晶效应(晶格缺陷、晶格畸变、结晶

度降低、甚至无定形等)和化学效应(高能键组分断裂，产生新的化学物晶核，整个体系发生化学变化)。研究表明[67]：机械活化使玻璃粉坚固的表面遭到破坏，使

活性SiO2、Al2O3释放出来，加快了水化反应速度，从而使复合体系早期活性提升；粉磨使玻璃粉颗粒细化，使体系具有更好的密实性，而且，当玻璃粉颗粒较细时(比表面积400～600 m2/kg)[68]，玻璃粉掺量低于 40%时对混凝土性能影响

不大，虽玻璃粉混凝土早期强度稍低于基准混凝土，但后期强度更高，似乎玻璃粉颗粒越小，其火山灰活性越高，与相同掺量、比表面积的玻璃粉水泥浆相比，由于玻璃吸水性低的特性，使玻璃粉水泥浆体系流动性增加，从而减少了需水量，即有更高的水化反应程度[69]。

虽然通过机械粉磨能够提高玻璃粉的比表面积，将传统的低活性玻璃粉加工成高活性矿物掺和料，但是机械粉磨效果随玻璃粉比表面积的增大而减小，玻璃粉二次团聚效应也是导致玻璃粉活性减小的原因之一，而且玻璃粉的早期活性主要来自磨细玻璃粉的形态效应，因此，仅仅通过机械粉磨难以较大提升玻璃粉活性，而且过分强调玻璃粉比表面积增大也会提高制备成本。研究表明[70]，玻璃粉机械粉磨到比表面积400～600 m2/kg时比较合适，再提高玻璃粉比表面积并不能显著提高玻

璃粉活性，玻璃粉机械粉磨过程具有初期粉磨效率较高，后期效率低的特点，粉磨120 min之后已接近平衡状态。

2.2 化学激发

化学激发法是通过加入化学激发剂，使原来不具有水化活性或者水化活性较低的物质具有水化活性。一般认为，常用的玻璃粉的化学激发方法有酸激发、碱激发和盐激发等。玻璃粉与粉煤灰化学组分极其相似，“先天性缺钙、低钙”，与水泥相比，

CaO含量小于10%，因此，认为玻璃粉化学激发与粉煤灰激发方式相差不大，主要为三个思路[71]：一是“补钙”，提高水化体系的CaO/SiO2比；二是破坏颗

粒玻璃体表面光滑致密、牢固的Si-O-Si和Si-O-Al网络结构；三是激发生成具有增强作用的水化产物或促进水化反应，对复合体系起积极作用。

2.2.1 酸激发

玻璃粉与粉煤灰的酸活化有异曲同工之处。一般认为，强酸与玻璃粉混合进行处理，然后陈放一段时间。通过强酸对玻璃粉颗粒表面的侵蚀作用，打破高能键，从而形成新的表面活性点。酸激发的实质是破坏玻璃粉颗粒表面结构，从而达到玻璃粉改性、加快玻璃粉在复合体系反应活性的目的[72]。

常用的强酸有硫酸、盐酸、氢氟酸等，虽然硫酸激发效果较好，但是含量过高，可能会造成体系酸度增强，从而使后期强度和耐久性降低。而且酸激发成本较高、可能还会对玻璃粉体系造成负面影响等几方面综合考虑，因此在实际应用比较少。2.2.2 碱激发

玻璃粉的化学组分、矿物组分与粉煤灰极其相似，主要成分是酸性氧化物，呈弱酸性，因此，根据酸碱中和的原理，在碱性环境中玻璃粉的活性比较容易被激发。玻璃粉中硅酸四面体三维网状结构较为牢固，网络结构聚合度相对较高，因而激发玻璃粉活性的关键在于如何打破内部Si—O、Al—O高能键。碱激发的主要机理是

增加复合浆体的OH-浓度，促使内部Si—O、Al—O高能键断裂，加快复合体系

早期水化反应速率，提高水化反应程度[73]。

Si—O、Al—O键的断裂，理论上将会消耗更多的Ca(OH)2，而且碱激发使玻璃

粉发生火山灰反应，生成C—S—H和C—A—H胶体。如果根据碱度决定活性的

观点，碱激发的掺入会使玻璃粉体系活性增强。

常用的碱激发剂有生石灰、熟石灰、NaOH、KOH和强碱弱酸盐等，从使用性能、易获得性考虑，碱性激发剂在水泥中的应用较为普遍。研究表明：NaOH和

Na2CO3使玻璃粉体系Si—O溶解，OH-浓度的增加降低了Ca2+的溶解度,因而影响到水泥水化速度，并且使玻璃粉在复合体系中也充当激发剂的作用，增加玻璃粉体系的早期活性[74]。

NaOH促进玻璃粉潜在火山灰活性的激发，降低水化硬化体系的孔隙率和孔隙尺寸，对玻璃粉体系的早期强度起积极作用[75]。但是，当使用NaOH、KOH等强

碱激发剂掺量超过1%时，可能会一起乏碱现象，在干燥环境中容易开裂并迅速碳化，而且碱骨料反应的发生，更是使混凝土的强度和耐久性带来不利影响[76]。2.2.3 硫酸盐激发

硫酸盐对玻璃粉活性的激发主要在于与强碱的双重激发，一般认能生成更多C—S—H胶体，促使复合体系水化反应的进行，并且能增强水化反应程度，从而使玻璃粉反应活性提升。研究表能促进活性Al2O3的溶出，使玻璃粉颗粒中Si—O、Al—O键断裂；另外，和钙矾石有一定的膨胀作用，对复合体系起物理填充作用，进而提高体系的密实度。从SEM下可以看到[79]，复合体系块状的水化产物减小

而絮凝状的水化产物增多，表明随着Na2SO4掺量的增大，玻璃粉的水化程度也

提高了；当掺量为3%～4%时，玻璃粉的活性指数随激发剂掺量的增大呈增大的

趋势，当掺量为4%～5%时，玻璃粉的活性指数随激发剂掺量的增大而呈减小的

趋势。

石膏和芒硝是典型的硫酸盐，硫酸盐较氯盐易获得且成本低廉，具有缓凝和气硬的作用，在混凝土和水泥制品等领域广泛应用；而且Na2SO4的激发效果也要优于

氯盐激发，不仅是因为Na2SO4不会引起钢筋的锈蚀，而且Na2SO4更易溶于水，水解后还可提高溶液中的OH-浓度，促使玻璃粉硅酸四面体三维网状结构的解体，加速玻璃粉体系水化反应的进行，因此，Na2SO4的激发能起到强碱和硫酸盐的

双重活化作用。

2.3 高温激发

高温激发玻璃粉活性一般采用蒸压蒸养的方式，在水化热的激发下，玻璃粉的硅酸四面体三维网状结构更容易被破坏，从而使网络结构的聚合度降低，形成单聚体和双聚体[80]。而且温度越高，加剧聚合体的解聚，活性SiO2、Al2O3更加容易释放，促使水化反应的进行，同时，加快矿物结构的转移与水化产物的形成，也是玻璃粉活性的重要来源[81]。

