粉煤灰-堿激發

堿性激發劑與高溫復合激發粉煤灰的性能研究目錄背景介紹文獻綜述實驗方案進度安排進度安排背景介紹實驗方案文獻綜述

我國是世界上最大的煤炭資源國家之一，且發電仍以燃煤的火力發電為主。粉煤灰是煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰。16.6億噸我國2013年用于發電的煤炭總量5.3億噸我國2013年粉煤灰排放量68%近五年粉煤灰綜合利用率670萬噸山西省2013年未處理粉煤灰量充分高效地利用粉煤灰任重道遠進度安排背景介紹實驗方案文獻綜述如何高效大量地利用粉煤灰？粉煤灰用作混凝土行業礦物摻合料摻量有限水化活性低更有優勢的粉煤灰利用方法：堿激發粉煤灰制備粉煤灰基地質聚合物單位體積粉煤灰使用量大，強度高、水化熱低、耐久性好、耐酸堿腐蝕、抗滲性高、抗凍性好且不導致堿集料反應，同時具有工藝簡單、價格低廉、節約能源等優點。堿激發粉煤灰存在問題

常溫無法激發前期強度低，凝結硬化慢

后期收縮大堿激發粉煤灰制制品的優點

無后期開裂問題解決現澆結構體系無法高溫養護的問題

高溫蒸養后期不會生成延遲鈣礬石

進度安排背景介紹實驗方案文獻綜述生產制品創新點：采用堿性激發劑與高溫復合激發的方式制備粉煤灰基地質聚合物砌塊磚預制柱預制梁預制疊合板少進度安排背景介紹實驗方案文獻綜述堿激發粉煤灰機理C-S-H鋁硅酸鹽礦物聚合物（地質聚合物）類沸石型的微晶體結構硅氧四面體鋁氧四面體三維網絡凝膠體鋁硅酸鹽玻璃體解聚——溶解——水解——縮聚——固化曾燕偉,方永浩,.化學激發膠凝材料研究進展[c].南京:南京東南大學出版社,2005溶液中[SiO4]單體縮聚、多聚體解聚、原料解聚的多重反應，[SiO4]含量在前中期變化較緩，后期則以縮聚反應為主，這也是堿激發材料后期收縮大的原因。進度安排背景介紹文獻綜述實驗方案反應過程OH-對Si-O,Al-O的作用當Ca+、Na+楊南如.堿膠凝材料形成的物理化學基礎(1)[J].硅酸鹽學報,1996.(2)24:209-215產物模型產物通式Z=1時，產物稱為PS型；Z=2時，產物稱為PSS型；Z=3時，產物稱為PSDS型。通過正交試驗得出影響產物分子構型的三大關鍵因素：(SiO2/Al2O3)(MO/Al2O3)(H2O/MO)進度安排背景介紹文獻綜述實驗方案DAVIDOVITSJ.Geopolymersandgeopolymericnewmaterials[J].ThermalAnalLalorim,1989,35(2):429-441進度安排背景介紹文獻綜述實驗方案激發原理常溫下較難被堿激發粉煤灰CaO/SiO:0.1~0.15礦渣CaO/SiO:0.8~1.2CaO/SiO低[SiO4]4-聚合度高解聚活化能大Al3+也參與粉煤灰中網絡結構形成，其鋁酸鹽網絡中硅氧鏈斷裂處的硅氧四面體(SiO44-)和A13+代替Si4+形成的鋁氧四面體(A1O45-)是不穩定的，會被強堿解離為硅酸根和鋁酸根粉煤灰能夠堿激發的依據是什么？楊南如.堿膠凝材料形成的物理化學基礎(1)[J].硅酸鹽學報,1996.(2)24:209-215激發劑對堿激發粉煤灰的影響進度安排背景介紹文獻綜述實驗方案Ca(OH)2Na2SiO3NaOH、KOHC-S-H存在問題：堿性弱激發劑用量大類沸石結構活性SiO2利用NaOH（KOH）來調節水玻璃模數水玻璃模數n：SiO2/(Na2O+K2O)K一體系制備的地質聚合物的早強強度更高Na一體系中，Si、AI的溶解度更好PHAIRJW,VANDEVENTERJSJ.EffectofthesilicateactivatorPhonthemicrostrncturalcharacteristicsofwaste-basedgeopolymers[J].InternationalJournalofMineralProcessing,2002(66):121一143.水玻璃對堿激發粉煤灰性能的影響進度安排背景介紹文獻綜述實驗方案侯云芬,王棟民.水玻璃性能對粉煤灰基礦物聚合物的影響[J]硅酸鹽學報.2008,36(1)隨著含固量的增加強度增加隨著水玻璃模數的增大，強度增大，但是當模數超過1.4后，抗壓強度降低，模數超過2時強度明顯下降含固量36%、模數為1.2時，標準養護28d強度可以達到42.1MPa水玻璃對堿激發粉煤灰性能的影響進度安排背景介紹文獻綜述實驗方案饒紹建,熱激發低鈣粉煤灰制備礦物聚合材料及其性能[D]北京化工大學.2011隨著模數增加強度增加，超過1.5后強度下降。隨著養護溫度增加強度增加，超過80℃后強度下降。高溫養護對堿激發粉煤灰性能的影響進度安排背景介紹文獻綜述實驗方案

Khalil等研究表明，礦物聚合材料在30-80℃養護條件下，較室溫下養護抗壓強度提高100%但是長時間高溫養護會對制品產生負面作用，持續高溫會產生水蒸汽，破壞無定形產物結構，從而降低礦物聚合度。VanJaarsveld等實驗也表明，與30℃養護條件下相比，材料在70℃養護時強度顯著提高，最高達120%;但是長時間高溫養護會破壞礦聚物材料中部分結構水，影響無定形產物結構的完整性，減弱礦聚物材料的強度。侯云芬等探討了不同養護溫度(35℃,50℃和65℃,80℃)下粉煤灰基礦物聚合物試樣的最優抗壓強度下的養護時間，分別為1d,3d和7d以上，均可達到50MPa以上高溫養護7d時的強度與常溫養護28d時的強度相近。實驗方案進度安排實驗方案背景介紹文獻綜述選取鈉（鉀）水玻璃（模數分別為0.7、1、1.4、1.7）作為激發劑激發低鈣粉煤灰（比表面積350m2/kg）及相應磨細粉煤灰（比表面積500m2/kg），在50℃、70℃、90℃條件下蒸養8h、12h、16h、24h，觀察各齡期硬化漿體結構，測定各齡期粉煤灰反應程度，硬化漿體及混凝土的力學性能。通過上述實驗，研究不同激發劑、養護溫度對激發粉煤灰反應過程、強度、耐久性的影響，分析高溫堿激發粉煤灰漿體組成-微觀結構-宏觀性能間的聯系，為堿激發粉煤灰做制品提供理論基礎。

實驗內容進度安排實驗方案背景介紹文獻綜述

宏觀實驗各齡期砂漿的抗壓強度，混凝土的抗壓強度、彈性模量、氯離子滲透性、碳化，評價其強度、韌性、耐久性。微觀實驗

采用SEM、XRD對反應產物的形貌、組成進行分析；采用壓汞法測定硬化漿體孔隙特征；

采用DTA-TG測定凝膠水量和總結合