孫 浩,馬志斌,路廣軍,劉晉艷,廖洪強(qiáng)

(1.山西大學(xué) 資源與環(huán)境工程研究所,山西 太原 030006;2.山西大學(xué) 國(guó)家環(huán)境保護(hù)煤炭廢棄物資源化高效利用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山西 太原 030006;3.山西大學(xué) 電力與建筑學(xué)院,山西 太原 030006)

0 引 言

隨著工業(yè)不斷發(fā)展,硅酸鹽水泥作為黏結(jié)劑在建筑行業(yè)應(yīng)用廣泛,世界各國(guó)對(duì)硅酸鹽水泥的需求量越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年我國(guó)硅酸鹽水泥產(chǎn)量達(dá)23.95億t[1]。每生產(chǎn)1 t水泥排放CO2約810 kg[2],水泥生產(chǎn)過(guò)程排放的CO2占全球CO2排放量的5%～8%,被評(píng)為世界第三大CO2排放源[3-4]。因此,開發(fā)替代硅酸鹽水泥的新型膠凝材料對(duì)建材行業(yè)的綠色低碳發(fā)展意義重大。

地質(zhì)聚合物(簡(jiǎn)稱地聚物)被認(rèn)為是最具潛力替代水泥基建材的新型材料之一,具有生產(chǎn)能耗和CO2排放量低、耐高溫、耐腐蝕及力學(xué)強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)[5-8]。地聚物最早是由法國(guó)材料學(xué)家DAVIDOVITS提出[9],是由硅鋁質(zhì)無(wú)機(jī)原料通過(guò)礦物聚縮而生成的一種由[AlO4]和[SiO4]四面體結(jié)構(gòu)單元組成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)聚合物[10],化學(xué)式為Mn{(SiO2)zAlO2}n·wH2O。聚合過(guò)程主要通過(guò)硅鋁質(zhì)原料與堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成具有膠結(jié)作用的無(wú)定形凝膠,凝膠脫水硬化后形成具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的地聚物,因此含硅鋁原料和激發(fā)劑成為地質(zhì)聚合過(guò)程的兩大必要條件。地聚物原料來(lái)源廣泛,包括偏高嶺土、粉煤灰、硅灰、礦渣、稻殼灰和赤泥等。堿激發(fā)是利用粉煤灰合成地質(zhì)聚合物常用方法,常用的堿激發(fā)劑有氫氧化鈉、氫氧化鉀、硅酸鈉、硅酸鉀及其混合溶液等[11]。

目前,燃煤火力發(fā)電仍是我國(guó)主要電力生產(chǎn)方式,煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)排放大量粉煤灰,2024年我國(guó)粉煤灰年排放量預(yù)計(jì)達(dá)到9.25億t[12],無(wú)法全部利用消納,每年仍有大量粉煤灰堆存,嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和人體健康。粉煤灰中富含硅鋁酸鹽,以粉煤灰為原料通過(guò)堿激發(fā)制備地聚物是目前研究熱點(diǎn),粉煤灰基地聚物若能替代傳統(tǒng)水泥基建筑材料,將會(huì)大幅降低建材領(lǐng)域CO2排放,助力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。

堿激發(fā)粉煤灰制備地聚物時(shí),粉煤灰活性組分含量、堿激發(fā)劑種類及配比和養(yǎng)護(hù)制度等是地聚物性能的關(guān)鍵影響因素,這些因素通過(guò)影響關(guān)鍵產(chǎn)物無(wú)定形凝膠的種類、結(jié)構(gòu)和生成量,進(jìn)而影響產(chǎn)品性能。因此,筆者總結(jié)了粉煤灰活性組分含量和堿激發(fā)反應(yīng)活性的評(píng)估方法,歸納了粉煤灰堿激發(fā)反應(yīng)機(jī)理,論述了粉煤灰種類、激發(fā)劑、原料配比和養(yǎng)護(hù)制度等關(guān)鍵因素對(duì)地聚物形成及性能的影響,并對(duì)粉煤灰堿激發(fā)制備地聚物未來(lái)發(fā)展進(jìn)行展望,以期深化對(duì)粉煤灰堿激發(fā)反應(yīng)機(jī)理及地聚物形成歷程的認(rèn)識(shí),為粉煤灰基地聚物合成研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供借鑒。

1 粉煤灰活性硅鋁含量及反應(yīng)活性評(píng)估

粉煤灰是煤燃燒后生成飛灰和底渣的統(tǒng)稱,由于煤中無(wú)機(jī)組分和鍋爐燃燒工況差異,造成粉煤灰理化特性差異較大?？傮w來(lái)說(shuō),粉煤灰化學(xué)組成主要為SiO2和Al2O3,二者質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)60%～90%;其次含部分CaO和Fe2O3,還有少量TiO2、P2O5、MgO、SO3、K2O和Na2O。粉煤灰中SiO2、Al2O3和CaO是參與地質(zhì)聚合反應(yīng)的主要組分,SiO2和Al2O3在堿的作用下逐漸溶解形成[SiO4]和[AlO4]單體,單體之間相互聚合生成水化硅鋁酸鈉(N-A-S-H)、水化硅酸鈉(N-S-H)和水化鋁酸鈉(N-A-H)等無(wú)定形凝膠,含鈣活性組分在堿性條件下轉(zhuǎn)化為水化硅酸鈣(C-S-H)、水化鋁酸鈣(C-A-H)和水化硅鋁酸鈣(C-A-S-H)無(wú)定形凝膠,這些凝膠可黏結(jié)未完全反應(yīng)的惰性顆粒,最終脫水硬化形成結(jié)構(gòu)致密的地聚物材料。在該過(guò)程中生成的凝膠越多,樣品力學(xué)性能通常越強(qiáng)[13]。