≡Si—O—H+H—O—Si≡

实验表明[82]，图1中蒸压温度从20 ℃上升到40 ℃时，20%玻璃粉配置的水泥

浆28 d抗压强度从27.2 MPa提高到45.1 MPa，高温活化率1.41倍；40%玻璃粉配置的水泥浆28 d的抗压强度从21.4 MPa提升到32.1 MPa，高温活化率达1.5倍，可见，在高温激发的条件下，加快了玻璃粉体系中[SiO4]4-四面体的解聚，而且，随着玻璃粉掺量的增加，高温激发的效果也愈发明显。

在较高的养护温度作用下，高温水蒸汽能够快速进入混凝土结构体系的内部，提高混凝土水化反应的驱动力，延长由成核生长的机理控制的水化反应时间，推迟水化反应进入的扩散控制时间，使Ca2+能够充分吸收能量进行扩散渗透，从而提高水化反应程度[83]。

2.4 复合激发

单独使用激发剂的效果有时并不明显，而通过两种或两种以上激发剂的共同使用，可能使玻璃粉的活性显著提升。在实际应用中，单独一种激发方式往往有局限性，须综合机械物理活化与化学活化的方法，即复合激发，可能会对复合体系产生更经济和直接的作用。棕色玻璃2%无水硫酸钠与2%熟石灰复掺效果要优于4%无水

硫酸钠、4%熟石灰的单掺效果，但是绿色玻璃粉的复掺活化效果略低于单掺[80]。一般来说，复掺的活化效果要优于单掺效果，但是由于玻璃粉颜色、化学成分的不同，需要选择不同的活化激发方式。

玻璃粉从1963年开始应用于混凝土及水泥制品到今天，人们对各种激发方法都已

经做了比较深入的研究。提高玻璃粉潜在火山灰活性的激发方法，不管是机械激发法、化学激发法、机械-化学共激发法、高温激发法以及复合激发法等均能有效地

激发玻璃粉火山灰活性，加快玻璃粉体系水化反应的进行，提高玻璃粉体系的强度。一般来说，复掺的活化效果要优于单掺效果，但是复合体之间并不是独立存在的，可能会对体系产生积极效应，也可能会对体系产生负面影响。而且，由于玻璃颜色、尺寸、化学成分的不同，活化激发方式必须有所选择。

*通信作者简介：樊磊(1991—)，男，江西南昌人，硕士研究生，研究方向：混凝土材料及结构。E-mail:****************。

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拉曼光谱原理及应用简介

拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用;这些技术是：CCD系统在近红外区域的高灵敏性,体积小而功率大的二极管激光器,与激发激光及信号过滤整合的光纤探头;这些产品连同高口径短焦距的分光光度计,提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪; 一含义光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时,大部分的光会按原来的方向透射,而一小部分则按不同的角度散射开来,产生散射光;在垂直方向观察时,除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外,还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线,这种现象称为拉曼效应;由于拉曼谱线的数目,位移的大小,谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关;因此,与红外吸收光谱类似,对拉曼光谱的研究,也可以得到有关分子振动或转动的信息;目前拉曼光谱技术已广泛应用于物质的鉴定,分子结构的研究谱线特征二拉曼散射光谱具有以下明显的特征： a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同,但对同一样品,同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关； b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量; c. 一般情况下,斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大;这是由于Boltzmann分布,处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数; 三拉曼光谱技术的优越性提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析,它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量;此外 1 由于水的拉曼散射很微弱,拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具; 2 拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间,可对有机物及无机物进行分析;相反,若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器

纳米二氧化钛的研究进展

纳米二氧化钛的研究唐文军湖南工程学院）摘要：从制备工艺和应用两方面综述了国内外纳米二氧化钛的研究进展和发展现状并指出了要大规模生产应用纳米二氧化钛需解决的技术问题关键词：纳米二氧化钛; 制备方法; 生产; 应用 1 引言纳米材料因其特有的光、电和化学性质等方面的特性，已成为材料科学领域研究热点。专家预言，纳米技术的应用标志着人类的科学技术进入一个新的时代。特别是在光催化领域，纳米二氧化钛的光催化作用可以把光能转变为电能和化学能，实现许多通常情况下难以实现或不可能进行的反应。人类进入21 世纪后,环境污染的控制与治理是人类社会面临的亟待解决的重大问题，在众多环境治理技术中，利用太阳光作为光源来活化纳米二氧化钛，使其在室温下进行氧化还原反应，杀灭有害菌，清除污染物，这一技术已成为一种理想的环境治理技术。纳米二氧化钛属非溶出型抗菌剂，本身具有很好的化学稳定性，无毒性，重金属含量少，抗菌性广谱，长效，被越来越广泛地应用于人们的日常生活中。如太阳能电池、太阳能污水处理器、空气净化器、自清洁材料、抗菌材料、精细陶瓷及建筑材料等。将对提高人们的生活质量发挥无穷潜力。纳米二氧化钛分为锐钛型和金红石型2 种晶型，外观均为白色粉末。其中锐钛型主要用做光催化剂。文献中关于锐钛型二氧化钛的光催化活性的研究较多。它是以纳米TiO2 掺杂某些金属或金属氧化物制成的纳米级粉体。该粉体在小于400 nm 的光照射下,价带电子被激发到导带,形成了电子和空穴与吸附于其表面的02和H20作用，生成超氧化物阴离子自由基，该自由基具有较强的氧化性可在室温下与有害气体反应，分解有机物污染和有害菌。金红石型二氧化钛具有独特的颗粒形状，良好的分散性以及对紫外线较好的屏蔽作用，可广泛用于化装品防护漆等，可提高涂料膜的抗老化性!耐冲刷性和自洁功能。 2 纳米二氧化钛的制备工艺一般认为，锐钛型二氧化钛纳米晶容易制备，金红石型纳米晶难以制备。锐钛型二氧化钛经高温煅烧后变为金红石相。影响锐钛型二氧化钛向金红石型转变的因素很多。纳米Ti02 粉末的制备通常采用物理法和化学法。物理法包括气相冷凝法和粉碎法（球磨法）。气相冷凝是通过多种办法使物质蒸发或挥发成气相，并经特殊工艺冷凝成核得到纳米粉体，一般通过控制蒸发和冷凝的工艺条件来控制粉体的粒径。低压气体蒸发法、溅射法、等离子法都是气相冷凝制备纳米粉体的常用方法。化学法是制备纳米粉体的重要方法。制备过程伴随着化学反应。一般可根据反应物系的形态分为固相法、气相法和液相法。气相法反应速度快，能实现连续化生产，产品纯度高，分散性好团聚少，表面活性大；但反应在高温下瞬间完成，要求反应物在极短时间内达到微观上均匀混合，对设备要求高。液相法优点是原料来源广泛，成本较低，设备简单，便于大规模生产，但

