粉煤灰水化反应
1、粉煤灰的水化反应
粉煤灰属于火山灰质材料，其活性成分都是黏土质矿物在高温下形成的铝硅酸盐类无定形物质，即玻璃体中可溶性的氧化硅和氧化铝。它们在石灰和石膏存在的条件下经水热处理，经一系列物理化学反应生成胶状、丝状、纤维状和针叶状水化硅酸钙，这类水化产物相互交织连生，并以反应的玻璃体为骨架黏结在一起形成合生体，使制品具有强度和其他力学性能。
2、石灰的水化反应
石灰的掺量除了影响水化产物的数量外，还直接影响到产物的相组成，不论是蒸压或蒸养，对提高强度起主要作用的都是水化硅酸钙，随着石灰掺量的增加，存在着一个强度的最佳值，也就是石灰掺量的最佳值，大于这个最佳值或小于此最佳值，强度都偏低，我们称此最佳掺量为临界最佳掺量。对于不同品质的粉煤灰，这个最佳掺量是不同的。当处于临界掺量时，水化产物是处于多相平衡的状态，如在蒸压条件下，托勃莫来石、水化石榴子石等也是同时存在并具有适当的比例而平衡存在，使制品具有良好的综合性能，如果石灰掺量低于临界掺量，即使有蒸压条件也不能生成结晶良好的托勃莫来石、CSH（I）和水化石榴子石制品中有托勃莫来石晶相很重要，它不仅可提高强度而且对抵抗收缩和提高抗碳化性能非常有利。因此，粉煤灰制品中控制石灰的掺量是非常重要的。
3、在一定范围内提高石灰掺量（有效CaO效值为20%）对形成托勃莫来石和水化石榴子石有利。但在水固比太低的情况下提高石灰掺量，反而不利于托勃莫来石的形成。
火山灾害及防灾措施
火山灾害及防灾措施 摘要本文概略性论述了火山作用造成的主要灾害类型，如火山灰与火山云、火山熔岩流、火山碎屑流等等。此外，还会引发火山地震、海啸、泥石流等一系列间接灾害。分析我国火山灾害的潜在危险，重点介绍应用于火山监测的几种手段，提出了一系列相应的防灾措施。 关键词火山灾害；火山监测；防灾措施 中图分类号x4 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）47-0096-02 volcanic hazards and prevention measures zhang mingxiao ，bai zhida school of earth sciences and resources，china university of geosciences(beijing)，beijing 100083，china abstract this paper briefly discusses the principal types of volcanic hazards caused by volcanic eruptions, such as volcanic ash clouds,lava flow, pyroclastic flows and so on. in addition, volcanic eruptions can trigger volcanic earthquakes, tsunamis,mudflow and a series of indirect secondary hazards. in order to analyse the potential risk of volcanic hazards in our country，we should highlight several methods of volcano monitoring and propose a set of
粉煤灰混凝土中粉煤灰的火山灰效应综述_董文辰
粉煤灰混凝土中粉煤灰的火山灰效应综述 董文辰1 康德君 2 王立久 1 (1.大连理工大学;2.大连市甘区建筑工程质量监督站) 摘 要: 介绍了应用活性矿物掺料拌制混凝土的优势,着重介绍了活性矿物材料粉煤灰的性质,并对其在粉煤灰混凝土中的火山灰效应进行分析。 关键词: 活性矿物掺料; 粉煤灰; 混凝土强度; 比强度 在现代水泥与混凝土中,掺入活性矿物掺料(粉煤灰、硅灰、矿渣、天然火山灰等)是一项具有重要科学意义的措施,科技界对活性矿物掺料在水泥与混凝土中所起重要作用的高度重视。归纳起来,活性矿物掺料在水泥和混凝土中有下列4个方面的作用:1提高水泥的标号或混凝土的强度。o改善混凝上的耐久性。?促进环境保护。?降低成本,节约能源。 由于掺入活性矿物掺料可以带来上述技术、经济、环境、社会等诸多方面的重要效益,因此对活性矿物掺料的研究已成为水泥与混凝土科学中的重要研究领域。 1 活性矿物掺料的反应机理 众所周知,约占水泥重量75%的硅酸盐熟料矿物C3S和C2S在水化后主要形成钙硅比为1.6～1. 