粉煤灰中硅鋁酸鹽和堿反應(yīng)產(chǎn)生膠凝物質(zhì)的性質(zhì)稱為火山灰活性。BHAGATH等[14]研究發(fā)現(xiàn),并非粉煤灰中所有硅和鋁都能參與凝膠生成,被堿溶出并參與凝膠生成的這部分硅鋁通常稱為活性硅鋁,粉煤灰中活性硅鋁含量對(duì)地聚物力學(xué)強(qiáng)度有重要影響。粉煤灰活性硅鋁含量與其物相組成密切相關(guān)。對(duì)于傳統(tǒng)煤粉爐(PC)粉煤灰來(lái)說(shuō),物相組成主要為莫來(lái)石、剛玉和玻璃相,莫來(lái)石和剛玉等晶體結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,難以參與堿激發(fā)反應(yīng)[15],因此PC粉煤灰的活性硅鋁主要來(lái)自玻璃相。對(duì)于循環(huán)流化床(CFB)粉煤灰來(lái)說(shuō),物相組成主要為石英、硬石膏、赤鐵礦和無(wú)定形硅鋁酸鹽[16],CFB粉煤灰的活性硅鋁主要來(lái)自無(wú)定形硅鋁酸鹽。

準(zhǔn)確評(píng)估粉煤灰活性硅鋁含量,有利于指導(dǎo)地聚物合成時(shí)的原料配比。目前評(píng)估粉煤灰活性組分含量或反應(yīng)活性的方法主要有Rietveld全譜圖擬合法、飽和石灰溶液吸收法和酸堿溶出法。

1.1 Rietveld全譜圖擬合法

Rietveld 全譜圖擬合法是計(jì)算粉煤灰玻璃相含量的一種方法,該方法可定量計(jì)算灰中晶體礦物質(zhì)和玻璃相含量,結(jié)合灰中總化學(xué)組成和晶體礦物質(zhì)化學(xué)組成,利用差減法獲得玻璃相的化學(xué)組成[17]。BHAGATH等[14,18]利用Rietveld全譜圖擬合法計(jì)算粉煤灰活性硅鋁含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)活性硅鋁含量低于化學(xué)組成中硅鋁含量,且活性硅鋁含量決定了地聚物抗壓強(qiáng)度,粉煤灰中活性Al2O3含量決定了地聚物可達(dá)到的最大極限抗壓強(qiáng)度;通過(guò)Rietveld全譜圖擬合法不僅能計(jì)算玻璃相含量和化學(xué)組成,還能定量反應(yīng)生成的無(wú)定形凝膠。GLOSSER等[19]認(rèn)為該方法有潛力替代現(xiàn)有的量熱法來(lái)評(píng)估粉煤灰的火山灰反應(yīng)活性,且粉煤灰的反應(yīng)活性隨玻璃相含量的增加而提高。

1.2 飽和石灰溶液吸收法

飽和石灰溶液吸收法是將粉煤灰與硅酸鹽水泥漿或飽和石灰溶液混合,利用粉煤灰與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)的原理,通過(guò)測(cè)定不同齡期溶液中反應(yīng)剩余的Ca2+和OH-濃度來(lái)評(píng)估粉煤灰的反應(yīng)活性。溶液中剩余的Ca2+和OH-濃度越低,即未反應(yīng)Ca(OH)2的量越低,粉煤灰的反應(yīng)活性越好[20-22]。LI等[23]通過(guò)飽和石灰溶液吸收法測(cè)定不同齡期溶液中反應(yīng)剩余的Ca2+,并利用剩余Ca2+濃度計(jì)算化學(xué)活性指數(shù)A:

(1)

式中,C(Ca2+)為溶液中的殘余Ca2+物質(zhì)的量濃度,mmol/L,C0(Ca2+)為溶液中的初始Ca2+物質(zhì)的量濃度,mmol/L。

通過(guò)化學(xué)活性指數(shù)能評(píng)估粉煤灰的反應(yīng)活性,粉煤灰化學(xué)活性指數(shù)越高,所制備地聚物的抗壓強(qiáng)度越高。MCCARTHY等[24]利用石灰消耗試驗(yàn)即飽和石灰溶液吸收法評(píng)估粉煤灰的反應(yīng)性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)氧化鈣消耗量與粉煤灰細(xì)度間有很強(qiáng)的相關(guān)性。DONATELLO等[22]比較了評(píng)估火山灰活性的方法,發(fā)現(xiàn)飽和石灰溶液吸收法存在如下缺點(diǎn):由于所測(cè)試樣品的差異性,每個(gè)樣品中Ca(OH)2含量存在不確定性,使測(cè)試結(jié)果存在較大誤差,因此使用該法時(shí)應(yīng)避免額外鈣的引入。