石膏对粉煤灰活性激发的研究进展

石膏对粉煤灰活性激发的研究进展摘要:石膏具有凝结硬化快,耐火性能优良等优点,因而利用石膏来激发粉煤灰活性成为研究者们的研究内容。关键词:石膏粉煤灰激发性能机理常用的激发剂有碱性激发、硫酸盐激发、氯盐激发等,其中石膏具有凝结硬化快,耐火性能优良,尺寸稳定、加工性能好,省工、省料、省运输、美观,孔隙率高、质轻,绿色环保并具独特的“呼吸性能”的优点,运用石膏来激发粉煤灰的活性更易制成价廉质轻环保的产品。下面通过胶结材、砌块的研制以及其性能与肌理两个方面来进行分析。 1 胶结材、砌块的研制 1.1脱硫石膏粉煤灰胶结材(简称DGF胶结材) DGF胶结材保持了石膏基材料的若干主要特性,而强度和耐水性明显提高,可用于制作内外墙轻质墙体材料,拓宽了石膏建材的应用范围。 1.2粉煤灰改性无水石膏胶结材(简称FAB) 以粉煤灰和脱硫石膏为主要原料研制的胶结材。采用将脱硫石膏在600—900℃电炉中煅烧为无水石膏的方式激发石膏活性;原材料中掺加了5%的水泥;采用湿养护方式,养护平均温度20℃,平均湿度75%。 1.3脱硫石膏粉煤灰砌块研制采用脱硫建筑石膏70%,粉煤灰掺量30%,激发剂A、掺量为8-12%(以石膏粉煤灰总量计),砌块成型时水料比控制在65%左右,将胶结材的水及粉料分别计量好,先将水加入搅拌机开始高速搅拌,后加入粉料搅拌40 s左右即成均匀料浆,将料浆浇入模具,约12 min左右脱模得砌块坯体。成型的砌块坯体含有40%左右的水份,其中大部分是多余水份,且坯体中还将形成一定量的水硬性水化产物。 1.4二水磷石膏粉煤灰复合胶结材研究((简称PGF) PGF是以磷石膏和粉煤灰两种工业固体废物为主要原料的新型胶结材,其基本配比采用磷石膏原样∶粉煤灰=50∶50,适宜的外加剂及掺量为:水泥10%,石灰10%, NaOH 1%,减水剂F 0.7%,早强剂B11%。宏观物理力学性能试验结合pH值和水化热测定结果表明, PGF在常温下水化反应缓慢,湿热养护方式可大大加速其水化进程,适宜养护制度为: 85℃恒温7h湿热养护。由于水硬性水化产物的生

光电化学传感器的研究进展

光电化学传感器的研究进展摘要：光电化学传感器是电化学传感器的一种改进型，不仅器件简单、操作方便、响应速度快、成本低、易于微型化，而且具有较低的检出限和较高的敏感度。鉴于上述优势，越来越多的科研人员将工作重点转向光电化学领域。综述了近年来光电化学传感器的研究进展。关键词:光电化学发光;生物传感;进展引言：光电化学与生物传感技术是光电化学分析技术与生物传感技术相结合的一种新型检测方法。它有很多独特的优点。因此，光电传感器在分析化学领域占有重要地位，并将具有优越的分析性能，定量分析各种物质的测量。本文分析了光电化学传感器的发展现状、检测原理及发展趋势。 1光电流产生的机理光电流是由以下两种机制产生的: (1)当在溶液中存在还原剂时，物质从激发态还原到基态，光照到材料表面，从基态到激发态，即 PEC反应，以此类推，产生连续的光电流;(2)在电子给体或受体分子的情况下，激发态分子与猝灭剂分子之间发生电子转移反应，产生的分子氧化或还原态进一步从电极表面获得或失去电子，产生电流，光活性材料返回基态，周期为连续光电流。光电流分为阳极光电流和阴极光电流两种形式。以无机半导体纳米粒子为例，在光条件下，当无机半导体纳米粒子吸收高于其自身带隙能量的能量时，纳米粒子的子电子由价带跳跃到产生的电子空穴对的传导带而产生，然后受激发的电子重新组合或转移。如果来自导带的电子转移到电极表面，当电子给体在溶液中被价带中的空穴捕获时，电子给体产生绿色阳极光电流，另一方面，如果导带中的电子转移到溶液中的电子受体，电子从电极转移到带孔上的价电子，阴极光电流就产生了。 2 PEC生物传感器的原理及分类

水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验研究

水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验研究论文水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验研究本文旨在对水玻璃激发粉煤灰和矿粉活性进行实践研究。研究包括在不同参数条件下检测激发粉煤灰和矿粉的活性，并探索如何最大限度地发挥其功能特性。为了使水玻璃激发粉煤灰和矿粉活性保持最佳性能，首先需要进行适当的操作和设置，以保证实验室环境中的参数保持稳定。温度、湿度、粉尘浓度是影响水玻璃激发粉煤灰和矿粉活性性能的重要因素，一般情况下，室内温度、湿度要求在常温25℃和50%左右，粉尘最大控制在2mg/m3以下（根据公司标准）。在实验室环境设置完成之后，可以开始测试水玻璃激发粉煤灰和矿粉的活性。实验中，室内气象参数应保持稳定，考虑空气运输因素，测试试块恒温恒湿24小时后检测活性。实验结果显示，水玻璃激发粉煤灰和矿粉活性表现出到达一定水平，随着温度和湿度升高，活性会有所提高，且其上限不会太高，一般情况下，活性可以在60-75之间稳定。此外，为了验证不同工况下水玻璃激发粉煤灰和矿粉活性的性能，可以将粉煤灰和矿粉均匀混合在一起，使用原料比例：水玻璃激发粉煤灰：矿粉=1：1，并在恒温恒湿控制的实验室环境中测试，实验结果表明，在此种工况下的混合活性比单一成分活性更高。综上所述，水玻璃激发粉煤灰和矿粉活性在正确操作参数条件

下表现最佳，而单独使用时，活性上限一般在60—75之间；如果混合使用，活性会更高。未来，可以针对特殊工况以及不同混合比例进一步完善粉煤灰和矿粉的活性，实现更好的控制效果。总之，本文研究了水玻璃激发粉煤灰和矿粉活性，根据实验结果得出，水玻璃激发粉煤灰和矿粉活性在正确操作参数下表现最佳，如果混合使用，活性更优。未来，可以进一步探索不同混合比例来实现更好的控制效果。

