怎样激发矿渣的活性

水泥 2007-09-28

矿渣是一种具有“潜在水硬性”的材料，即：其单独存在时，基本无水硬性。但受到某些激发作用后，就呈现出水硬性。常用的激发方式有两大类，一是物理激发：高细粉磨（采用助磨剂）；二是化学激发：采用对混凝土耐久性无害的化学物质，激发矿渣水泥的活性。化学激发方式，可分为：碱激发、硫酸盐激发等多种激发形式。

（一）物理激发

固体物料在施加冲击、剪切、摩檫、压缩、延伸等机械力作用后，其内部晶体结构会不规则化和产生多相晶型转变，导致晶格缺陷发生、比表面积增大、表面能增加等，随之物料的热力学性质、结晶学性质、物理化学性质等都会发生规律性变化。机械粉碎是采用机械能使物料由大颗粒变成小颗粒的工艺过程。在粒径减小的同时，自身的晶体结构、化学组成、物理化学性质发生机械化学变化的主要方面包括：

1.被激活物料原子结构的重排和重结晶；表面层自发地重组，形成非晶质结构。

2.外来分子（气体、表面活性剂等）在新生成的表面上自发地进行物理吸附和化学吸附。

3.被粉碎物料的化学组成变化及颗粒之间的相互作用和化学反应。

4.被粉碎物料物理性能变化。

这些变化并非在所有的粉碎作业中都能显著存在，它与机械力的施加方式、粉碎时间、粉碎环境以及被粉碎物料的种类、粒度、物理化学性质等，都有密切的关系。

用于水泥工业的工业固体废弃物，一般细粉的水化速度比水泥慢得多，经测试表明：颗粒大小在80μm（比表面积300 m2/kg）左右时，高炉矿渣水化90天左右才能产生与硅酸盐水泥熟料水化28天时相应的强度；粉煤灰则需150天左右才能达到相应的强度。对上述工业废渣进行粉磨到产品颗粒大小大部分在45μm（比表面积450 m2/kg）左右时，扩大了水化反应时的表面积，相应地可以较大幅度地提高它们的水化速度，使它们能在较短时间内产生较高的强度。

（二）化学激发

粒化高炉矿渣单独与水拌合时，反应极慢，得不到足够的强度；但在氢氧化钙溶液的中就能够发生水化，而在饱和的氢氧化钙溶液中反映更快，并产生一定的强度。这说明矿渣潜在能力的发挥，必须以含有氢氧化钙的液相为前提。这种能造成氢氧化钙液相以激发矿渣活性的物质称之为碱性激发剂。它生成碱性溶液能破坏矿渣玻璃体表面结构，使水分仪与渗入并进行水化反应，造成矿渣克里的分散和解体，产生由胶凝性的水化硅酸钙与水化铝酸钙。常用的激发剂有石灰和硅酸盐熟料。

在含有氢氧化钙的碱性溶液中，加入一定数量的硫酸钙，就能使矿渣的潜在活性较为充分地发挥出来，产生比单独加碱性激发剂高得多的强度，这一类物质称之为硫酸盐激发剂。碱性介质促使矿渣颗粒的分散、解体，并生成水化硫铝酸钙，促使强度进一步地提高。常用的硫酸盐激发剂有：二水石膏、半水石膏及无水石膏等。

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