【正文】 李老師始終以其淵博的專業(yè)知識(shí)、敏銳的思想和熱切的關(guān)懷啟發(fā)我、激勵(lì)我、精心指導(dǎo)我，使我在學(xué)業(yè)上不斷進(jìn)步，李老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、忘我的敬業(yè)精神在不斷鞭策我、鼓勵(lì)我前進(jìn)，為我的人生征途樹立了榜樣。 最后，我不能不提及的是我的家人。李老師是在大二的時(shí)候給我們上的《無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)》，一大本厚厚的筆記及其布置的作業(yè)，仍豎立在我的書架上，永遠(yuǎn)保存。 在這學(xué)期的試驗(yàn)中，在收獲知識(shí)的同時(shí)，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我們查找了大量資料，請(qǐng)教老師以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也多有所提高。開始自以為想的很完善，但是結(jié)果卻大大出乎意外，甚至曾經(jīng)想放棄！這也從另一方面說明了科學(xué)研究的艱難性和曲折性。由于找不出一種溶液只溶解硅灰和粉煤灰中的一種。第4章 結(jié)論本實(shí)驗(yàn)是通過選擇性溶解法和化學(xué)絡(luò)合滴定法相結(jié)合進(jìn)行研究，其中主要采用鹽酸溶解法。原因分析可能是由于在實(shí)驗(yàn)過程中抽濾時(shí)間過長溫度降低進(jìn)而造成許多溶解物析出，使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)有出入。實(shí)驗(yàn)過程中化學(xué)結(jié)合水的計(jì)算用如下公式： Wn=（WLLc）/(1Lc) 式（） WL=(m0m950)/m0 式（） Lc = (1–αβ)Lp+αLa+βLb 式（）式中Wn—水化樣中非蒸發(fā)水的量；WL—水化樣的燒失量；m0—灼燒前水化樣的質(zhì)量(g)；m950—經(jīng)950℃灼燒后水化樣的質(zhì)量(g)；Lc—未水化的水泥混合物的燒失量 La—未水化的粉煤灰的燒失量；Lp—水泥的燒失量；Lb—未水化硅灰的燒失量；β—水泥混合物中硅灰的原始質(zhì)量分?jǐn)?shù)；α—水泥混合物中粉煤灰的原始質(zhì)量分?jǐn)?shù)已知粉煤灰燒失量La= ，硅灰的燒失量Lb=，水泥Lp= 樣品燒失量組分粉煤灰含量α%硅灰含量β%混合物燒失量LC水化樣的燒失量WL化學(xué)結(jié)合水的量WnA組3d500A組7d500A組14d500A組28d500B組 3d00B組7d00B組14d00B組28d00C組3d010C組7d010C組14d010C組28d010D組3d4010D組7d4010D組14d4010D組28d4010 摻硅灰/粉煤灰的復(fù)合水泥漿體中硅灰和硅灰反應(yīng)程度計(jì)算公式 硅灰水泥漿體在鹽酸溶液中的溶解殘余物主要是（1）未反應(yīng)的硅灰，（2）另有少量的水泥殘?jiān)?。試樣中三氧化二鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（Al2O3）按下式計(jì)算：式中 w（Al2O3）—試樣中三氧化二鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)； T Al2O3—每毫升EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)與三氧化二鋁的毫克數(shù)，mg/mL； V26—加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL； V27—返滴定時(shí)消耗硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL； K2—每毫升硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)與EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的毫升數(shù)。 將溶出的溶液準(zhǔn)確稀釋至250 mL，為后面的滴定試驗(yàn)做準(zhǔn)備。EDTA以1：1的比值與金屬離子絡(luò)合，可與金屬離子形成多至5個(gè)五元環(huán)，所形成的絡(luò)合物有很高的穩(wěn)定性。 