防水之家讯: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300m2/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450m2/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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