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火山灰水泥 |
火山灰水泥天然或人工含有以活性氧化硅、活性氧化铝为主的矿物质材料,经磨成细粉后与石灰加水混合,不但能在空气中硬化、而且能在水中继续硬化者,都称为火山灰质混合材料,具有玻璃相和微晶相的两重性质。最初火山灰是指火山爆发喷出地面的岩浆,因地面温度低、压力小而聚冷生成的玻璃质物质,后人们发现在石灰中掺入火山爆发时喷出的"火山灰"后,不但能在空气中硬化,而且也能在水中硬化,获得与一般水泥相似的水硬性质。这说明火山灰质混合材料是一种活性混合材,它可以作为硅酸盐水泥的混合材料,制成火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。
简介
真正的火山灰基本上是由少量晶质矿物嵌入大量玻璃质中所形成的,玻璃质或多或少的因风化而变质,其多孔性有似凝胶,具有大量的内比表面积,其中除含可溶性SiO2外,还含相当数量的可溶性的Al2O3。火山灰化学成分的波动范围:45~60%SiO2;15~30%Al2O3+Fe2O3;15%左右CaO+MgO+R2O(杂质);10%左右烧失量。火山灰质混合材料的活性来源是其中的活性SiO2和活性Al2O3对石灰的吸收。所以,按其活性的大小,可分为三类:1)含水硅酸质混合材料:以无定形的SiO2为主要活性成分,含有结合水,形成SiO2·nH2O的非晶体质矿物。与石灰的反应能力强,活性好。但拌和成浆时的需水量大,影响硬化体性能,且干缩较大。2)铝硅玻璃质混合材料:除以SiO2为主要成分外,还会有一定数量的Al2O3和少量的碱性氧化物(Na2O+K2O),它是由高温熔体经过不同程序的急速冷却而成。其活性决定于化学成分及冷却速度,并与玻璃体含量有直接关系。3)烧粘土质混合材料:活性组分主要为脱水粘土矿物,如脱水高岭土(Al2O3·2SiO2)其化学成分以SiO2和Al2O3为主,其Al2O3含量与活性大小有关。
评价
火山灰水泥的水化、凝结、硬化过程主要是把熟料的水化及混合材与Ca(OH)2的反应相联系起来。火山灰水泥加水后,首先是硅酸盐水泥中的熟料水化,生成Ca(OH)2,成为同火山灰质混合材料产生二次水化反应的激发剂;火山灰质混合材中高度分散的活性氧化物吸收Ca(OH)2,进而相互反应而形成以水化硅酸钙为主体的水化产物,即水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙凝胶。实际上,火山灰水泥的两次水化反应是交替进行的,而且彼此互为条件、互相制约,并不是简单孤立的。如:由于产生了二次反应,在一定程度上消耗了熟料水化的生成物,即,液相中的Ca(OH)2与活性的SiO2和Al2O3发生二次水化反应,形成水化硅酸钙和水化铝酸钙,由此使其浓度降低(碱度降低),因此,反过来又促使熟料矿物继续水化,如此反复进行,直到反应完全为止。[1]