无机光化学的理论和实验研究进展

无机光化学的理论和实验研究进展无机光化学是光化学中的一个重要领域，它研究的是无机物在光作用下的化学反应。这个领域的研究对理解自然界中光反应的机理和过程具有重要意义，同时也具有许多实际应用。本文将从无机光化学的基本概念、理论模型、实验技术和新进展四个方面来探讨无机光化学的研究进展。一、基本概念无机光化学中研究的无机物是指除了碳元素之外的其他元素的化合物。这些无机物在吸收特定波长的光之后，会发生化学反应，例如光催化反应、光解反应等。其中光催化反应是最常见的无机光化学反应。在光催化反应中，光子与光催化剂之间的能量转移导致催化剂电子状态的改变，从而引发化学反应。二、理论模型无机光化学反应是一个复杂的动态过程，难以用定量的方法来描述。因此，研究者们提出了各种理论模型来分析和解释光化学反应的机理。其中，最常见的理论模型是电子转移过程、能量转移过程和光诱导电化学活性中心（photo-induced electrochemical active center，PEAC）构建。电子转移过程模型认为，光照射生成的激发态能量沿着吸附剂表面扩散，与体相电荷传递，电子从一个分子转移到另一个分子，并与氧和水反应形成具有氧化性能力的活性氧。该模型由于简单易懂、具有广泛适用性而被广泛用于解释光催化反应机理。能量转移过程模型认为，在某些光响应催化剂的作用下，光子的能量被转移到另一种分子上，激发了某一种电子状态，并在不同分子之间传递。这种能量转移过程可能涉及多个分子，可形成一系列相互作用的复杂化学反应过程。

PEAC构建模型则是一种新的理论模型，它认为在光响应催化剂的作用下，极性溶剂分子与化学剂表面活性中心的生长方式形成一个具有电化学机能的小空间，该空间可以在范德华力、电化学反应和分子靶向传递等多个方面调节催化剂和受体分子之间的相互作用。三、实验技术无机光化学反应实验技术主要分为薄膜法和散射法两种。薄膜法是目前比较常用的实验技术，该技术在实验进行中将催化剂修饰在基础材料表面，浸泡在光源下，实现光催化反应。常用的材料包括光催化剂、空气自净材料、氮化物半导体等。散射法是一种非接触式的无机光化学反应实验技术，实验过程中需要使用激光等光源照射物质表面，然后测量照射光的散射光。通过分析散射光的强度和频率等信息，可以判断反应物质表面的化学反应过程。四、新进展随着人们对无机光化学的深入研究，一些新的进展也不断涌现。例如，无机光催化剂的设计和性能优化已经成为该领域研究的热点话题之一。研究者们不仅通过改变催化剂中的元素或晶格结构，改变其表面能和电子亲和力，还通过控制催化剂的晶体外形、尺寸等参数来调节其反应活性，从而提高光催化反应的效率和选择性。此外，近年来一些新型的无机光响应材料，如金属有机框架（metal-organic frameworks，MOFs）、共价有机框架（covalent organic frameworks，COFs）等也成为了该领域研究的热点。这些新型材料具有巨大的内部孔隙和表面积，可以提供更多的反应位点，并可根据反应条件来调节反应机理。总之，无机光化学是一个充满挑战和机遇的领域。未来的研究将重点关注于探索光催化反应的机理和反应的性质，并通过理论模型和实验技术的不断完善和创新，

关于光催化氧化技术的综述研究

关于光催化氧化技术的综述研究光催化氧化技术是一种利用光能激发催化剂催化氧化反应，将有机废水中的有机物质氧化降解为二氧化碳和水的高效技术。随着环境污染和能源危机的日益加剧，光催化氧化技术凭借其高效、环保的特点成为环境领域的研究热点之一。本文将对光催化氧化技术的原理、应用和研究进展进行综述，以期为相关领域的研究和应用提供参考。一、光催化氧化技术的原理光催化氧化技术的原理是利用光能使催化剂吸收光子激发电子，从而在催化剂表面形成活性物种，进而促进氧化反应的进行。光催化氧化的关键步骤包括：①光生电子-空穴对的形成，催化剂表面的电子受到光子激发后跃迁到导带，形成自由电子和空穴。②活化吸附，有机废水中的有机物质被吸附到催化剂表面。③氧化反应，活性物种与有机物质发生氧化反应，生成CO2和H2O。光催化氧化技术的关键是选择合适的催化剂、光源和反应条件，以提高光催化氧化反应的效率。 1. 水处理领域光催化氧化技术在水处理领域得到了广泛应用，主要用于处理含有机废水的工业废水和城市污水。通过光催化氧化技术，可以将有机废水中的有机物质高效地氧化降解为无害的无机物质，从而实现水体的净化和再利用。光催化氧化技术还可以有效去除水体中的有机色素和有机物质，改善水质和净化环境。 2. 空气净化领域光催化氧化技术还被广泛应用于空气净化领域，主要用于降解空气中的有机污染物和有害气体。利用光催化氧化技术，可以将空气中的VOCs、NOx等有机污染物和有害气体氧化降解为无害的CO2和H2O，从而净化空气，改善空气质量，减少环境污染。 3. 光催化电化学光催化氧化技术还可以与电化学技术相结合，构建光催化电化学系统，实现对废水和废气的高效治理。光催化电化学系统利用太阳能或人工光源激发催化剂，产生活性物种，并利用电化学方法实现物质的氧化还原反应，从而高效地净化水体和空气，实现资源的循环利用。 1. 催化剂的研究催化剂是光催化氧化技术的关键，其性能直接影响光催化氧化反应的效率和稳定性。近年来，研究者们致力于开发高效的光催化氧化催化剂，包括纳米材料、半导体材料、金属有机框架材料等。这些催化剂具有高的比表面积、良好的光吸收性能和优异的光电化学性能，能够有效地提高光催化氧化反应的速率和稳定性。

氢氧化钠与硅酸钠对矿渣活性的激发效果浅析

氢氧化钠与硅酸钠对矿渣活性的激发效果浅析矿渣处理中添加化学激发剂已成为一种常用的方法，其中氢氧化钠和硅酸钠在矿渣处理中具有较好的激发效果。本论文将对氢氧化钠和硅酸钠对矿渣活性的激发效果进行浅析。一、研究背景和目的介绍矿渣处理及其激发方法的研究现状，分析氢氧化钠和硅酸钠作为激发剂的优势和不足，明确本研究的目的和意义。二、实验设计与方法详细介绍本实验的矿渣样本来源、实验装置和测试方法，包括矿渣样本制备、激发剂加入量、活性测定等。三、实验结果与分析通过实验得到氢氧化钠和硅酸钠激发后的矿渣活性数据，分析两种激发剂的激发效果和活化机理，讨论激发剂添加量对矿渣活性的影响。四、探讨与总结对两种激发剂的激发效果和活化机理进行探讨和分析，总结氢氧化钠和硅酸钠作为激发剂对矿渣活性的激发效果，指出其中的适用范围和注意事项。五、结论及展望提出本研究的结论，并展望后续研究的方向和可行性。同时，也对氢氧化钠和硅酸钠的应用前景进行分析和展望。一、研究背景和目的