9的高碱性水化硅酸钙(C/S>1.5)和大量游离石灰。相对于低碱性水化硅酸钙(C/S< 1.5),其强度要低得多,特别是游离石灰的强度极低,稳定性很差,这样就导致水泥石和混凝土的强度不高,耐久性降低。掺入足够数量的活性矿物掺料以后,掺料中的活性SiO2能逐步地与水泥石中的Ca(OH)2和高碱性水化硅酸钙产生二次反应,即所谓的火山灰反应,生成低碱性水化硅酸钙,其反应式为 (0.8～1.5)Ca(OH)2+SiO2+?n-(0.8～1.5)?H2O(0.8～1.5)CaO?SiO2?n H2O x(1.5～2.0)CaO?SiO2?n H2O+y SiO2z(0.8～1.5)CaO?SiO2?n H2O 此外,游离石灰也能与掺料中的活性Al2O3反应,生成水化铝酸钙。或与SiO2及Al2O3生成水化铝硅酸钙。这样,不但水化物的质量提高,而且数量增多,使得水泥石的强度及其他性能指标得以大幅度提高。 2 活性矿物掺料—粉煤灰的效应分析 粉煤灰的颗粒构成以微细玻璃质球体为主,主要化学成分为SiO2、Al2O3。粉煤灰在混凝土中的有益效应包括形态效应、火山灰效应(即活性效应)和微集料效应3种。 (1)形态效应 形态效应泛指各种应用于混凝土和砂浆中的矿物质粉料,由其颗粒的外观形貌、内部结构、表面性质、颗粒级配等物理性状所产生的效应。粉煤灰中含有大量的玻璃微珠,粒形完整,表面光滑。即使粉煤灰等量取代水泥(通常是超量),粉煤灰玻璃微珠除极少量的富铁微珠外,密度均小于水泥颗粒,能使砂浆中浆体的体积增加,因此可以明显地改善砂浆的和易性。 (2)火山灰效应 粉煤灰中的SiO2、A l2O3等硅酸盐玻璃体,与水泥、石灰拌水后产生碱性激发剂 Ca(OH)2发生化学反应,生成水化硅酸钙等凝胶,对砂浆起到增强作用。粉煤灰的活性效应就是指粉煤灰活性成分所产生的这种化学效应。如将粉煤灰用作胶凝组分,则这种效应自然就是最重要的基本效应。粉煤灰水化反应的产物在粉煤灰玻璃微珠表层交叉连接,对促进砂浆或混凝土强度增长(尤其是抗拉强度的增长)起了重要的作用。 (3)微集料效应 粉煤灰的微集料效应是指粉煤灰微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中,就象微细的集料一样,这样的硬化浆体,也可以看作“微混凝土”。砂浆或混凝土的硬化过程及其结构和性质的形成,不仅取决于水泥,而且还取决于微集料。 其中粉煤灰的形态效应和微集料效应主要和混凝土的工作性和耐久性相关,而和混凝土强度最相关的火山灰效应是指粉煤灰中玻璃质的SiO2、Al2O3能和水泥水化产生的高碱型水化硅酸钙凝胶及Ca(OH)2晶体发生反应(即“火山灰反应”),生成低碱型的水化硅酸钙凝胶,有利于混凝土中凝胶数量的增多和结构的增密。综合来看,可认为粉煤灰效应对混凝土强度的影响过程是随龄期的增长从负效 28
灰土施工工艺
灰土施工工艺 一、灰土的机理 在粉碎的土和原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺入足量的石灰和水，经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，成为石灰稳定土。 1、强度形成原理 在土中掺入适当的石灰，并在最佳含水量下压实后，既发生了一系列的化学与物理作用，从而使土的性质发生根本的改变。在初期，主要表现在土的结团、塑性降低、最佳含水量的增大和最大密实度的减小等。后期变化主要表现在结晶结构的形成，从而提高其板体性、强度和稳定性。研究表明，石灰加入土中后，主要发生以下4个作用： （1）离子交换作用。离子交换作用几乎是石灰同土壤接触后立即发生的。石灰浆（氢氧化钙）中游离的钙离子同黏土矿物吸附综合体中的钠、氢离子发生交换，从而减薄吸附水膜的厚度，促使土粒凝积和凝聚，形成团粒结构。由此，改变了土的塑性和压实性。 （2）火山灰作用。火山灰作用是指石灰与土中活性的氧化硅和氧化铝起化学反应，生成硅酸钙化合物、铝酸钙化合物及钙铝黄长石水化物等。它们在水分作用下能够逐渐结硬，是一种水稳性良好的结合料。火山灰反应是构成灰土早期强度的主要原因。 （3）碳酸化作用。碳酸化作用，就是熟石灰和碳酸其化学反应，生成坚硬的碳酸钙结晶体，它对土的胶结作用使土得到加固。由于二氧化碳可能从混合料的空隙渗入，也可能由于土本身产生，当石灰土的表层碳酸化后则形成一层硬壳，从而阻碍二氧化碳的进一步渗入，因而氢氧化钙的碳化是一个相当长的反应过程，也是形成石灰土后期强度的主要原因之一。 （4）结晶作用。消石灰掺入土中，由于水分比较少，只有少部分参与了化学作用，绝大部分饱和的氢氧化钙在灰土中由胶体逐渐成为晶体。这种晶体能够互相结合，并与土粒结合起来形成整体，使石灰土的水稳定性得到提高。 2、适用范围及条件 石灰稳定土具有良好的力学性能，并由较好的水稳性和一定的抗冻性，它的初期强度和水稳性较低，后期强度较高，但由于干缩、冷缩，易产生裂缝。石灰稳定土可适用于各类路面的底基层，也可用作二级公路的基层。石灰稳定土不能用作薄沥青混凝土面层的基层，在冰冻地区的潮湿路段，以及其他地区的过分潮湿路段，不宜采用石灰土做基层。 二、灰土施工流程
