時間：2014-05-09 14:53:03
作者：博鱼機器
以不同溫度煆燒的煤矸石作為主體原料，製備煤矸石質矽鋁基膠凝材料（煤矸石質矽鋁基膠凝材料中包括主體與配體，主體材料中煤矸石、熟料、礦渣的比例為70：20：10，配體材料為複合外加劑，其加入量為5%）。測試其膠砂抗壓強度來研究煆燒溫度、溶出率和抗壓強度之間的關係。
可知當煤矸石的火山灰化溫度為800℃時，煤矸石質矽鋁基膠凝材料3天和28天膠砂抗壓強度均為非常大值，800℃之後強度大幅度下降。就28天強度而言，600℃火山灰化煤矸石的強度僅次於800℃火山灰化煤矸石的強度，膠凝體係的力學性能和在NaOH溶液中溶出矽、鋁的曲線變化一致。郭偉的研究表明不同煆燒溫度煤矸石在NaOH溶液中Si離子和Al離子溶出特性和煆燒煤矸石水泥強度隨煤矸石煆燒溫度變化規律一致。董剛的研究表明堿溶出法（NaOH溶液）溶出活性Al2O3和活性SiO2的含量之和與煤矸石火山灰活性相關係數非常大。因此，用煤矸石在NaOH溶液中矽、鋁溶出率來評價煤矸石的膠凝活性是可行的。
堿度（pH值）提高有利於矽鋁質物質的溶解，摩爾濃度相同的NaOH和KOH溶液，堿金屬離子對矽鋁的溶出起到了決定性作用。煤矸石粉碎機破碎，煤矸石粉碎機價格來說矽鋁質物質的溶出包括化學反應、靜電發應和離子對縮聚反應。在化學反應中主要取決於OH-和矽鋁質物質表麵的反應，形成Al(OH) 、-OSi(OH)3、二價正矽酸離子和三價正矽酸離子，而靜電反應就是堿金屬離子和化學反應中所形成的離子通過靜電中和來消除靜電斥力。
Dent Glasser和Harvey的研究認為沒有陰陽離子直接作用於Al(OH) 是Al離子溶出低於Si離子溶出的原因。具有同樣電荷的Na離子和K離子對矽鋁溶出的影響是由於離子尺寸不同的原因。離子尺寸越小越利於與小尺寸的矽酸鹽低聚物反應。離子尺寸小的鈉離子的靜電反應和陰陽離子對濃縮反應能力強於鉀離子，這是KOH溶液中矽、鋁溶出速率低的原因。800℃煆燒煤矸石矽和鋁溶出率理想，原因是煤矸石中高嶺石在600℃左右已經完成向偏高嶺石的轉變，在800℃偏高嶺石轉變為活性矽和活性鋁，活性矽和活性鋁比起偏高嶺石具有更低的鍵能和更高的離子溶出特性。
而隨著煆燒溫度的升高，伊利石結構的破壞，在1000℃矽、鋁的溶出再次出現一個極值，隨後氧化矽和氧化鋁之間發生反應形成新的物質，矽、鋁的溶出也隨之下降。而值得關注的是400~600℃煆燒的煤矸石在NaOH和KOH溶液中矽和鋁的溶出率發生了急劇增長，在矽酸鉀介質中也出現類似的情況。這個溫度範圍內Si離子和Al離子溶出的大幅度變化是由於該溫度區的物相處於高嶺石向偏高嶺石轉變過程的中間態，失去了高嶺石的穩定態，還沒有形成偏高嶺石的穩定態，此時矽和鋁處於高活性狀態。
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根據煤樣中各組分的不同物理化學性質控製不同的溫度和時間，使其中的某種組分發生分解或完全燃燒，並以失去的質量占原試樣質量分數作為該組分的質量分數。
複合活化複合活化法一般是將煤矸石先煆燒，在熱活化的基礎上，進行進一步機械激發或加入化學激發劑進一步激發煤矸石的活性。
煆燒過程的熔融階段初期，煤矸石微粒中的原子產生劇烈的熱運動，使其矽氧四麵體和鋁氧八麵體隻能形成短鏈，不可能充分地聚合成長鏈，即熔體中的矽氧鏈和鋁氧鏈具有較多的斷裂點，相當於具有較多的自由端。
通過對石英結晶度進行評價可以在一定程度上反映煤矸石整體膠凝活性。關於石英結晶度的評價方法，1976年Murata首先提出根據XRD上五指峰的峰型來判定石英結晶程度。
焦渣特征的鑒定在測定煤的揮發分的同時，利用坩堝中殘留的焦渣的特征(焦渣特征是利用工業分析結果計算煙煤發熱量時確定K值的依據)，可以初步鑒定煤的黏結性。
煤矸石材料的微觀結構（晶體結晶度、玻晶比、聚合度等）一定程度上決定了材料潛在的膠凝性能或火山灰活性，基於這一原理袁潤章等將礦渣結構分為三個層次，並確定了各個層次中與其活性相關的表征參數。
