【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0 % 50% B 50% 10% 40% C 90% 10% 0% D 100% 0% 0% 配比質(zhì)量表 SpecimenPCSFFAWA100001000600B1000200800600C18002000600D230000690使用減水劑會(huì)對(duì)選擇性溶解法后的不溶物含量有影響，之前探索性實(shí)驗(yàn)未加入減水劑，成型后效果也比較好，鑒于這種情況，就不再使用減水劑。 利用摻加減水劑調(diào)整各個(gè)配比達(dá)到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)稠度后進(jìn)行成型，收縮試件的成20 mm 20mm 80 mm的六聯(lián)試模成型，端部預(yù)埋不銹鋼測(cè)頭，試件成型后，標(biāo)準(zhǔn)濕養(yǎng)護(hù)(( 20 177。1)℃、相對(duì)濕度大于90%)下養(yǎng)護(hù)1 d后拆模后置于(20 177。1)℃、相對(duì)濕度(50 177。3)%的恒溫恒濕控制箱（利用飽和的Mg(NO3)2鹽溶液，規(guī)格為74(l)39(w)30(h)mm制作）中養(yǎng)護(hù)齡期為3d、7d、14d、28d。 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(wú)水乙醇中取出，放在真空干燥箱中抽真空1h，溫度設(shè)置60176。并烘干2h。（3） 將干燥后的試樣于瑪瑙研缽中研磨，磨至全部通過(guò)80μm篩，以備測(cè)定粉煤灰和硅灰水化反應(yīng)程度。（4） 將磨好的試樣裝入自封袋中標(biāo)記，置于干燥器中。參照GB/T129602007，將水泥、粉煤灰、硅灰分別用鹽酸溶解，測(cè)得各試驗(yàn)材料的不溶物質(zhì)量分?jǐn)?shù)。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。鹽酸選擇性溶解法的基本原理是：水泥及其水化產(chǎn)物溶于鹽酸，粉煤灰和硅灰?guī)缀醪蝗苡邴}酸，因此，可以通過(guò)鹽酸選擇溶解法，將水泥及其水化產(chǎn)物和未水化的粉煤灰硅灰分離開(kāi)來(lái)。鹽酸選擇溶解法的分解液按1份鹽酸加5份去離子水的比例混合而成，用此溶液在60177。2℃溶解水化樣品，過(guò)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?？鄢勖夯?、硅灰中溶解于鹽酸的部分和水泥中溶于鹽酸的部分，得到硅灰的不溶物、粉煤灰的不溶物和水泥的不溶物。通過(guò)對(duì)水泥試樣鹽酸不溶物中氧化鋁的分析，得到氧化鋁的含量。不溶物中氧化鋁主要來(lái)源為水泥不溶物中氧化鋁和未水化的粉煤灰中的氧化鋁。由于硅灰中氧化鋁含量很小和硅灰的摻入量小，故作為對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響因素之一。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)。第三章試驗(yàn)過(guò)程研究探討與試驗(yàn)結(jié)果、粉煤灰、硅灰燒失量及鹽酸不溶物質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定取經(jīng)過(guò)105℃烘干過(guò)的準(zhǔn)確稱量水泥10克左右置于500毫升燒杯中加入300毫升的鹽酸（1份濃鹽酸和5份去離子水），用此溶液在60177。2℃溶解水化樣品，攪拌15分鐘后過(guò)濾，在加入5%的碳酸鈉溶液（目的溶解其中的凝膠）抽濾后的殘?jiān)娓芍梁阒兀貜?fù)試驗(yàn)3次。硅灰和粉煤灰方法一樣 。水泥、粉煤灰；。水泥、粉煤灰、水泥基本上能溶于鹽酸，粉煤灰和硅灰基本不溶于鹽酸。 水泥鹽酸不溶物次數(shù)試樣的質(zhì)量(g)空坩堝的質(zhì)量(g)燒后坩堝質(zhì)量(g)不溶物百分比1%2%3% 粉煤灰鹽酸不溶物次數(shù)試樣的質(zhì)量(g)空坩堝的質(zhì)量(g)燒后坩堝質(zhì)量(g)不溶物百分比1%2%3% 硅灰鹽酸不溶物次數(shù)試樣的質(zhì)量(g)空坩堝的質(zhì)量(g)燒后坩堝質(zhì)量(g)不溶物百分比1%2% 水泥、粉煤灰和硅灰的燒失量及鹽酸不溶物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)試樣燒失量百分比鹽酸不溶物質(zhì)量分?jǐn)?shù)水泥粉煤灰硅灰 3d硅灰漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%3%平均值% 