粉煤灰与矿渣的早期火山灰反应放热行为及其机理
硅酸盐学报 ? 1050 ?2012年 粉煤灰与矿渣的早期火山灰反应放热行为及其机理 王冲1，杨长辉1，钱觉时1，钟明全2，赵爽1 (1. 重庆大学材料科学与工程学院，重庆 400045；2. 重庆交通规划勘察设计研究院，重庆 401121) 摘要：针对大体积混凝土绝热温升计算中粉煤灰与矿渣的火山灰反应放热问题，利用微量热仪法测试了不同掺量粉煤灰和矿渣对水泥水化热及放热速率的影响规律，分析了粉煤灰和矿渣水化3d以前的火山灰反应放热行为，采用X射线衍射与差示扫描量热–热重法研究了粉煤灰与矿渣对水泥早期水化及其火山灰放热行为的影响机理。结果表明：粉煤灰与矿渣水化3d时火山灰反应热分别约为3～5J/g和15～16J/g。粉煤灰对水泥水化的阻碍作用在水化24h前最为明显，其火山灰效应主要发生于水化24h之后；矿渣对水泥水化有促进作用，自加水开始即表现出一定的火山灰效应。粉煤灰与矿渣掺入后有助于水泥水化产物中钙矾石的稳定，钙矾石抑制了水泥水化，Ca(OH)2生成量减少，因而粉煤灰与矿渣的火山灰反应也受到影响。 关键词：粉煤灰；矿渣；水泥水化；火山灰反应放热；机理 中图分类号：TU528 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2012)07–1050–09 网络出版时间：2012–07–03 14:54:47 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/a116366428.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20120703.1454.201207.1050_023.html Behavior and Mechanism of Pozzolanic Reaction Heat of Fly Ash and Ground Granulated Blastfurnace Slag at Early Age WANG Chong1，YANG Changhui1，QIAN Jueshi1，ZHONG Mingquan2，ZHAO Shuang1 (1. College of Materials Science and Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, China; 2. Chongqing Institute of Communications Planning Surveying and Designing, Chongqing 401121, China) Abstract: In order to evaluate the pozzolanic reaction heat of fly ash (FA) and ground granulated blastfurnace slag (GGBS) in tem-perature simulation of mass concrete, the influence of replacement of FA and GGBS on the hydration process and heat rate of cement was investigated via microcalorimetry, and the behaviors of pozzolanic reaction heat of FA and GGBS before 3d were analyzed. Re-action heat of FA and GGBS at early age was discussed by X-ray diffraction and differential scanning calorimetry–thermogravimetry (DSC–TG), respectively. The mechanism of pozzolanic. The