1.3 酸堿溶出法

酸堿溶出法是利用玻璃相組分與酸堿反應(yīng)原理,通過(guò)測(cè)定浸出液硅鋁濃度計(jì)算玻璃相或活性組分含量。KUENZEL等[25]研究了煤粉爐粉煤灰在NaOH溶液攪拌條件下的溶解過(guò)程,利用8～16 mol/L的NaOH溶液處理粉煤灰,測(cè)定溶液中硅、鋁離子濃度,從而評(píng)估粉煤灰中活性組分含量,結(jié)果顯示粉煤灰顆粒分為活性組分、部分活性組分和惰性組分,活性組分在堿激發(fā)過(guò)程中快速溶解,部分活性組分顆粒外的無(wú)定形硅逐漸溶解,惰性組分不參與反應(yīng)。劉鑫等[26]通過(guò)堿-酸聯(lián)合溶出法測(cè)定硅鋁的浸出量來(lái)評(píng)估粉煤灰的堿激發(fā)反應(yīng)活性,先利用模數(shù)1.5的水玻璃溶液對(duì)粉煤灰進(jìn)行堿溶,破壞粉煤灰的玻璃體結(jié)構(gòu),再利用酸溶液對(duì)堿溶后的濾渣進(jìn)行處理,使堿溶過(guò)程中生成且附著在堿浸渣顆粒表面的凝膠重新溶解,從而獲得粉煤灰在堿激發(fā)過(guò)程硅鋁的溶出量,結(jié)果顯示粉煤灰浸出硅鋁含量與地聚物的抗壓強(qiáng)度呈正相關(guān)。SANALKUMAR等[27]利用類似方法處理粉煤灰,先利用NaOH溶液處理粉煤灰,再用HCl溶液對(duì)堿浸渣進(jìn)行處理,獲得粉煤灰堿處理過(guò)程硅和鋁的實(shí)際溶出量,并與Rietveld全譜圖擬合法計(jì)算的無(wú)定形含量對(duì)比,發(fā)現(xiàn)利用酸堿浸出法所得粉煤灰總活性含量(67.8%)接近Rietveld全譜圖擬合法計(jì)算得到的無(wú)定形含量(66.28%)。LI等[28]分別利用Rietveld全譜圖擬合法、氫氟酸溶解和NaOH溶液堿溶等方法分析粉煤灰玻璃相含量,結(jié)果顯示,通過(guò)Rietveld全譜圖擬合法計(jì)算得到的玻璃相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.6%,利用氫氟酸溶解得到的可溶相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.3%,這2種方法所得結(jié)果基本一致;然而,利用NaOH溶液處理粉煤灰,溶解得到的硅鋁含量顯著低于HF溶液處理結(jié)果,由此推斷粉煤灰中或許只有一小部分玻璃相參與了地質(zhì)聚合過(guò)程。

綜上所述,粉煤灰活性組分含量和堿激發(fā)反應(yīng)活性評(píng)價(jià)方法主要包括擬合計(jì)算法和化學(xué)溶解法,擬合計(jì)算法是利用Rietveld全譜圖擬合法計(jì)算粉煤灰中無(wú)定形組分含量;化學(xué)溶解法則是利用堿溶液或酸溶液處理粉煤灰,通過(guò)計(jì)算粉煤灰組分溶出率評(píng)估粉煤灰活性組分含量,主要包括飽和石灰溶液吸收法和酸堿聯(lián)合浸出法。石灰溶液吸收法雖然測(cè)定簡(jiǎn)單,但測(cè)試過(guò)程中不能引入額外鈣,因此對(duì)粉煤灰化學(xué)組成要求較嚴(yán)格,而酸堿聯(lián)合溶出法對(duì)原料要求不高,更具有普適性。

2 粉煤灰堿激發(fā)反應(yīng)機(jī)理

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

由式(2)～(7)可知,這6個(gè)化學(xué)方程式的摩爾吉布斯自由能變化均小于0,說(shuō)明粉煤灰與堿的反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行。FERNANDEZ-JIMENEZ等[30]通過(guò)掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等手段觀察堿激發(fā)反應(yīng)不同階段的顆粒形貌,提出了粉煤灰堿激發(fā)反應(yīng)的過(guò)程(圖1)。在早期階段,堿溶解球體的部分外殼,使困在較大顆粒中的小顆粒暴露在堿性環(huán)境中,隨反應(yīng)進(jìn)行,堿液逐漸進(jìn)入玻璃體內(nèi)部,活性玻璃體相在內(nèi)外雙向堿液的侵蝕作用下發(fā)生溶解,形成離子態(tài)單體在堿液中擴(kuò)散,進(jìn)一步發(fā)生凝膠化反應(yīng)。然而,生成的凝膠體會(huì)沉積在玻璃體相表面而形成包裹層,阻礙反應(yīng)進(jìn)行。