7d硅灰漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%3%平均值% 14d硅灰漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%3%平均值% 28d硅灰漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%平均值% 3d復(fù)摻漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%3%平均值% 7d復(fù)摻漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%3%平均值% 14d復(fù)摻漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%3%平均值% 28d復(fù)摻漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%3%平均值% 3d純水泥漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%3%平均值% 7d純水泥漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%平均值% 14d純水泥漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%3%平均值% 28d純水泥漿體鹽酸不溶物含量測(cè)定組數(shù)樣品質(zhì)量坩堝坩堝與不溶物不溶物含量1%2%平均值%（1）粉煤灰活化：本文中所述的粉煤灰活化是指通過(guò)處理使粉煤灰中惰性的難溶的氧化鋁變成活性的可以溶出的鋁鹽。（2）活化度：本文的活化度指粉煤灰活化后形成的鋁鹽的可溶性。文章中通過(guò)氧化鋁的提取率來(lái)表征衡量。粉煤灰的活性主要取決于粉煤灰中玻璃體的化學(xué)活性，包括玻璃體中可溶性SiOAl2O3的含量和玻璃網(wǎng)絡(luò)聚集體的解聚能力。造成粉煤灰活性低的原因主要有以下三個(gè)方面：（1）由于粉煤灰是在高溫流態(tài)條件下快速形成，傳質(zhì)傳熱速度極快，玻璃液相出現(xiàn)使之在表面張力的作用下迅速收縮成球形液滴并相互粘結(jié)，形成了其表面形貌，具有光滑表面的球形粉煤灰顆粒。（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。由于保護(hù)層的阻礙作用，使顆粒內(nèi)部所含的可溶性的SiOAl2O3很難溶出，活性難以發(fā)揮。（3）粉煤灰中一部分Al2O3以莫來(lái)石相的形式存在，由于這種晶體通常情況下很穩(wěn)定，這也在一定程度上降低了粉煤灰的活性。為了活化粉煤灰，使其中的惰性氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢匀艹龅幕钚匝趸X。通過(guò)上述對(duì)各種粉煤灰活化方法的對(duì)比，本實(shí)驗(yàn)選用物理—化學(xué)復(fù)合活化的方法，將粉煤灰與一定量的活化劑均勻混合，研磨至一定細(xì)度后，置于馬弗爐煅燒，達(dá)到活化的目的，活化過(guò)程中實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)氧化鋁提取率的影響討論如下。 利于打開(kāi)3Al2O3SiO2鍵，增強(qiáng)鋁的可溶性。加燒結(jié)助劑同樣具有粉煤灰灼燒有打開(kāi)Si—Al鍵溶出鋁的作用。目前，研究過(guò)的助溶劑包括牙膏皮、NH4F和Na2CO3等[38]?；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。實(shí)驗(yàn)選用Na2CO3作為活化劑，在煅燒活化過(guò)程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下： 燒結(jié)過(guò)程一般可分解為顆粒之間形成接觸、燒結(jié)頸長(zhǎng)大、連通孔洞閉合、孔洞圓化、孔洞收縮和致密化、孔洞粗化、晶粒長(zhǎng)大7個(gè)階段。為提高燒結(jié)反應(yīng)速率和粉煤灰活化程度，實(shí)驗(yàn)中將粉煤灰不溶物與碳酸鈉混勻、粉磨進(jìn)行燒結(jié)。當(dāng)燒結(jié)反應(yīng)溫度高于碳酸鈉的熔點(diǎn)（851℃）時(shí)，碳酸鈉粉末加入到高鋁粉煤灰中燒結(jié)形成液相，屬于液相強(qiáng)化燒結(jié)，可增加了燒結(jié)體系原子（或空位）的擴(kuò)散性，同時(shí)降低了燒結(jié)溫度。