在滴定氧化鋁時(shí)鐵的濃度與pH的關(guān)系不能簡單地用溶度積原理推導(dǎo)出來。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)液—，溶出液與活化料反應(yīng)生成粘度大的糊狀，難以攪拌，使溶出實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行。而如果選用低濃度的鹽酸或降低反應(yīng)溫度，則會(huì)影響反應(yīng)速率，延長生產(chǎn)周期?；罨瘎┻x擇的原則是：（1）它的加入能夠最大限度的活化粉煤灰，使粉煤灰中的惰性氧化鋁變?yōu)榭梢匀艹龅幕钚凿X鹽；（2）所選擇的活化劑必須在后續(xù)工藝中能夠較容易的除去，以免其影響氧化鋁產(chǎn)品的純度；（3）從工業(yè)生產(chǎn)角度出發(fā)必須符合投入最小，產(chǎn)出最大的經(jīng)濟(jì)效益原則。（2）因?yàn)榉勖夯也Ａw中，Na2O、CaO等堿金屬、堿土金屬氧化物少，SiOAl2O3含量高，由于脫堿作用，在玻璃體表面形成富SiO2和富SiO2—Al2O3的雙層玻璃保護(hù)層。硅灰和粉煤灰方法一樣 。2℃溶解水化樣品，過濾后的殘?jiān)俅芜M(jìn)行用5%的Na2CO3 溶液溶解其中的凝膠抽濾置于干燥箱中烘干至恒重。 將養(yǎng)護(hù)至預(yù)定齡期的水化漿體取出，采取以下步驟處理：（1） 用鴨嘴錘敲成2mm左右的小塊，取硬化漿體小碎片浸泡于乙醇中6天，每隔兩天更換乙醇； （2） 將硬化漿體小碎片從無水乙醇中取出，放在真空干燥箱中抽真空1h，溫度設(shè)置60176。此外堿法腐蝕性強(qiáng)、設(shè)備投資大。6H2O晶體。其中的鋁酸鈣與堿反應(yīng)生成鋁酸鈉進(jìn)入溶液，而生成的碳酸鈣和硅酸二鈣留在渣中，便達(dá)到鋁和硅、鈣分離效果。姚玉梅，施惠生，施韜等的硬化水泥漿體中煤矸石反應(yīng)程度的測(cè)定也是采用鹽酸溶解法。1968年，Kondo和Ohsawa[28]將Takashima[29]的水楊酸萃取法進(jìn)行了修正，該修正后的實(shí)驗(yàn)方法得到了一定的應(yīng)用。粉煤灰、硅灰同時(shí)摻入水泥中,三種材料的平均粒徑分別處于三個(gè)不同的數(shù)量級(jí),因而更加優(yōu)化了微集料級(jí)配,有利于緊密堆積和填充,并迅速與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2 起二次反應(yīng),生成CSH 凝膠,大大增加了CSH 凝膠的數(shù)量和體積,同時(shí)使Ca(OH)2 相對(duì)數(shù)量減少,晶體尺度縮小,分散度提高,取得良好的“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)效應(yīng)”,得到令人滿意的早期和后期強(qiáng)度。并填充在水泥水化產(chǎn)物之間，有力地促進(jìn)強(qiáng)度的增長。有效防止發(fā)生混凝土堿骨料反應(yīng)。它是一種比表面積很大，活性很高的火山灰物質(zhì)。與未摻粉煤灰的相比，Ca(OH)2的最終數(shù)量仍然降低。研究表明，不能僅僅把粉煤灰對(duì)水泥水化的影響歸因于其“微細(xì)集料”作用。 在粉煤灰與熟料礦物硅酸三鈣C3S相互作用的研究方面，既有粉煤灰促進(jìn)C3S水化的研究結(jié)論，又有粉煤灰延緩其水化的研究報(bào)道。（3）CaO在低鈣粉煤灰中出現(xiàn)的順序?yàn)椋翰Ａw石英硫酸鈣；在高鈣粉煤灰中出現(xiàn)的順序?yàn)椋翰Ａw石灰硫酸鈣C3A默硅鎂鈣石黃長石C2S。粉煤灰中各種顆粒密度差異非常大，McCarthy[5]等對(duì)178種粉煤灰的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示。通過參考粉煤灰組分的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，用熵變來表示粉煤灰的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)用自由能變化來表示反應(yīng)過程的可能性，兩方面的熱力學(xué)計(jì)算表面，粉煤灰與普通水泥都具有較高的活性和較強(qiáng)的水化反應(yīng)能力。粉煤灰的化學(xué)活性主要體現(xiàn)在其自身的火山灰活性以及對(duì)水泥水化的促進(jìn)作用上。