results show that the pozzolanic reaction heat of FA and GGBS is 3–5J/g and 15–16J/g. The FA has a negative effect on the cement hydration before 24h, but its pozzolanic effect plays a positive effect on the cement hydration after 24h. The pozzolanic effect of the GGBS accelerates the cement hydration at early age. Ettringite is more steady in the cement hydration production when FA or GGBS is added, which delays the hydration of cement and produce of Ca(OH)2. Therefore, the pozzolanic reaction of the FA and GGBS can be affected. Key words: fly ash; ground granulated blastfurnace slag; cement hydration; pozzolanic reaction heat; mechanism 近年来随着结构技术的发展与工程需要，大体积混凝土在水工建设中大量应用外，在建筑工程中的应用也越来越普遍。为降低水泥水化热，解决混凝土温升而引起的温度裂缝问题，通常需要在大体积混凝土中掺入大量矿物掺合料，其中，粉煤灰与矿渣粉是最常用的两种矿物掺合料。实际工程中也需要根据水泥用量、矿物掺合料用量及其水化热等数据模拟计算大体积混凝土的绝热温升。朱平华等[1]、陈华建等[2]、汪冬冬等[3]利用数学模型计算了不同结构大体积混凝土的绝热温升值，所用模型无一例外都需要已知水泥和矿物掺合料的用量和水化热，水泥水化热的测试已比较广泛，其数据可从诸多文献[4–5]中查询得到，对粉煤灰与矿渣等活性掺合料的火山灰反应放热研究却相对匮乏，在温升计算时往往采用折减系数的方法进行处理，造成大体积混凝土绝热温升计算结果出现较大偏差。李虹燕[6]、Langan[7]、 收稿日期：2011–11–26。修订日期：2012–01–06。基金项目：西部交通项目(2009 318 000 033)资助。 第一作者：王冲(1972—)，男，博士，副教授。Received date:2011–11–26. Revised date: 2012–01–06. First author: WANG Chong (1972–), male, Ph.D., Associate professor. E-mail: chongwang@https://www.360docs.net/doc/a116366428.html, 第40卷第7期2012年7月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 40，No. 7 J u l y，2012
火山喷发对全球气候的影响分析 -
火山喷发对全球气候的影响分析 张艳春1李文宝2苏学影3朝银银3 (1.武警警种学院北京昌平102200；2.武警黄金二总队河北廊坊065000；3.武警黄金地质研究所河 北廊坊065000) 摘要：火山喷发是一种奇特的地质现象，是地壳运动的一种表现形式，也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。它除了会造成一些直接危害，同时也会产生间接危害，尤其是对气候变迁会造成深度的影响。 一、概述 火山喷发是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发成分，加之上覆岩层的围压，使这些挥发成分溶解在岩浆中无法溢出。当岩浆上升靠近地表时压力减小，挥发成分急剧被释放出来，于是形成火山喷发。 火山喷发的危害分为直接危害和间接危害，实际上，在火山喷发时，这两类灾害常常是同时存在的。爆发式的火山喷发，在短时间内从火山口向四周喷射出大量的岩块、岩浆、碎屑和火山灰等固体物质，它们具有炽热、高速等特点，可以烧毁和掩埋火山附近的城镇和生物，造成人们生命财产的重大损失；火山喷出的碳、氢、氮、氟、硫等氧化物和放射性物质，会严重危害人体健康。火山喷发引起的间接灾害包括地震、海啸、洪水、泥石流、山崩、雪崩、毒气及气候异变。火山喷出的大量岩石碎屑、火山灰和暴雨结合形成的泥石流，能冲毁道路、桥梁，淹没附近的城市和乡村。 二、火山喷发对气候影响的理论依据分析 火山喷发所喷出的火山灰和火山气体可以飘浮到对流层以上的高空，火山