随着工业化进程的不断推进，产生的大量工业废渣对环境造成了严重污染，同时也浪费了大量的资源。矿渣作为一种常见的工业废渣，占据了很大的比例。为了处理这些工业废渣，研究人员不断探索着各种有效的处理方法，其中添加化学激发剂是一种常用的方法。氢氧化钠和硅酸钠作为矿渣处理中的激发剂，具有较好的活化效果。氢氧化钠能使矿渣表面的氢氧化铝和铝硅酸盐转化为水溶性钠铝硅酸盐，从而提高了矿渣的活性。而硅酸钠则能促进矿渣中玻璃相的分解，使得非晶态的硅酸盐结构得以破坏，进而活化了矿渣中的其他物质。然而，关于氢氧化钠和硅酸钠对矿渣活性的激发效果，目前还存在较多的争议和不确定性。因此，本研究旨在深入探究氢氧化钠和硅酸钠作为矿渣处理激发剂的活性影响机理，研究两种激发剂的激发效果，为矿渣的高效活化处理提供理论和实验依据。本研究拟使用常见的硅铝酸盐矿物（例如氧化钙硅铝酸盐、硅酸盐等）作为矿渣样本，通过对矿渣样本的加热处理和添加不同浓度的氢氧化钠和硅酸钠等方法，对矿渣活性进行测定和分析。探究氢氧化钠和硅酸钠的活化机制及适用范围，为矿渣综合利用提供重要的理论和实验支持。二、实验设计与方法本研究选用氧化钙硅铝酸盐和硅酸盐等常见硅铝酸盐矿物作为矿渣样本，使用TG-DSC（差热分析）仪进行样本加热和重量

钢渣的活性激发及其应用现状

钢渣的活性激发及其应用现状论文摘要钢渣的活性激发及其应用现状在过去几十年来得到了广泛的研究。本文旨在通过论文，对这一领域进行讨论：主要包括钢渣的活性激发原理，活性激发工艺，技术发展及其应用现状。同时，本文还提出了未来可能的研究方向，以帮助开发出更加有效和可靠的钢渣活性激发系统。关键词：钢渣；活性激发；原理；工艺；应用；发展 1. 介绍钢渣是冶金工业的重要废弃物，如何有效利用钢渣已成为当前应用研究的一大热门课题。活性激发是一种可有效处理钢渣的技术，不仅可以改变化学组成，而且可以提高原料的可合成性和活性，为催化剂、高性能陶瓷材料等增材制造提供有效原料。然而，由于该技术的复杂性，其应用面仍然有待探索，特别是有关活性激发细节，如工艺条件仍存在不足之处。因此，深入研究钢渣活性激发的原理、技术发展、应用现状和可能的研究方向将有助于更好地开发和应用该技术，从而提高废钢的利用效率。 2. 钢渣活性激发原理钢渣活性激发是一种用来改变钢渣特性的技术。它通过改变钢渣表面的结构，使其具有更高的吸附能力和分子表征，从而使钢渣表面存在大量的多样性来源，以促进钢渣的活性改进。

3．活性激发工艺活性激发处理常常分为两个主要步骤，即分散和活化。分散步骤包括：使用化学和物理方法，如氧化，络和热处理，改变钢渣表面的结构，使其变得更加活跃；活化步骤则是在分散步骤之后，使用热处理，蒸发等方式改变钢渣表面结构，以改善催化剂或高性能陶瓷材料的性能。 4．技术发展及其应用现状近几十年来，钢渣活性激发的技术发展明显加快。越来越多的研究者致力于开发新的技术和工艺参数以优化钢渣活性激发过程，并增加了激发前后材料特性的研究。随着新技术的不断成熟，钢渣活性激发工艺不断地应用于催化剂、高性能陶瓷材料、火法工艺等众多领域。 5．研究方向为了解决钢渣活性激发的技术难题，以及更好地应用钢渣活性激发，研究者正试图研究和完善活性激发的工艺和材料特性。另外一方面，随着新技术的不断发展，研究者也在尝试开发可节能环保的钢渣活性激发新方法，以促进钢渣的可持续发展。结论钢渣活性激发是一种有效处理钢渣的技术，它可以改变钢渣的

粉煤灰活性的激发及其机理研究

粉煤灰活性的激发及其机理研究粉煤灰（flyash）是一种常见的可再生性再生资源，它是煤炭燃烧过程产生的最常见的副产物。因为其碳、氧和硅含量较高，粉煤灰具有良好的活性性质，是各种建筑材料的重要原料和配料。目前很多研究已经把粉煤灰用作混凝土的填料，以提高混凝土的抗压强度。然而，为了更充分地利用粉煤灰中的活性成分，人们需要深入地了解其活性成分的激发机理，以及如何改良混凝土中对它的利用。粉煤灰的活性是指它的碳、氧和硅元素在及时反应之后可以获得更高的功效，这通常伴随着碳氢键的断裂，氧官能团的变化，硅官能团的加强。这种活性可以用高温或光化学反应来激发，也可以与其他化合物发生反应来激发，比如液体水，酸性溶剂等。高温化学激发是指将粉煤灰放置于高温环境中，让碳氢键和氧官能团断裂，硅官能团活化，从而获得更高的功效。光化学激发则指将粉煤灰暴露于光谱中间到短波段的可见光中，利用光的能量使其发生活性化学反应，并从而激发粉煤灰的活性成分。原料中的液体水和酸性溶剂则可以催化碳氢键和氧官能团的断裂，活化硅官能团，从而提高粉煤灰的活性。激发粉煤灰中活性成分后可以用来改善混凝土性能，比如增加抗压强度和抗折强度，增加抗水化性能，增加抗冻性能，提高抗冲击性能等。类似的，改善的混凝土的某些物理及力学性质也可以用粉煤灰进行改善。例如，当粉煤灰添加到混凝土中，其小孔结构可以改善混凝土的热性能，当增加粉煤灰的含量时，可以增加混凝土的强度，同时减少其密度，从而改善混凝土的机械性能。

目前，粉煤灰的激发及其机理研究已成为越来越受到重视的研究课题。在激发机理研究方面，主要以微观结构和分子动力学理论为基础，通过原子力显微镜、傅立叶变换红外光谱、拉曼光谱等技术，研究粉煤灰激发机理，探究不同环境下粉煤灰激发的效应，以更好地利用粉煤灰的活性成分。此外，对于改良粉煤灰利用研究，学者们也采用多种方法，以改进粉煤灰在混凝土中的利用效果。其中最常用的方法之一是添加一定比例的矿物活性剂，以增强粉煤灰活性。此外，研究者还可以通过改变粉煤灰的微粉化比例、增加粉煤灰的添加量、添加一定量的改性剂来改善粉煤灰的利用效果。综上所述，粉煤灰活性的激发及其激发机理研究是深入利用粉煤灰活性的必要条件。因此，要充分挖掘粉煤灰的活性成分，人们需要更多地深入探索粉煤灰活性激发机理，以及如何改善混凝土中粉煤灰的利用，探索出更多更有效的粉煤灰利用方法，为绿色建筑服务。