綜合而言，粉煤灰的顆粒分布及形貌對(duì)于其物理活性作用有較大影響，且有所矛盾：較粗粉煤灰顆粒，對(duì)減小其顆粒表面層間水有利，但對(duì)減小水泥砂漿的填充水不利，且潤滑作用較差；非常細(xì)的粉煤灰顆粒，則與上相反。粉煤灰活性的早期研究，主要集中在粉煤灰的“火山灰效應(yīng)”。眾所周知，材料的性能與其組成、結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的，工業(yè)廢渣的應(yīng)用使水泥石的組成結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。粉煤灰和硅灰一直被稱為工業(yè)廢渣，現(xiàn)在逐漸成為制備水泥和混凝土必不可少的輔助膠凝材料。 本文選取粉煤灰與硅灰，采用鹽酸選擇性溶解法測(cè)定粉煤灰和硅灰的反應(yīng)程度，研究水泥漿體中粉煤灰或硅灰的反應(yīng)程度與摻量的關(guān)系。我國是水泥生產(chǎn)大國，占全世界的總產(chǎn)量1/3以上[1]，2005年水泥產(chǎn)量已達(dá)10億噸，占世界水泥產(chǎn)量的1/3以上。如果能最大限度利用它們作為活性摻合料并加上盡可能少的水泥熟料制備出具有高性能的混凝土材料，不僅減輕環(huán)境污染，料的性能尤其是耐久性。粉煤灰是含有少量碳和晶體的化學(xué)成分與火山灰相近的細(xì)粉狀玻璃態(tài)物質(zhì)態(tài)。 粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)，主要表現(xiàn)為粉煤灰的顆粒形貌、粒度分布等特性所引起的可改善水泥基材料性能的填充作用、潤滑作用等。在一般的微集料混凝土中，硬化水泥漿體結(jié)構(gòu)中最薄弱的地方在于微集料與漿體之間的界面，但對(duì)于粉煤灰作微集料而言，大量研究表明，破壞往往不在粉煤灰顆粒界面發(fā)生，而在水泥凝膠部分。由此可以看出，其可溶性SiOAl2O3含量較低，因此火山灰反應(yīng)的程度并不高。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著水化齡期的增加，粉煤灰的活性組分大量吸收水泥水化析出的氫氧化鈣，使液相中的Ca(OH)2濃度下降，這有利于加速C3S、C3A的繼續(xù)水化，提高固相物質(zhì)濃度，從某種意義上講，粉煤灰本身就可作C3S、C3A的促進(jìn)劑。McCarthy[6,7,8]用XRD衍射分析方法，對(duì)幾百種粉煤灰的化學(xué)組成與礦物組成的關(guān)系進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，Diamond[9]也進(jìn)行了很深入的工作。盡管火山灰反應(yīng)在養(yǎng)護(hù)3至7天的時(shí)候就開始了，但是直到365天大部分的粉煤灰顆粒還保持未反應(yīng)狀態(tài)[11,12]。然而也存在例外，如γAl2O3顆粒并沒有這種加速作用[18]。除去有機(jī)物后，粉煤灰將不會(huì)延緩C3S的水化放熱。硅灰中細(xì)度小于1mm的占80%以上，～，比表面積為:20～28m2/g。顯著延長砼的使用壽命。有研究表明：含硅灰的膠砂大孔體積降低，小孔增多，連通孔減少，隨著硅灰的含量增加，Ca(OH)2含量降低，有利于提高水泥石的強(qiáng)度。但 FA、SF由于各自組成和結(jié)構(gòu)的不同又對(duì)混凝土性能的影響存在較大差異或不足，F(xiàn)A摻入混凝土后具有緩凝作用，強(qiáng)度的增長要在7天以至后期才能逐漸體現(xiàn)出來。[23]采用EDTA堿溶液選擇溶解法測(cè)定了粉煤灰和礦渣的反應(yīng)程度，鹽酸是測(cè)定水泥粉煤灰復(fù)合體系中粉煤灰等火山灰質(zhì)材料反應(yīng)程度的選擇性溶劑之一，國內(nèi)外許多研究者采用鹽酸溶解法測(cè)定了粉煤灰的反應(yīng)程度，我國國家標(biāo)準(zhǔn)也采用鹽酸溶解法來測(cè)定水泥中火山灰質(zhì)材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Luke和Glasser的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，Demoulian方法是最令人滿意的，這種方法溶解純硅酸鹽水泥只留下很少的殘余物，量值可以用來校正礦渣水泥漿體的結(jié)果。3Al2O3和不溶性的2CaO2SiO2)和石英(SiO2)，提取Al2O3實(shí)質(zhì)就是想辦法要使莫來石中的Al進(jìn)入溶液，Si則呈固體析出，達(dá)到Al和Si分離的目的。