圖1 粉煤灰堿激發(fā)過(guò)程示意[30]Fig.1 Schematic diagram of fly ash during alkali activation process[30]

ZHUANG等[31]提出了粉煤灰堿激發(fā)反應(yīng)機(jī)理,如圖2所示,粉煤灰堿激發(fā)反應(yīng)過(guò)程經(jīng)歷以下4個(gè)階段:解構(gòu)—重構(gòu)—凝聚—聚合,首先粉煤灰中活性硅鋁在堿性條件下溶出形成含硅和鋁的活性單體,活性單體結(jié)合形成低聚態(tài)凝膠,低聚體之間相互結(jié)合形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高聚態(tài)凝膠,最后凝膠逐步硬化,形成了地聚物[32]。具體的反應(yīng)過(guò)程如下[29,31]:堿與粉煤灰顆粒接觸后,OH-與粉煤灰顆粒表面的硅鋁酸鹽發(fā)生反應(yīng),硅鋁酸鹽中的—Si—O—Si—或—Si—O—Al—發(fā)生斷裂,釋放出Si4+和Al3+等活性離子,同時(shí)形成不同絡(luò)合物,如[Al(OH)4]-、[Al(OH)6]3-、[SiO(OH)3]-、[SiO(OH)2]2-和[SiO3(OH)]3-。這些物質(zhì)并不穩(wěn)定,相互之間會(huì)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng),形成低聚態(tài)凝膠。

圖2 粉煤灰堿激發(fā)反應(yīng)機(jī)理[31]Fig.2 Reaction mechanism of fly ash and alkaline activator[31]

硅鋁酸鹽低聚體中硅鋁的結(jié)合形態(tài)取決于進(jìn)入溶液的硅鋁比(Si/Al物質(zhì)的量比),如圖3所示,Si/Al物質(zhì)的量比為1時(shí),呈單硅鋁長(zhǎng)鏈PS型;Si/Al物質(zhì)的量比為2時(shí),呈雙硅鋁長(zhǎng)鏈PSS型;Si/Al物質(zhì)的量比為3時(shí),呈三硅鋁長(zhǎng)鏈PSDS型;Si/Al物質(zhì)的量比>3時(shí),呈多硅鋁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)Sialate link型[33]。

由于[Al(OH)4]-具有高活性,硅酸鹽和鋁酸鹽物種之間更易發(fā)生縮聚,反應(yīng)如下:

(8)

(9)

式(8)描述的反應(yīng)傾向于形成二聚體和三聚體,而式(9)描述的反應(yīng)傾向于形成多聚體。上述反應(yīng)中硅酸鹽與鋁酸鹽之間通過(guò)2個(gè)羥基脫水縮合形成硅鋁酸鹽結(jié)構(gòu),這種類型的縮聚反應(yīng)通常是親核取代反應(yīng),Na+或K+用于平衡上式中負(fù)電荷,最終形成N(K)-A-S-H凝膠。

圖4 CFB粉煤灰堿激發(fā)不同反應(yīng)階段的29Si NMR 圖和硅鋁配位結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)[36]Fig.4 29Si NMR spectra and silicon and aluminum coordination structures of alkali-activated CFB fly ash under the different stages[36]

3 粉煤灰基地聚物強(qiáng)度的影響因素

3.1 粉煤灰種類

3.1.1 氧化鈣含量

根據(jù)美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM C618—19《用于混凝土的粉煤灰和生的或煅燒的天然火山灰的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》,基于氧化鈣(CaO)含量差異,粉煤灰可分為F類和C類。F類粉煤灰的CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于18%,CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于18%的為C類粉煤灰。對(duì)于C類粉煤灰來(lái)說(shuō),鈣含量對(duì)地聚物形成過(guò)程有很大影響,鈣離子加入有助于形成更復(fù)雜的含鈣地聚物[38]。隨著原料中鈣含量變化,所形成地聚物的凝膠種類有所不同,其產(chǎn)物可能是含鈣的水化硅鋁酸鈉凝膠(C,N-A-S-H),可能是水化硅鋁酸鈉( N-A-S-H)和水化硅鋁酸鈣(C-A-S-H)凝膠共存,也可能為水化硅酸鈣(C-S-H)和水化硅鋁酸鈉(N-A-S-H)凝膠共存的凝膠體系[39-40]。較高的鈣含量有利于C-A-S-H凝膠的形成,對(duì)地聚物抗壓強(qiáng)度的影響較大[41]。TEMUUJIN等[42]研究表明,粉煤灰中分別添加3%的CaO和Ca(OH)2時(shí),能促進(jìn)C-S-H和C-A-S-H形成,7 d抗壓強(qiáng)度由11.8 MPa分別提高至22.8和29.2 MPa。CHEN等[43]研究了鈣含量對(duì)粉煤灰基地聚物性能的影響,結(jié)果顯示,一方面,CaO含量增加有利于形成鈣礬石,提高早期強(qiáng)度;另一方面,CaO促進(jìn)了玻璃相的溶解和無(wú)定形凝膠的形成。然而,原料中鈣含量過(guò)高時(shí),反應(yīng)產(chǎn)物以C-S-H為主,會(huì)降低產(chǎn)品強(qiáng)度。ZHAO等[44]以2種F類粉煤灰為原料,通過(guò)添加不同含量Ca(OH)2研究鈣含量對(duì)地聚物強(qiáng)度的影響,隨Ca(OH)2含量增加,地聚物抗壓強(qiáng)度先增加后降低,(w(Na)+w(K)+w(Ca))/w(Al)<0.95時(shí),主要生成(C,N)-A-S-H凝膠,有利于強(qiáng)度提升;(w(Na)+w(K)+w(Ca))/w(Al)>0.95時(shí),C-S-H和N-A-S-H凝膠共存,抗壓強(qiáng)度有所降低。