气体主要包括水蒸气、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氯化氢和氟化氢，其次还有少量的一氧化碳、氢气、氧气、氮气、溴化氢、碘化氢等。其中，二氧化硫与大气中或火山喷出的水蒸气发生光化学反应[1]，在平流层形成硫酸气溶胶，火山灰飘浮在平流层以上形成火山尘幕，它们共同散射和吸收太阳辐射,减少到达对流层和地表的太阳辐射,造成地表温度下降。由于硫酸盐气溶胶可以长期漂浮于平流层，而火山灰尘幕却因重力沉降较快脱离平流层，所以SO2气体含量多少对火山活动的气候效应影响较大，SO2气体含量多则形成的硫酸盐气溶胶浓度大，在平流层滞留时间长，气候效应就显著；SO2气体含量少则形成的硫酸盐气溶胶浓度低，在平流层滞留时间短，气候效应相对减弱。[2～5]英国开放大学的文森特等模拟了欧洲历史上最大规模的一次火山喷发——1783年冰岛拉齐火山喷发产生的酸雨后认为，火山喷发所产生烟雾中的颗粒，及其形成的大量云层能将太阳光反射回宇宙，可以使地球在一两年里气温下降。火山喷发对气候还有另外一个间接的影响：源自火山喷发产生的硫酸可以大量减少大气层中温室的气体。由此产生的最极端的结果就是导致地球在未来的十年或者是更长的时间内气温下降[6]。 2003年11月，《自然》杂志也发表了布拉得·亚当斯研究小组的研究报告，他们利用在两极冰芯中的火山灰粉尘、树的年轮和珊瑚的生长所反映的气候突变资料与1649年以来几次大的火山喷发作对比，证明强火山喷发会使全球温度在喷发后至少3年内下降[1]。 三、历史上火山大喷发对气候的影响实例 （一）1783年冰岛南部拉齐火山爆发就对气候产生了极大的影响。 据记载，1783年6月8日拉齐火山突然爆发，这场火山爆发的威力强大到有130个火山喷发口，断断续续持续了4个月。受此影响，欧洲好几年都出
盐雾氯离子在混凝土中的沉积特性
盐雾氯离子在混凝土中的沉积特性 摘要：通过测试不同条件下混凝土内部不同位置氯离子含量,研究外部氯离子在混凝土中的沉积特性.试验结果表明:混凝土内部不同位置处水溶性氯离子的沉积量与离表面的距离之间存在自然对数的衰减关系,且混凝土的水胶比、水灰比和矿渣等因素对其衰减速率存在较大的影响.氯离子在混凝土中的沉积规律受溶液中氯离子浓度、浸泡方式等外部环境条件的影响较为显著.喷淋干湿循环处理条件下,氯离子大量沉积于混凝土表层10ｍｍ以内的区域,随距混凝土表面距离的增加,离子沉积量迅速下降. 关键词：混凝土;氯离子;沉积;环境参数 随着我国现代化的进程，兴建了大量的钢筋混凝土结构，包括：房屋、桥梁、码头和机场等，一般情况下，钢筋混凝土结构有较好的耐久性，维护成本低，使用方便。然而，由于混凝土是一种多孔介质，环境中的有害离子会渗透到结构内部，如在氯盐环境下服役的钢筋混凝土结构，由于氯离子的穿透力非常强，氯离子会沉积在混凝土的表层，并向混凝土的内部扩散沉积在钢筋周围，当沉积氯离子的含量超过临界浓度时，会引起钢筋的锈蚀膨胀，引起结构的耐久性问题"。氯离子渗透导致的钢筋锈蚀是结构失效最重要的原因之一。因此,研究服役环境中侵入到混凝土中的氯离子沉积特性具有重要的科学价值。本文主要综述不同条件下混凝土内部氯离子在混凝土中的沉积特性。 1、水胶比 1.1粉煤灰 试验通过把不同粉煤灰掺量的混凝土浸泡在Nacl溶液中，研究氯离子在粉煤灰混凝土表层的沉积规律。 普通混凝土采用三种配合比，试 验中考虑矿物掺合料的作用，粉煤灰 的质量取代量分别为 15%、30%，配 合比见表1。 混凝土试件在标准养护28d后， 放在氯离子溶液中浸泡，Nacl溶液的 质量浓度是5%，浸泡参照美国的氯离子扩散试验标准方法选取混凝土试块六个面中的一个光滑面作为渗透面，其他面用石蜡密封，浸泡龄期为30、60、90、120、150d。 氯离子在混凝土内的传输过程与混凝土的 微观结构密切相关，矿物掺合料粉煤灰的掺入会 改变混凝土的微观结构，从而对混凝土表层氯离 子的沉积造成影响。根据表2的数据，对CF0、 CF15、CF30三种混凝土试件各龄期表层的氯离子 沉积量作图，如图1,一般将粉煤灰效应归结为三 种效应的综合：火山灰反应效应、微集料效应和 颗粒形态效应，其中火山灰反应是化学反应，其 余两种效应是物理作用。粉煤灰的火山灰活性是 一种潜在的化学活性，必须在激发剂的作用下才能显现硅酸盐水泥水化生成的Ca(OH)2是最