粉煤灰活性激发的方法及机理

　　1物理激发

　　物理激发活性可以分为两个方面:一方面粉碎大多孔的玻璃颗粒，增加比表面积，改善颗粒级配;另一方面，它破坏了玻璃体表面的致密结构，使内部活性SiO2与Al2O3溶解，提高了其活性。

　　Kumar等[5]将粉煤灰分别粉磨5、10、20、30、45、60、90分钟后，发现粉煤灰经机械研磨后破裂，石英和莫来石结晶度降低，无定形SiO2含量增加。Du等[6]研究发现，在粉煤灰等量替代70%水泥的情况下，粉煤灰活性激发效果好，水泥水化反应速度最快，净浆试块28d抗压强度达到16MPa，比未研磨的粉煤灰抗压强度提高40%。

　　2水热激发

　　水热激发是指在蒸汽养护的水热条件下，粉煤灰破坏了玻璃体的网络结构，硅氧四面体[SiO4]聚合体解聚成单聚体和双聚体，玻璃体中的活性Al2O3、SiO2溶解。罗忠涛等[7]研究发现，活性SiO2和活性Al2O3的溶出量随着80℃碱性水热条件(如图2所示)的增长而增加(1～14d)呈快速增长趋势。Ma等[24]研究发现，当温度为200℃时，80%的粉煤灰可以在1mol/L的NaOH碱性条件下活化，当温度高于300℃时，粉煤灰的活化程度大于90%。

　　3化学激发

　　化学刺激是指酸(H2SO4)、HCl、HF等)、碱[Ca(OH)2、NaOH、KOH等]、盐(CaSO4)、Na2SO4、NaCl、CaCl2等)、三异丙醇胺胺有机溶剂(TIPA)、三乙醇胺(TEA)、聚丙烯酰胺(PAM)等待与粉煤灰混合，通过改变粉煤灰玻璃体的结构来激发其活性。

　　酸激发

　　酸激发是指将强酸与粉煤灰混合进行预处理，通过强酸腐蚀粉煤灰玻璃体的致密表面，释放活性成分。如图3所示，在H+的侵蚀下，粉煤灰表面的可溶性方钠石溶解，破坏表面结构，导致内部无定形硅和铝硅酸盐溶解。

　　于继寿等使用硫酸、盐酸、氢氟酸来刺激粉煤灰活性，发现硫酸的刺激作用理想，当硫酸浓度为0.25mol/L时，材料的抗压强度大，比空白组高22%，随后随着浓度的增加，抗压强度降低。

　　碱激发

　　NaOH溶液中低钙粉煤灰的活化机理，在OH-的作用下，粉煤灰中的Si-O-Si、Si-O-Al和Al-O-Al键断裂，铝氧四面体或硅氧四面体网络结构受损，分别形成Al解聚分别形成Al。(OH)4-或Al(OH)63-、Si(OH)3-或SiO2(OH)等离子体单体22-。

　　在碱激发粉煤灰活性的过程中，粉煤灰-石灰系统是基本的活性激发系统。Velandia等[11]研究了生石灰和熟石灰对粉煤灰活性的影响，发现当粉煤灰等量取代50%(质量分数，下同)水泥和激发剂掺量为粉煤灰质量的3%时，生石灰对粉煤灰的活性激发最好的。Duxson等[12]研究还发现，NaOH比KOH更能激发粉煤灰的活性，这是因为阳离子半径越小，越容易迁移到凝胶网中平衡负电荷，从而促进活性物质的释放。