粉煤灰的活性研究及进展.pdf

1、2013 NO 3 粉 煤 灰 综 合 利 用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION 综 述粉煤灰的活性研究及进展The Research Progress and Developing Prospect of Fly Ash activity聂轶苗，刘淑贤，张晋霞，牛福生，白丽梅，戴奇卉（河北联合大学 矿业工程学院，唐山）摘 要：粉煤灰的活性大小是提高粉煤灰利用率的关键所在。本文综述了目前对于粉煤灰活性测试和评定的 种常规方法，同时研究了目前粉煤灰活性激发的手段、方法及最新研究，并对每种方法作了分析和评价。关键词：粉煤灰；活性；研究进展 中图分类号：文献标识码：A

2、 文章编号：（）第一作者：聂轶苗（），女，博士，副教授，主要从事矿物加工及矿物材料的教学与科研工作。Email：nieym com 收稿日期：粉煤灰是从烧煤粉的锅炉烟气中收集的粉状灰粒，自身极少具有胶凝性，但其粉末在有水存在时，能与碱在常温下发生化学反应，生成具有胶凝性的组分。因此，粉煤灰具有潜在的水硬活性，有时称之为火山灰活性。1 粉煤灰的活性来源粉煤灰的活性主要表现在两个方面，即：物理活性和化学活性。前者是指由于粉煤灰自身的形态、粒度等方面的特点，使其具有减水、密实体系等作用，主要在掺粉煤灰体系的早期发挥作用，因此物理活性对粉煤灰体系的总体或后期性能的贡献具有一定的局限性。化学活性是指粉煤

3、灰的火山灰性质，主要是粉煤灰中部分可溶性的 SiO，AlO与其他物质发生反应，生成一些新的物质，而粉煤灰之所以能够参与反应，也正是源于此。大量研究发现，粉煤灰参与反应的能力与组分中无定形相玻璃体有关，因为这些玻璃体化学内能较高，具有良好的化学活性，而粉煤灰中另一晶相组分莫来石对粉煤灰的影响可不作考虑。2 粉煤灰的活性测试虽然粉煤灰具有一定的活性，但由于其是经过高温熔融，结构致密，水化速度较慢，常温下参与反应的能力较弱，因此要想提高粉煤灰的利用率必须提高其活性。雷雨滋等提出活性是影响各类粉煤灰结合料强度的主要因素。但是对于粉煤灰的活性测试或评价，至今没有针对性较强的明确的执行标准或参考标准，多是

4、借鉴粉煤灰水泥胶凝材料的强度测试，因此，对此研究多采用定性的间接测定，目前常用的两种方法有：一是粉煤灰活性率快速测定方法，即测定粉煤灰中的 SiO或 SiO和 AlO的溶出量。具体办法是：将磨细的粉煤灰试样在 下烘干后，称取 g，置于 mL 的三角瓶中，并注入饱和石灰水溶液 mL，置于磁力加热搅拌器上，在指定温度下，经指定时间反应后，加入 mL 浓盐酸，它和剩余 CaO 经中和反应后所形成的稀盐酸，可用于溶解已经反应的 SiO和AlO。升温沸煮 min，冷却后，过滤、定容到 mL 容量瓶中，即为待测溶液，对待测溶液进行 ICP 测试（或 ICPAES）、化学分析测试，测量其中可溶 SiO，Al

5、O含量，即为活性 SiO，AlO含量。同时，测量试样中的初始成分，得到 SiO，AlO全量，即可计算试样的活性率。通过这种方法，可以定量的得到粉煤灰在各种试验条件下的活性率，但是实际中的情况要复杂的多，而且，粉煤灰的可溶性 SiO量和 SiO溶出率与其火山灰活性指数之间没有相关性，因此，通过此方法，只能从理论上来研究粉煤灰的活性大小。所以这种方法主要应用于有关粉煤灰活性的理论、基础研究。粉 煤 灰 综 合 利 用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION2013 NO 3综 述二是测定活性指数，即强度活性指数，这是在GBT 用于水泥和混凝土中的粉煤灰提出的，即测定试验胶

6、砂抗压强度与对比胶砂抗压强度之比，以百分数表示。评价的粉煤灰活性，包括其水化早期的物理活性，以及水化后期共同作用的物理与化学活性。通过这种方法，可间接的定性研究粉煤灰的活性，同时这种方法以胶砂抗压强度为指标，很好地将粉煤灰和与其有关制品联系在一起，因此这种方法在很多粉煤灰制品或材料的性能研究中得到较多应用。但这种方法并不能量化其中掺合料（如粉煤灰）的强度贡献，因此有学者在此方面进行了探索性研究，如田文玉等在运用胶砂强度、活性效应比强度系数、活性指数等指标对比分析了磨细锶渣、磨细矿渣和粉煤灰三者之间的活性效应进行研究之后，认为比强度指标可以对各个龄期水泥胶砂试件中掺合料的活性效应，及其在胶砂试件总强度中所占的强度百分率进行量化评价，弥补了胶砂强度分析的缺陷。刘建生通过试验得出，对粉煤灰活性评价采用石膏激发活性加速反应的试验方法。3 粉煤灰的活性研究粉煤灰在常温下或未经处理时参与反应的能力较弱，若不进行处理而直接利用，其中有用成分就不能充分发挥其作用，最终导致其利用率偏低，资源不能得到高效合理利用。因此，要想使惰性较强的粉煤灰真正发挥作用，达到大批量应用的目的，必须采用活性激发的方法，先对