3.1.2 燃燒爐型

根據(jù)燃燒爐型不同,粉煤灰可分為煤粉爐粉煤灰(PC灰)和循環(huán)流化床粉煤灰(CFB灰)。由于燃燒工況的差異,2種粉煤灰在物相組成、微觀形貌、化學(xué)組成和反應(yīng)活性等方面存在較大區(qū)別,這些性質(zhì)會(huì)直接影響堿激發(fā)過(guò)程中凝膠的生成和產(chǎn)品性能。

PC灰由動(dòng)力煤粉在1 300～1 500 ℃燃燒形成,微觀形貌呈球形顆粒狀,顆粒表面被玻璃體覆蓋,顆粒比表面積相對(duì)較大,通常情況下其堿激發(fā)反應(yīng)活性較好。RATTANASAK等[45]以PC灰為原料,以NaOH-Na2SiO3混合溶液為激發(fā)劑制備地聚物。養(yǎng)護(hù)溫度為65 ℃、NaOH物質(zhì)的量濃度為15 mol/L且Na2SiO3/NaOH物質(zhì)的量比為1時(shí)可制備出28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)70.0 MPa的地質(zhì)聚合物。ATI等[46]以PC灰為原料,以NaOH為激發(fā)劑制備地聚物,在Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%、養(yǎng)護(hù)溫度115 ℃和養(yǎng)護(hù)時(shí)間24 h的條件下,所制備地聚物1 d抗壓強(qiáng)度達(dá)120 MPa。JOSEPH等[47]研究發(fā)現(xiàn),復(fù)合激發(fā)劑中Na2SiO3/NaOH物質(zhì)的量比為2.5,養(yǎng)護(hù)溫度100 ℃養(yǎng)護(hù)24 h后,PC灰基地聚物28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)56 MPa。UL HAQ等[48]同樣以PC灰為原料,以NaOH-Na2SiO3混合溶液為激發(fā)劑制備地聚物,樣品在65 ℃下養(yǎng)護(hù)48 h,所制備的地聚物7 d抗壓強(qiáng)度達(dá)60 MPa。

CFB灰是煤矸石和煤泥等低熱值煤在800～900 ℃ 下燃燒形成,其微觀形貌呈不規(guī)則塊狀[49-51],顆粒平均粒徑比PC灰略大。由于CFB鍋爐運(yùn)行過(guò)程中采用噴石灰石粉方式進(jìn)行爐內(nèi)固硫,使CFB灰中CaSO4含量較高,還含少量未反應(yīng)CaO[52],可能會(huì)對(duì)地聚物后期強(qiáng)度造成不利影響[53]。韓復(fù)謙等[54]發(fā)現(xiàn)加入石膏會(huì)使試塊中生成硫酸鈉和鈣礬石,提高試塊早期強(qiáng)度,但后期鈣礬石會(huì)使試塊體積膨脹而產(chǎn)生裂縫,不利于后期強(qiáng)度進(jìn)一步提高。KAYA等[55]研究表明,PC灰的堿激發(fā)反應(yīng)活性遠(yuǎn)高于CFB灰。在養(yǎng)護(hù)溫度90 ℃、養(yǎng)護(hù)360 d時(shí),PC灰所制備地聚物達(dá)到最大抗壓強(qiáng)度56.44 MPa,而CFB灰在最佳條件(養(yǎng)護(hù)溫度60 ℃、養(yǎng)護(hù)時(shí)間90 d)下所制備地聚物的抗壓強(qiáng)度僅為15 MPa,前者的強(qiáng)度為后者的4倍左右。

