粉煤灰在新型胶凝材料中的应用
粉煤灰作为燃煤电厂的固体废弃物,在新型胶凝材料中展现出重要应用价值。其核心成分氧化硅、氧化铝及氧化铁赋予其独特的火山灰活性,能在碱性条件下与氢氧化钙反应生成水化硅酸钙(C-S-H)等胶凝物质,成为替代部分水泥的理想材料。
在混凝土领域,粉煤灰通过火山灰效应、微集料效应和形态效应改善材料性能。掺入粉煤灰可降低混凝土水化热,减少裂缝风险,同时提高抗渗性和抗化学侵蚀能力。实验表明,替代10%-30%水泥的粉煤灰混凝土,后期强度可超越纯水泥混凝土,且电通量降低,抗氯离子渗透性增强。这种特性使其在泵送混凝土、大体积混凝土等场景中广泛应用,经济效益显著,可节约10%-45%的水泥用量。
粉煤灰基碱激发胶凝材料(AACMs)是近年研究热点。通过与碱性激发剂混合,粉煤灰可转化为地聚合物材料,具有高机械强度、耐火性和耐腐蚀性。这种材料不仅为粉煤灰提供高附加值利用途径,还可用于生产耐火砖、陶瓷原料等,拓展了应用边界。
在复合胶凝体系中,粉煤灰与钢渣、脱硫石膏等工业固废协同作用,形成致密网络结构。例如,钢渣-粉煤灰-脱硫石膏三元体系通过硫酸盐激发和钙矾石生成,显著提升材料密实度和力学性能,28天抗压强度可达39.6MPa,适用于免烧透水砖等工程。






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