粉煤灰含矿物,固相与水的质量比

前言：研究了水玻璃的不同模数和含固量(固相与水的质量比)对粉煤灰基矿物聚合物抗压强度的影响,同时将钠水玻璃和钠钾水玻璃对粉煤灰基矿物聚合物抗压强度的影响也进行了对比。

结果表明随着水玻璃模数的增大,粉煤灰基矿物聚合物的抗压强度增大,但是当模数超过1.4后,其抗压强度降低,且当模数大于2.0以后,其抗压强度显著降低。 比较两种类型水玻璃激发效果发现随着水玻璃模数和含固量的不同,钠水玻璃和钠钾水玻璃对粉煤灰的激发效果亦不同。

在常温标准养护条件下,用模数为1且含固量为32%的钠水玻璃和模数为1.2且含固量为36%的钠钾水玻璃制得抗压强度分别为38.5MPa和42.1MPa的粉煤灰基矿物聚合物。 用X射线衍射和红外光谱分析了粉煤灰和粉煤灰基矿物聚合物激发前后的微观结构变化,分析了水玻璃激发作用的机理。 通过测定制品的抗压强度等力学性能指标,制备出抗压强度、吸水率等各项性能优于普通硅酸盐水泥制品的矿物聚合材料,得到了各项优化工艺参数,制品的7天抗压强度达到60 MPa以上。 结果表明：随着水玻璃模数的增大，粉煤灰基矿物聚合物的抗压强度增大，但是当模数超过 1.4 后，其抗压 强度降低，且当模数大于 2.0 以后，其抗压强度显著降低。 比较两种类型水玻璃激发效果发现：随着水玻璃模数和含固量的不同，钠水玻璃和钠钾水玻璃对粉煤灰的 激发效果亦不同。

在常温标准养护条件下，用模数为 1 且含固量为 32%的钠水玻璃和模数为 1.2 且含固量为 36%的钠钾水玻璃制得抗压强度分别为 38.5 MPa 和 42.1 MPa 的粉煤灰基矿物聚合物。

用 X 射线衍射和红外光谱分析了粉煤灰和粉煤灰基矿物聚合物激发前后的微观结构变化，分析了水玻 璃激发作用的机理。 从此研究人员对矿物聚合 物进行了大量的研究工作，2?5 如：煅烧高岭土的煅收稿日期：2007?03?24。 烧温度和时间、 激发剂溶液的含固量和种类对偏高岭 土矿物聚合作用的影响以及矿物聚合物的微观结构 等。 此后，Xu 等6研究利用天然铝硅酸盐矿物合成 矿物聚合物，文献7?8报道了利用粉煤灰粉等工业 废弃物制备矿物聚合物，文献9?11报道了我国以偏 高岭石和高岭石、工业尾矿制备矿物聚合物的研究。 Received date 2007?03?24. E-mail [email protected] Approved date 2007?04?29.作者：侯云芬(1968—)，女，硕士，副教授。 2 结果与讨论水玻璃性能对样品抗压强度的影响 水玻璃浓度对粉煤灰基矿物聚合物抗压强度的 影响见图 1 和图 2。

2.11 实验实验用粉煤灰为北京市石景山发电厂的一级粉 煤灰，其化学成分见表 1。 通 过加入分析纯固体 NaOH 和 KOH 调整水玻璃模数， 通过加水来调整其含固量。 将加入固体 NaOH 的水 玻璃称为钠水玻璃，加入固体 KOH 的水玻璃称为 钠钾水玻璃。 将一定量粉煤灰加入水泥净浆搅拌锅中，加入 水玻璃激发剂溶液，搅拌均匀。

将均匀的净浆体装 入 20 mm×20 mm×20 mm 模具中，振动成型，在标 准养护箱中养护 24 h 后脱模，继续标准养护 28 d， 得到固体样品。

采用日本理学 D/max2500 型 X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪，Cu 靶，管电压为 40 kV，管电 流 100 mA，扫描速度为 6° /min，扫描范围 2θ 为 2.6°～70°。 采用美国 NEXUS870 型 Fourier 变换 红外(Fourier transform infrared, FTIR)光谱仪分析试 样激发前后的微观结构变化。 因此，水玻璃的含固 量相同时，不同模数水玻璃的激发效果差异很大。 图 3 为水玻璃种类及其模数对样品抗压强度的 影响。 因此，配制粉煤灰基矿物聚合物所用水 玻璃的模数应该小于 1.4。 2.2 水玻璃性能对样品结晶性的影响 图 4 为采用不同模数和含固量的两种水玻璃合 成样品的 XRD 谱。 2.3 水玻璃性能对分子振动变化的影响 图 5 为粉煤灰和合成样品的 FTIR 谱。 因此，粉煤灰位于 1 097 cm?1 峰来自其中的无定形铝硅玻璃体。 位于 500～650 cm?1 之间的峰也表明样品是由四面体或 八面体构成的环形的铝硅酸盐玻璃体。

比固相比

其次，粉煤灰试样中的波数为 912 cm?1(6 配位 Al—OH 伸缩振动)的中等强峰在反 应后消失，说明其在聚合过程中转化为四配位的 AlO4四面体参与了反应。