在前人試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,：樣品號(hào)粉煤灰/碳酸鈉（m/m）溫度（℃）時(shí)間（min）S12:1900120S2 3:2900120水泥不溶物中含有氧化鋁、氧化硅和氧化鐵，通過(guò)對(duì)水泥不溶物中氧化鋁含量的研究，研究水泥不溶物與碳酸鈉配比不同對(duì)提取率的影響。： 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(guò)程是煅燒—瀝濾法提取氧化鋁的主要環(huán)節(jié)，溶出過(guò)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(lái)。溶出反應(yīng)屬于固—液多相反應(yīng)，影響溶出率和溶出速度的因素較多，工藝中主要控制的因素有以下幾個(gè)方面：（1） 溶出劑的選擇溶出劑必須滿足以下條件：（1）能最大程度的溶出鋁；（2）滿足最大經(jīng)濟(jì)效益的要求；（3）對(duì)設(shè)備的要求低，實(shí)驗(yàn)易于操作。常用的試劑中，由于鹽酸在較高濃度和溫度下極易揮發(fā)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，并且增加生產(chǎn)成本。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(zhǎng)生產(chǎn)周期。因此，鹽酸不符合實(shí)驗(yàn)的要求。由于硫酸一般情況下很穩(wěn)定且有較高的反應(yīng)性，是很好溶出劑?？紤]各種因素，實(shí)驗(yàn)選擇硫酸作為溶出劑。以硫酸為溶出劑，溶出活化后的粉煤灰中的氧化鋁時(shí)，溶出過(guò)程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下：（2） 硫酸的濃度對(duì)活性鋁溶出過(guò)程的影響從理論上分析，用高濃度的硫酸浸取，化學(xué)反應(yīng)激烈，浸出速率能提高一些，會(huì)在一定程度上縮短生產(chǎn)周期。但如果酸的濃度過(guò)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。硫酸的濃度達(dá)到一定值以后，濃度對(duì)溶出反應(yīng)的影響變得不明顯。（3） 液—固比對(duì)氧化鋁溶出率的影響溶出液的量若不足使不溶物中的活性鋁鹽不能充分反應(yīng)，將降低最終鋁的溶出率。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。溶出液體積增加，實(shí)際是增加了與活化料中鋁酸鹽反應(yīng)的H2SO4量，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡原理可知，增加反應(yīng)物量有利于反應(yīng)的進(jìn)行，因此，隨溶出液體積增加，氧化鋁的提取率增加，但如果溶出液體積過(guò)大，過(guò)多的硫酸會(huì)與不溶物中的二氧化硅等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成物之間的反應(yīng)還會(huì)導(dǎo)致鋁的溶出率降低，這會(huì)造成更多雜質(zhì)的引入和硫酸的浪費(fèi)。因此，在確保氧化鋁溶出率的前提下，綜合考慮各種因素最終確定液—。（4） 溶出溫度和時(shí)間對(duì)溶出過(guò)程的影響由化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理可知，提高反應(yīng)溫度有益于加快反應(yīng)速度，但溶出溫度又不能過(guò)高，溶出時(shí)間也不能過(guò)長(zhǎng)。提高溶出溫度或延長(zhǎng)溶出時(shí)間，將使溶液中的Na2SiO3會(huì)和NaAlO2反應(yīng)生成鋁硅酸鈉沉淀，反應(yīng)如下：由上述反應(yīng)可看出，溶液中存在的SiO2將損失大量的Al2O3及Na2O，從而造成鋁的溶出率下降。所以考慮到溶出率、反應(yīng)速率及副反應(yīng)對(duì)溶出過(guò)程的影響，確定溶出溫度為80℃，溶出時(shí)間為2h。用硫酸溶出后所得的硫酸鋁溶液中，含有不同程度的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)一部分來(lái)源于粉煤灰不溶物，還有一部分是由后期的實(shí)驗(yàn)混入，主要的雜質(zhì)有硅、鐵、鈉、等。由于要滴定氧化鋁，本實(shí)驗(yàn)采用EDTA絡(luò)合滴定法。 在滴定氧化鋁時(shí)鐵的濃度與pH的關(guān)系不能簡(jiǎn)單地用溶度積原理推