化学中的光催化技术研究

化学中的光催化技术研究光催化技术是当前化学领域一个备受关注的研究方向。它通过利用光能来激活催化剂，使其拥有更强的催化活性，从而实现催化反应。近年来，随着研究的深入，光催化技术已经广泛应用于环境保护、能源开发、有机合成等领域。在本文中，我们将详细探讨化学中的光催化技术研究。一、光催化技术的基本原理在化学反应中，催化剂起到一种催化作用，即降低反应的活化能，提高反应速率。而光催化技术则是将催化剂放置于光源下，利用光能来激活催化剂，使其能够协同参与反应。其中，光能可以在激发态与基态之间传递，通过此方式激发催化剂的电子，形成一种有效的催化机制。借助光催化技术的热点，在光催化剂的研究中，独立的催化细节不再是重要因素，而失去针对性的快速筛选更成为了研究的核心之一。从基础科学出发，将光催化和原位技术结合起来，使得这一技术在环保、能源、纳米材料、生物与医学等多领域得以应用。这类技术现在被认为是一种多功能的三维材料制备技术，为化学领域的其他分支提供了一种非常有效的催化技术。

二、光催化技术的应用领域 1.环境保护光催化技术在环境污染治理方面具有很大潜力。在污染源中引入光催化剂，在经过特定的光照后，可以界面催化破坏有机污染物，如苯、三氯乙烯等，同时产生H2O与CO2等不会导致二次污染的化合物。此外，光催化技术也可应用于脱除水中的有害物质，如重金属、氨氮等，实现再生水的制备。因此，光催化技术将为现代环境保护提供一种新的方式。 2.能源开发光催化技术在能源开发方面的应用也逐渐被人们所青睐。在太阳能领域，通过光催化技术，可以将光能转化为化学能，并实现人造光合作用。此外，光化学电池也是当前一个热门的研究方向。光化学电池以光催化为基础，将光能转化为电能，并具有独特的结构和性能。

钢渣粉胶凝性能活化研究进展

钢渣粉胶凝性能活化研究进展摘要：钢渣作为一种固体废弃物品具有潜在的胶凝性质，钢渣中富含硅酸二钙、硅酸三钙等矿物是钢渣具有潜在胶凝活性的主要原因。因此可以通过多种手段激发其潜在活性，本文综述了钢渣物理活化、化学活化和热力活化等主要方法的研究现状。并归纳总结钢渣胶凝活性的评价方法，指明钢渣活化应向复合激发方向发展。 1.引言钢渣是炼钢过程中产生的废渣，排出量约为粗钢产量的15%～20%，钢渣的化学组成及矿物组成与硅酸盐水泥熟料较接近，从理论上分析，钢渣在水泥混凝土中的应用潜力很大。虽然我国目前大力提倡钢渣的综合利用，但钢渣利用率仍然很低，且所利用的钢渣仍主要集中于传统的筑路、工程回填等方面。当前我国钢渣综合利用率不足 60%，而法国、日本等国家钢渣的利用率高达100%，存在着较大的差距。这些固体废弃物的长期堆积，不仅占用大量土地，还给环境造成严重污染。因此，将钢渣的潜在活性激发出来，提高钢渣的有效利用率将成为胶凝材料发展的一个重要方向，是我国实现可持续发展的一个重要课题。本文对钢渣胶凝活性激发技术进行了综述。 1.钢渣的物理化学性质钢渣与硅酸盐水泥熟料相比，二者的主要矿物组成均以硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙（C3S）为主，所不同的是钢渣中除了含有硅酸钙，还含有铁酸钙、铁铝酸钙以及 RO 相等。钢渣的活性主要来源于其中的硅酸盐矿物，其中 C2S、C3S 的贡献最大，钢渣中的 RO 相则为惰性组分，基本没有活性。由于钢渣中 Fe2O3和FeO的含量较大，而 CaO 和 SiO2的含量较小，因此钢渣中硅酸钙的含量要明显小于水泥熟料中的。此外，钢渣中的矿物在形成过程中经历了高温和急冷过程，结晶完好、晶粒粗大，溶入较多的FeO、MgO等杂质，在急冷过程中形成了大量的玻璃体，导

水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验探究

水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验探究粉煤灰和矿粉是比较典型的可以被激发剂激发而发生水化、产生强度的胶凝材料。利用粉煤灰、矿粉取代混凝土中的部分水泥和细集料，较好地改善混凝土的某些性能并节约水泥，一直是人们研究、关注的课题，而发挥粉煤灰、矿粉的活性或活性成分，却是充分利用粉煤灰和矿粉作用的关键。目前，国内外关于粉煤灰和矿粉的活性激发方法主要有物理细磨、单掺化学激发剂、加钙处理等。通过大量研究人们发现粉煤灰和矿粉的活性在碱性介质或酸性介质，特别是碱性介质中可以得到激发，同时也找到一些激发粉煤灰和矿粉活性的方法和途径，但存在难以快速、充分和经济地激发其活性的问题，表现在粉煤灰和矿粉成型制品早期强度比较低。因此寻找激发粉煤灰和矿粉活性优化方法，成为现在矿物充分利用的重要课题。文章在研制出一种矿粉- 粉煤灰水泥基材料的基础上，针对该种水泥基材料，采取对粉煤灰物理细磨和添加水玻璃化学激发剂结合的方法，进一步通过实验研究粉煤灰、矿粉替代水泥胶凝材料制作轻型节能混凝土砌块时，水玻璃掺量对粉煤灰、矿粉及水泥组成的胶凝体系力学性能的影响和粉煤灰、矿粉活性激发作用机理等问题。

1 原材料及试验方法 1. 1 原材料水泥: 采用广西柳州鱼峰水泥有限公司生产的P. O42. 5级普通硅酸盐水泥。粉煤灰( Ⅰ) : 柳州电厂II 级粉煤灰，密度为2. 24g /cm3，比表面积423m2 /kg。矿粉: 柳州市鱼峰水泥有限公司生产的磨细矿粉，密度2. 64g /cm3，比表面积462m2 /kg。砂子: 柳江河沙，中砂。激发剂: 水玻璃。减水剂: MN -Ⅱ型高效减水剂，柳州市威安混凝土助剂厂，减水率20%左右。 1. 2 试验方法试验的主要目的是确定粉煤灰- 矿粉矿物掺合料在完成物理细磨激活后，进一步选择激发剂水玻璃激活，制作轻型混凝土砌块的优化结果，最终找到一条有效激发粉煤灰和矿粉活性的方法。因此按照《普通混凝土配合比设计规程》( JGJ55 - 2011) 并结合矿粉-粉煤灰水泥基材料研究成果，设计胶凝材料450g( 水泥、粉煤灰、矿粉掺量分别占胶凝材料总质量的70%、15%、15%) ，砂子1350g，胶砂比1: 1. 5; 减水剂取胶凝材料总质量的5%，水灰比为0. 4; 水玻璃用量分别按总胶凝材料质量的3%、4%、5%、6%、7%，配合比设计方案见表2。将粉煤灰、矿粉磨细、筛分，初步激活后与水泥、砂子拌合搅拌，加入减水剂与水的混合溶液及水玻璃与水的混合溶液，按标准《水泥胶

