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第41章 活性矿物的分类及活性凸现

(1)具有潜在水硬性能的掺料。如粒化高炉矿渣、粒化电炉磷渣等。这类掺料的特征是,含有大量的CaO,CaO(约35%~48%),并含有活性SiO2和Al2O3,与水泥熟料的化学组成(CaO约63%~65%)相比,在CaO-Al2O3-SiO2系中,只是CaO的含量要低一些,它们本身无独立的水硬性,但在CaO、CaSO4的作用下,其潜在的水硬性可以被激发出来,产生缓慢的水化作用;若在Na2O、K2O等碱金属化合物的激发下,会产生强烈的水化作用,形成坚强的硬化体,这就是所谓的碱矿渣胶凝材料。即此类物质是碱矿渣胶凝材料的主体原料。

(2)具有火山灰反应能力的掺料。如粉煤灰、偏高岑土、硅灰、硅藻土、沸石、烧煤矸石、锂渣、凝灰岩、浮石、天然火山灰等等,这类材料含CaO极少,但含有大的活性SiO2和Al2O3,它们无独立的水硬性,也无潜在的水硬性能,它们的活性表现在于,能在常温下与水泥水化时析出的Ca(OH)2产生二次反应(火山灰反应),生成具有胶凝性能的水化硅酸钙和水化铝酸钙。

(3)同时具有潜在水硬性和火山灰性质的掺料。如高钙粉煤灰(CaO15%~20%)、增钙液态渣、固硫渣等,它们不但含有大量的活性SiO2和Al2O3,而且也含有相当多的CaO,虽其数量远不及矿渣、电炉磷矿渣,但大大高于第二类掺料。因此,潜在的水硬性与火山灰反应能力兼而有之。

以上分类并非绝对,例如:第一类掺料,亦存在一定的火山灰反应能力。

活性矿物掺料的活性包括三方面:①由蒸汽冷凝而得颗粒呈球形;②含85~95%无定形SiO2;③比重2.2~2.5g/cm3,松散容重200~300kg/m3。

同样一种化学组成的矿物质,若其结构中,含无定形物质越高,结晶态物质越少,则在常温下与Ca(OH)2反应能力越强,则其活性越高,有学者提出了活性率指标:Ka=(活性SiO2+活性Al2O3)/(全SiO2+全Al2O3),并得出硅灰为47.65%,油页岩灰为32.43%,沸石为30.48%,硅藻土为19.02%,Ⅲ级粉煤灰为12.29%。

硅灰是一种非常细的粉末,主要成分是颗粒极细(0.1~0.2μm)的无定形SiO2它的平均粒径比水泥小100倍,比表面积15~20m2/g。