PC灰的堿激發(fā)反應(yīng)活性來(lái)自玻璃相,而CFB灰的堿激發(fā)反應(yīng)活性來(lái)自含鈣組分和無(wú)定形硅鋁酸鹽。目前認(rèn)為CFB灰的堿激發(fā)反應(yīng)活性普遍低于PC灰。為提高CFB灰的堿激發(fā)反應(yīng)活性,XU等[56]采用堿熔方法破壞CFB灰無(wú)定形硅鋁酸鹽的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),促進(jìn)硅鋁組分溶解,提高其堿激發(fā)反應(yīng)活性。CHINDAPRASIRT等[57-58]將CFB灰和PC灰混合堿激發(fā)制備地聚物,發(fā)現(xiàn)加入PC灰有助于提高地聚物強(qiáng)度。機(jī)械研磨也可適當(dāng)提高CFB灰的反應(yīng)活性,OYUN-ERDENE等[59]研究表明,CFB灰經(jīng)機(jī)械研磨后所制得地聚物強(qiáng)度是未經(jīng)研磨CFB灰所制地聚物的2倍。機(jī)械研磨可促進(jìn)不規(guī)則大粒徑顆粒碎裂,減小顆粒粒徑,提高顆粒比表面積,從而提高反應(yīng)活性。然而,并非所有CFB灰的堿激發(fā)反應(yīng)活性均較低,LI等[60]研究發(fā)現(xiàn),CFB灰的堿激發(fā)反應(yīng)活性較高,主要是由于該CFB灰中含有較多類似于偏高嶺石的無(wú)定形結(jié)構(gòu),使其堿激發(fā)反應(yīng)活性較高。

3.2 激發(fā)劑

普通粉煤灰在常溫下與水基本不發(fā)生反應(yīng),在激發(fā)劑作用下才具備膠凝性質(zhì)。激發(fā)劑的作用是破壞原料穩(wěn)定結(jié)構(gòu),促進(jìn)活性組分解聚和膠凝產(chǎn)物生成。目前,合成地聚物的激發(fā)劑分為堿性激發(fā)劑、酸性激發(fā)劑和鹽類激發(fā)劑。目前最常用的是堿性激發(fā)劑[61]。堿性激發(fā)劑主要包括氫氧化物(NaOH、KOH)、硅酸鹽(Na2SiO3、K2SiO3)或二者的混合物[62]。

堿激發(fā)劑的陽(yáng)離子種類對(duì)地聚物力學(xué)性能影響很大。ABDUL等[63]以 8 mol/L NaOH溶液激發(fā)粉煤灰制備地聚物,在60 ℃下養(yǎng)護(hù)14 d獲得試塊的最高抗壓強(qiáng)度達(dá)65 MPa,而使用相同濃度KOH溶液制備的地聚物14 d最高抗壓強(qiáng)度僅28 MPa。KETANA等[64]分別利用模數(shù)2.0的Na2SiO3-NaOH混合溶液和K2SiO3-KOH混合溶液激發(fā)粉煤灰制備地聚物,試塊28 d抗壓強(qiáng)度分別為47.92和29.65 MPa。NEMATOLLAHI等[65]研究表明,利用模數(shù)2.0的Na2SiO3-NaOH混合溶液激發(fā)粉煤灰制備地聚物的抗壓強(qiáng)度比以相同模數(shù)K2SiO3-KOH混合溶液為激發(fā)劑制備地聚物的抗壓強(qiáng)度高70%左右。以上研究表明Na2SiO3-NaOH混合溶液的激發(fā)效果優(yōu)于K2SiO3-KOH混合溶液。Na+的離子半徑小于K+,使Na+更活躍,促進(jìn)粉煤灰硅鋁酸鹽溶解,生成更多[SiO4]和[AlO4]單體,提高凝膠生成量,形成更加致密結(jié)構(gòu),從而使地聚物獲得較高的力學(xué)性能。

NaOH溶液和NaOH-Na2SiO3混合溶液是最常用的堿激發(fā)劑,NaOH溶液濃度和復(fù)合激發(fā)劑模數(shù)對(duì)地聚物力學(xué)性能有重要影響,本部分分別總結(jié)了二者對(duì)粉煤灰的激發(fā)效果及對(duì)地聚物合成的影響。

3.2.1 NaOH溶液

NaOH溶液激發(fā)粉煤灰的作用原理是OH-與粉煤灰中硅鋁酸鹽反應(yīng),使Si—O—Si和Si—O—Al鍵發(fā)生斷裂,形成[SiO4]和[AlO4]單體,單體聚合形成凝膠和地聚物。因此,NaOH溶液濃度和用量對(duì)硅鋁酸鹽分解、凝膠生成和地聚物強(qiáng)度的發(fā)育有重要影響。研究表明地聚物強(qiáng)度隨NaOH溶液濃度的增加呈上升趨勢(shì),WONG等[66]研究發(fā)現(xiàn),增加NaOH溶液濃度,可提高粉煤灰中硅鋁溶出率。CHEN等[67]以超細(xì)粉煤灰為原料制備地聚物,研究了NaOH濃度對(duì)地聚物性能的影響,NaOH物質(zhì)的量濃度為4～12 mol/L時(shí),試塊抗壓強(qiáng)度隨NaOH濃度的增加而逐漸增大。由試塊SEM圖片(圖5)可知,NaOH物質(zhì)的量濃度為4 mol/L時(shí),粉煤灰地質(zhì)聚合反應(yīng)緩慢,只生成少量無(wú)定形凝膠,不足以填充顆粒之間孔隙,導(dǎo)致試塊結(jié)構(gòu)松散和強(qiáng)度較低。隨NaOH溶液濃度增加,粉煤灰球形顆粒逐漸減少直至消失,大量凝膠的生成使試塊結(jié)構(gòu)致密,形成較高抗壓強(qiáng)度。較高NaOH濃度促進(jìn)了粉煤灰玻璃相分解和凝膠生成,提高試塊力學(xué)性能。