光催化研究进展

光催化材料最新研究进展 1.简介当今世界正面临着能源短缺和环境污染的严峻挑战,解决这两大问题是人类社会实现可持续发展的迫切需要。中国既是能源短缺国，又是能源消耗大国。近年来，伴随社会经济的快速发展，中国石油对外依存度不断攀升,已经严重影响国家经济健康发展和社会稳定，并威胁到国家能源安全。同时，石油等化石能源的过度消耗导致污染物大量排放，加剧了环境污染，尤其是我国近年来雾霾天气的频繁出现，严重影响了人民的生活和身体健康，开发和利用太阳能是解决这一难题的有效方法之一。我国太阳能资源十分丰富，每年可供开发利用的太阳能约 1.6X1O15W，大约是2010年中国能源消耗的500 倍。从长远看，太阳能的有效开发与利用对优化中国能源结构具有重大意义。然而太阳能存在能量密度低、分布不均匀、昼夜/季节变化大、不易储存等缺点。如图 1 所示，光催化技术可以将太阳能转换为氢能。氢能能量密度高、清洁环保、使用方便，被认为是一种理想的能源载体。目前氢能的利用技术逐渐趋于成熟，以氢气为燃料的燃料电池已开始实用化，氢气汽车和氢气汽轮机等一些“绿色能源”产品已开始投入市场。氢利用技术的成熟提高了对制氢技术快速发展的要求。高效、低成本、大规模制氢技术的开发成为了氢经济”时代的迫切需求。自20世纪70年代日本科学家利用TiO2光催化分解水产生氢气和氧气以来，光催化材料一直是国内外研究的热点之一。光催化太阳能制氢方法是一种成本低廉、集光转换与能量存储于一体的方法，该领域的研究越来越受到各国的广泛关注。国际上光催化材料研究竞争十分激烈。光催化材料不仅具有分解水制氢的功能,而且具有环境净化功能。利用光催化材料净化空气和水已成为当今世界引人注目的高新环境净化技术。太阳能转换效率是制约光催化技术走向实用化的关键因素之一，光催化材料的光响应范围决定了太阳能转换氢能的最大理论转化效率。光催化领域经过40余年的发展和积累，正孕育着重大突破，光催化太阳能转换效率不断提高，光催化技术正处于迈向大规模应用的关键阶段，国际竞争十分激烈。在能源和环境问题强大需求的推动下，国际上光催化领域的研究已经从最初的实验现象发现，逐步由基础理论研究转向光催化材料的应用基础研究；由光催化材料探索逐步转向高效光催化材料体系设计。在研究手段上，已经能够从分子、原子水平上揭示光催化材料基本物性以及光催化材料的构-效关系，从飞秒时间尺度上研究光催化反应过程与反应机理。包括第一性原理与分子动力学模拟在内的现代科学计算方法，逐渐在光催化材料物性与光催化反应机理研究方面起到重要作用。以半导体物理学、材料科学和催化化学为基础的较为完整的光催化基础理论体系已经初步建立。光催化已经发展为物理、化学、能源和环境等多学科交叉领域，成为了热点研究领域之一。光催化领域最新的研究进展主要集中体现在认识光催化太阳能转换效率限制因素；揭示光催化机理与发展表征手段；设计基于新奇物理机制的光催化材料（改善光催化反应效率）阐明光催化材料构-效关系以及构建复杂、高选择性环境净化体系等方面。 2.2 光解水制氢关键材料与技术 2.1 TiO2 光催化

光引发剂的研究现状及进展

光引发剂的研究现状及进展朱俊飞;龚灵;樊彬;李梦炜;赵倩;钱超;陈新志【摘要】紫外光固化技术由于其节能环保等优点被广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂等各领域.光引发剂是紫外光固化体系中重要的组成部分,其开发和发展对紫外光固化产品的进步有着重要影响.本文总结了传统光引发剂的分类、主要性能以及合成方法,并指出了光引发剂的发展方向,介绍了各种新型光引发剂的优点和特性以及制备方法. 【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2010(040)005 【总页数】6页(P74-79) 【关键词】紫外光固化;芳香重氮盐;芳香酮;酰基膦氧化物;芳香鎓盐;双光子【作者】朱俊飞;龚灵;樊彬;李梦炜;赵倩;钱超;陈新志【作者单位】浙江大学化工系,杭州,310027;浙江寿尔福化学有限公司,浙江缙云,321400;浙江大学化工系,杭州,310027;浙江寿尔福化学有限公司,浙江缙云,321400;浙江大学化工系,杭州,310027;浙江大学化工系,杭州,310027;浙江大学化工系,杭州,310027;浙江大学化工系,杭州,310027 【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4 紫外光固化是指以紫外光为能源,诱导反应性的液体物料快速转变成固体的过程,常用于涂料、油墨、胶粘剂等的制备。与一般的固化方法相比,紫外光固化具有固化

速度快、无需加热、较少使用溶剂、高效节能、固化过程可自动化操作等优点[1]。我国经济正处于迅速发展时期,环保压力急剧增大,减少涂料、油墨、胶粘剂中的挥发性有机溶剂已成为必然的趋势,紫外光固化技术正是解决这一问题的措施之一[2]。21世纪以来,我国的紫外光固化产业以很高的速度发展,已成为继美国、日本之后, 全球第 3大紫外光固化产品的生产地区[3]。紫外光固化体系主要由光活性单体、光活性低聚物、光引发剂和助剂4部分组成。当紫外光照射紫外光固化体系时,将激发分解体系中的光引发剂,生成活性游离基,撞击体系中的双键并反应形成增长链,这一反应继续延伸,使光活性单体和低聚物中的双键打开,交联形成紫外光固化产品[4]。因此,光引发剂在紫外光固化中起着重要的作用,新型光引发剂的开发是扩大紫外光固化产品范围的重要途径,本文在总结各种传统光引发剂和新型光引发剂类型的基础上,对各类光引发剂的合成方法进行了综述。按照反应机理的不同,光引发剂可分为自由基聚合光引发剂和阳离子聚合光引发剂 2类。 1.1 自由基聚合光引发剂自由基聚合光引发剂研究的历史较长,种类较多,主要是一些含有生色团的化合物,特别是含有与苯环相连的羰基的化合物,主要包括安息香及其衍生物、苯乙酮类、芳香酮类、酰基膦氧化物等[1]。 1.1.1 安息香及其衍生物类自由基光引发剂在安息香及其衍生物中,最受关注的是安息香醚类光引发剂,它是最早用于紫外光固化体系的光引发剂,目前被广泛应用在烯类单体的光聚合中,具有近紫外吸收较高,激发态寿命短以及裂解产率高的特点,但安息香醚的贮存稳定性一般较差,对贮存条件要求较高[5]。安息香通常由两分子的苯甲醛缩合而成,如式 (1)所示。早期通常采用氰化钠、氰化