一般說，如果粉煤灰堿性較大，往往采用堿法，用酸法則消耗過多的酸從而成本提高。1)℃、相對(duì)濕度大于90%)下養(yǎng)護(hù)1 d后拆模后置于(20 177。將硅灰和粉煤灰水泥水化試樣從真空干燥器中取出，分為兩份，一份置于馬弗爐中于950℃下灼燒至恒重，另一份參照GB129602007《水泥組分的定量測(cè)定》，經(jīng)適當(dāng)修改后，用鹽酸選擇溶解法測(cè)定試樣中未反應(yīng)的粉煤灰和硅灰含量。對(duì)于單摻粉煤灰水泥水化試樣中粉煤灰的反應(yīng)程度計(jì)算方法如下：式中，—αF粉煤灰的反應(yīng)程度；—WH水化樣中鹽酸不溶物含量；—Wc,o水化樣中水泥的原始質(zhì)量分?jǐn)?shù)；—WC,H水泥的鹽酸不溶物質(zhì)量分?jǐn)?shù)；—WF,O水化樣中粉煤灰的原始質(zhì)量分?jǐn)?shù)—WF,H粉煤灰的鹽酸不溶物質(zhì)量分?jǐn)?shù)；—Wn水化樣中非蒸發(fā)水的量；—WL水化樣的燒失量；—m0灼燒前水化樣的質(zhì)量(g)；—m950經(jīng)950℃灼燒后水化樣的質(zhì)量(g)；—LC未水化的粉煤灰水泥混合物的燒失量；—Lp水泥的燒失量；—Lf粉煤灰的燒失量；—β水泥粉煤灰混合物中粉煤灰的原始質(zhì)量分?jǐn)?shù)。文章中通過氧化鋁的提取率來表征衡量。 利于打開3Al2O3SiO2鍵，增強(qiáng)鋁的可溶性。： 水泥不溶物的燒結(jié)試驗(yàn)樣品號(hào)粉煤灰/碳酸鈉（m/m）溫度（℃）時(shí)間（min）P13:2900120P25:2900120 溶出過程是煅燒—瀝濾法提取氧化鋁的主要環(huán)節(jié)，溶出過程的主要目的是將煅燒料中活性的氧化鋁以鋁鹽的形式分離出來。但如果酸的濃度過高，不僅會(huì)造成酸的浪費(fèi)，并且濃酸腐蝕性增強(qiáng)對(duì)設(shè)備的要求提高，還容易對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。所以考慮到溶出率、反應(yīng)速率及副反應(yīng)對(duì)溶出過程的影響，確定溶出溫度為80℃，溶出時(shí)間為2h。當(dāng)兩種離子發(fā)生沉淀的pH相差較大時(shí)，通過調(diào)整溶液的pH可以將二者分別從而達(dá)到將二者分離的目的。（2）EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液與硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液體積比的標(biāo)定：，加水稀釋至150mL，加15mL的緩沖溶液(PH=)中，加熱至沸騰，取下稍冷，加入5滴PAN指示劑溶液，用硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至亮紫色， 重復(fù)試驗(yàn)3次； EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液與硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積比次數(shù)EDTA溶液的體積（mL）消耗的硫酸銅的體積（mL）體積比平均體積比123 ：，加入40mL冰乙酸，加水稀釋至500mL。（銅鹽返滴定法）向滴定完鐵的溶液中加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液之過量10到15毫升，用水稀釋至150到200mL。這樣我們可以將它與復(fù)合水泥漿體水化產(chǎn)物鹽酸不溶物中各個(gè)組分中的三氧化二鋁的含量聯(lián)系起來研究，以此可以算出硅灰、粉煤灰的反應(yīng)程度。1單位質(zhì)量硅灰水泥漿體試樣的鹽酸不溶物的質(zhì)量為（1）、（2）之和，即由于RHCl是可測(cè)量的，上式中僅有αs一個(gè)未知量。W1= (1wn)(1αF)fF RF,HCl W2 + (1wn) fpRP,HCl/(1Wp,n)] W3W1─選擇性溶解法復(fù)合水泥漿體中三氧化二鋁的含量； αF─粉煤灰的反應(yīng)程度； fF─粉煤灰的摻量； W2─粉煤灰鹽酸不溶物中三氧化二鋁的含量； fP─水泥的摻量； W3─水泥鹽酸不溶物中三氧化二鋁的含量。 通過上面的不溶物含量總結(jié)的表格中可以清楚看出水泥凈漿和復(fù)摻水泥選擇性溶解后的不溶物含量數(shù)據(jù)很有規(guī)律，較之單摻硅灰好多了，這是由于在抽濾的過程中改