然而,并非NaOH濃度越高,所制備地聚物強(qiáng)度越高,NaOH濃度超過(guò)一定限度時(shí)會(huì)導(dǎo)致試塊力學(xué)性能下降[61]。PAVITHRA等[68]研究發(fā)現(xiàn),隨NaOH物質(zhì)的量濃度增加,試塊抗壓強(qiáng)度先升高后降低,NaOH物質(zhì)的量濃度為16 mol/L時(shí),試塊抗壓強(qiáng)度最大約50 MPa。ABDULLAH等[69]也得到類似結(jié)論,隨NaOH物質(zhì)的量濃度由6 mol/L增至16 mol/L時(shí),試塊抗壓強(qiáng)度先升高后降低,NaOH物質(zhì)的量濃度為12 mol/L時(shí),試塊抗壓強(qiáng)度最高。NaOH濃度過(guò)高時(shí),體系中OH-濃度較高,反應(yīng)初期易生成較多凝膠,凝膠快速沉淀硬化,會(huì)阻礙原料中硅鋁酸鹽進(jìn)一步溶出;且在較高NaOH濃度下,一部分無(wú)定形凝膠隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)向晶體轉(zhuǎn)變;這些因素均不利于地聚物的強(qiáng)度發(fā)育,從而表現(xiàn)出抗壓強(qiáng)度下降。

3.2.2 NaOH-Na2SiO3復(fù)合激發(fā)劑

相比單一NaOH溶液,復(fù)合激發(fā)劑中Na2SiO3的加入補(bǔ)充了體系中活性硅濃度,加速凝膠生成和地質(zhì)聚合反應(yīng)進(jìn)行,提高試塊力學(xué)性能。SASUI等[70]研究發(fā)現(xiàn),NaOH溶液激發(fā)粉煤灰漿體的終凝時(shí)間為2.16 h,而NaOH-Na2SiO3復(fù)合激發(fā)粉煤灰漿體的終凝時(shí)間縮短至1.92 h,同時(shí),NaOH-Na2SiO3激發(fā)粉煤灰所得地聚物的抗壓強(qiáng)度高于單一NaOH溶液激發(fā)的地聚物。

復(fù)合激發(fā)劑的模數(shù)對(duì)地聚物的形成和強(qiáng)度發(fā)育影響較大。張雪芳等[71]研究發(fā)現(xiàn),隨激發(fā)劑模數(shù)由0.5提高至2.5時(shí),地聚物的抗壓強(qiáng)度先增加后降低,模數(shù)為1.0時(shí),抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值。SOUTSOS等[72]也得到了類似結(jié)論,模數(shù)較低時(shí),Na2SiO3用量減少,體系中生成凝膠所需活性硅的量不足,使凝膠生成量較低,試塊抗壓強(qiáng)度較低。而模數(shù)過(guò)高時(shí),體系中NaOH濃度太低,使粉煤灰硅鋁酸鹽溶出量和凝膠生成量降低,降低地聚物的力學(xué)性能。利用復(fù)合激發(fā)劑激發(fā)粉煤灰制備地聚物時(shí),最佳模數(shù)并不固定,因粉煤灰組成和活性而異。

3.3 原料配比

采用不同原料、水玻璃模數(shù)和堿摻量等條件制備地聚物時(shí),所得最優(yōu)原料配比也不同,無(wú)法得到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),造成這種差異的原因主要是原料的活性組分含量和反應(yīng)活性不同?；谠虾图ぐl(fā)劑的化學(xué)組成,研究了混合體系Si/Al、Si/Na和Ca/Si等因素對(duì)地聚物合成的影響,得到了一些規(guī)律性認(rèn)識(shí)[73]。

3.3.1 Si/Al物質(zhì)的量比

Si和Al是參與地質(zhì)聚合反應(yīng)的主要組分,原料中在堿性體系所溶出的Si/Al物質(zhì)的量比直接影響地聚物凝膠的結(jié)構(gòu)類型,進(jìn)而影響地聚物強(qiáng)度發(fā)育[74]。研究表明,地聚物的抗壓強(qiáng)度隨著體系Si/Al物質(zhì)的量比增加而先升高后降低,由于粉煤灰活性組分含量差異較大,因此所獲得的最佳Si/Al物質(zhì)的量比存在較大差別[75-78]。DEHGHANI等[76]研究了體系Si/Al物質(zhì)的量比(1.63、1.69、1.75、1.88)對(duì)粉煤灰基地聚物性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨Si/Al物質(zhì)的量比增加,漿體的初凝和終凝時(shí)間縮短,地聚物抗壓強(qiáng)度先增加后降低,Si/Al物質(zhì)的量比為1.69時(shí),試塊的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大值。ZHOU等[77]得出相似結(jié)論,即隨Si/Al物質(zhì)的量比由1.0增至3.0,地聚物抗壓強(qiáng)度先增加后降低。Si/Al物質(zhì)的量比為2、養(yǎng)護(hù)溫度為80 ℃時(shí),7 d抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大為26.45 MPa。WANG等[75]研究發(fā)現(xiàn)體系Si/Al物質(zhì)的量比為1.5時(shí),地聚物獲得最佳抗壓強(qiáng)度。