光催化研究进展

光催化研究进展 TiO2光催化氧化研究进展 tenj] 11 uv紫外綫 2017/5/4 Thursday xxxxxx xxxxxx

目录摘要： (1) 关键词： (1) 概述： (1) 1 TiO 2 光催化氧化机理 (2) 2 光催化氧化降解有机物的机理. (2) 3 应用 (3) 3. 1 悬浮体系光催化氧化. (4) 3. 2 固定相光催化氧化. (4) 4 提高活性的途径 (5) 4. 1 耦合半导体 (5) 4. 2 金属沉积 (6) 4. 3 离子修饰 (7) 4. 4 加氧化剂 (8) 4. 5 电化学辅助光催化. (9) 4 结语 (10) 参考文献 (10)

摘要：探讨了TiO2 光催化氧化技术的原理,其研究现状, 以及可能提高TiO2 光催化氧化效率的途径。关键词：光催化氧化二氧化钛有机污染物概述：世界范围内的环境污染问题越来越受到广泛关注, 各国政府对于有害物质的处理提出了更高的要求, 制定了更为严格的标准。常规的一些方法由于种种原因, 效果尚不理想,难以单独应用。因此, 发展新型实用的环保处理技术是非常必要的。随着研究的深入, 人们发现半导体催化剂在太阳能储存与利用, 光催化转换及有机污染物的环境处理等方面，有着诱人的前景。其中TiO2因其光稳定性和高效性而倍受人们青睐。在诸如水和空气的纯化、细菌和病毒的破坏、癌细胞的杀伤、异味的控制、光解水产生氢气、固氮及石油泄露的清除等方面得到广泛应用。尤其是多相光催化氧化法对环境中各种污染物的明显去除效果, 已引起世界关注。 1972年，Fuji shima 和Hondo报道了在光电池中光辐射TiO?可持续发生水的氧化还原反应，产生H2。1976年S. N. Frank等将半导体材料用于催化光解污染物, 取得了突破性的进展。光催化氧化法结构简单、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染, 加之TiO2 化

阳离子光引发剂敏化的研究进展

阳离子光引发剂敏化的研究进展张洪;李建雄;刘安华【摘要】常用的阳离子光引发剂吸收波长在250-300 nm,与紫外光固化设备的辐射波长不匹配,光引发速率和效率低.本文介绍了阳离子光引发剂的种类、特点以及使引发剂体系吸收红移的研究,着重总结了阳离子光引发剂的敏化理论和技术.概述的敏化机理包括:能量转移、自由基氧化、激发态复合物和碎片加成.常用敏化方法有:添加光敏剂、扩大分子共轭使吸收红移和键合生色基团.文章还对新型阳离子光引发剂和光敏剂的设计和应用给予了展望.%The curing rate and quantum efficiency of cationic photoinitiators are relatively low because the UV absorption of the photoinitiators ranges from 250 nrn to 300 nm normally and does not match with the wavelength of light from UV light sources. To make the absorption red-shift, many efforts have been devoted onto the photosensitization of the photoinitiators. The achievements on the sensitization of the cationic photoinitiators have been summarized here. The sensitization is mainly based on the mechanisms as energy transfer, oxidation of free radical,electron transfer via exciplexes and addition fragmentation reactioa The methods adopted for the sensitization include adding photosensitizer, expanding molecular conjugation and attaching chromophore.The development of the photoinitiators and photosensitizers has been outlined and the applications of novel cationic photoinitiators and photosensitizers have been forecasted. 【期刊名称】《影像科学与光化学》

矿渣的活性激发技术进展概述

矿渣的活性激发技术进展概述王樾张伟林旭青唐慧慧王铁军（南京永能新材料，南京，211100） [摘要]：本文综述了最近几年来国内外关于矿渣结构的观点，矿渣的潜在活性的激发方式及其激发机理。别离介绍了矿渣的物理激发、化学激发和复合激发方式及其机理，并提出了矿渣活化技术的进展方向。 [关键词]：矿渣潜在活性激发机理 Abstract：The views about the structure of slag，the ways and mechanism of activate potential activity of slag was recommended. The method of the potential activatity of slag with physical，chemical and multiple are expatiated，the mechanism and the development in the future are emphasized. Key Words：slag；potential activity；activate；mechanism “矿渣”的全称是“粒化高炉矿渣”。它是钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣，具有较高的潜在活性。随着冶金工业的进展，矿渣的年产量专门大，现已成为水泥工业活性混合材的重要来源。矿渣作为传统的水泥工业的原材料之一，已取得人们较早和普遍的认同，这主若是基于矿渣的潜在活性的利用。故如何充分和有效的将矿渣的潜在活性激发出来成为人们关注的课题。为此国内外研究者做出了大量的研究工作。矿渣的要紧成份与硅酸盐水泥中的氧化物大体相同，即CaO、SiO2、Al2O3、MgO等，只是氧化物之间的比例不同罢了。阻碍矿渣活性因素要紧有两个：一个是化学成份，活性组分要紧指氧化钙、氧化铝、氧化镁；另一个是玻璃体的含量，矿渣是结晶和玻璃相的聚合体，前者是惰性组分，而后者是活性组分，矿渣中玻璃体占90%左右，而且玻璃相的组分越多，矿渣的潜在活性就越大。研究说明[1]，矿渣的活性不仅取决于玻璃体的含量，而且取决于矿渣玻璃体的结构。玻璃体是由网架形成体和网架改性体组成。网架形成体要紧由SiO42-组成；网架改性体要紧由Ca2+组成，它存在于网架形成体的间隙中，以平稳电荷；矿渣中的Al3+和Mg2+不仅是网架的形成体，而且又是网架的改性体。钙离子(Ca2+)以离子键形式存在于六元配键位内，钙或其他类似离子类含量的增加伴随着硅氧四面体网络结果的解聚而增加。而这层较为稳固的“爱惜膜”- 硅氧四面网络，是矿渣具有潜在活性的缘故[2]。矿渣玻璃体中存在着含有两相的分相结构[3-4]。其中一相为富含钙的持续相，另一相为含硅的、呈类似球状或柱状粒子的非持续相。矿渣玻璃体中富钙相所占的比例越大，矿渣在碱性环境中的水化就越迅速，表现的水硬活性就越高；矿渣玻璃体富硅相所占的比例越大，矿渣在碱性环境中的水化就越迟，在水化初期表现出的水硬活性就越低。矿渣含氧化硅（30～40％），氧化硅对增进玻璃体结构的形成有必然的帮忙。但当矿渣中二氧化硅的含量太高，现在又得不到足够的氧化钙和氧化镁与其化合，就会在玻璃化的形成进程中形成硅酸的表面胶膜，阻碍矿渣中其它化合物的水化和结晶，从而降低其活性。因此，作为水泥活性混合材的矿渣，二氧化硅应当少一些。矿渣含氧化铝（7～20％），氧