因此,Si/Al物質(zhì)的量比過(guò)高或過(guò)低都不利于地聚物強(qiáng)度發(fā)育,合適的Si/Al物質(zhì)的量比可形成長(zhǎng)鏈無(wú)機(jī)聚合物,使地聚物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。

3.3.2 Si/Na物質(zhì)的量比

利用NaOH-Na2SiO3復(fù)合激發(fā)劑激發(fā)粉煤灰時(shí),Na2SiO3的引入補(bǔ)充了體系中活性硅含量,影響粉煤灰硅鋁活性組分溶出與凝膠生成,因此,除Si/Al物質(zhì)的量比外,Si/Na物質(zhì)的量比對(duì)地聚物的生成和強(qiáng)度發(fā)育也有顯著影響。CHO等[79]研究了Si/Na物質(zhì)的量比(0.4、0.7 和1.0)對(duì)地聚物抗壓強(qiáng)度的影響,結(jié)果表明,隨Si/Na物質(zhì)的量比增加,地聚物抗壓強(qiáng)度先增加后降低,對(duì)Si/Na物質(zhì)的量比分別為0.4、0.7和1.0的樣品進(jìn)行孔隙分析,發(fā)現(xiàn)試塊中50～1 000 nm大孔體積分?jǐn)?shù)分別為58.1%、21.4%和72.1%,Si/Na物質(zhì)的量比為0.7時(shí),試塊中大孔比例最少,因此獲得最佳抗壓強(qiáng)度。ZHANG等[80]研究得到相似結(jié)論,隨Si/Na物質(zhì)的量比由0.55增至0.80,地聚物抗壓強(qiáng)度先增加后降低,Si/Na物質(zhì)的量比為0.6時(shí)得到最高抗壓強(qiáng)度。低Si/Na物質(zhì)的量比下過(guò)量Na2O會(huì)使反應(yīng)速率過(guò)高,導(dǎo)致地聚凝膠快速硬化,阻礙進(jìn)一步地質(zhì)聚合。Si/Na物質(zhì)的量比較高時(shí),Na2O不足使原料中硅鋁的溶出速率降低,阻礙鋁酸鹽低聚物和硅酸鹽交聯(lián)形成,從而使地聚物強(qiáng)度下降。ROZEK等[35]研究了Si/Na物質(zhì)的量比(1.5、2.0、2.5)對(duì)地聚物性能的影響,結(jié)果表明抗壓強(qiáng)度隨Si/Na物質(zhì)的量比的增加呈下降趨勢(shì),與前幾位學(xué)者研究對(duì)比發(fā)現(xiàn),該研究中選取的Si/Na物質(zhì)的量比較大,這可能是引起強(qiáng)度僅有下降階段而沒(méi)有升高階段的原因。通過(guò)對(duì)不同Si/Na物質(zhì)的量比樣品進(jìn)行29Si MAS NMR分析(圖6),發(fā)現(xiàn)隨Si/Na物質(zhì)的量比增加,產(chǎn)物中富鋁凝膠Q4(4Al)和Q4(3Al)比例逐漸下降,而富鋁凝膠結(jié)構(gòu)單元具有更高交聯(lián)性,對(duì)強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大。

圖6 不同Si/Na物質(zhì)的量比試塊27 d樣品的29Si MAS NMR譜圖[35]Fig.6 29Si MAS NMR spectra of 27 d samples with different Si/Na molar ration values[35]

3.3.3 Ca/Si物質(zhì)的量比

圖7 堿激發(fā)粉煤灰體系Ca/Si、Si/Al及CaO/SiO2物質(zhì)的量比與地聚物抗壓強(qiáng)度的關(guān)系[82-86]Fig.7 Relationship between Ca/Si, Si/Al,CaO/SiO2 molar ration and compressive strength of geopolymers[82-86]

CHAROENCHAI等[87]將高鈣粉煤灰加入低鈣粉煤灰以調(diào)整原料的Ca/Si物質(zhì)的量比(0.07、0.15、0.25、0.37和0.51),利用NaOH-Na2SiO3復(fù)合激發(fā)劑制備地聚物,發(fā)現(xiàn)隨體系Ca/Si物質(zhì)的量比增加,地聚物初凝和終凝時(shí)間大幅降低,而試塊抗壓強(qiáng)度先升高后降低,Ca/Si物質(zhì)的量比為0.15時(shí)得到最佳抗壓強(qiáng)度,鈣組分雖然能促進(jìn)漿體凝結(jié),但過(guò)多鈣可能使?jié){體凝結(jié)過(guò)快,阻礙凝膠進(jìn)一步生成,導(dǎo)致試塊抗壓強(qiáng)度下降。

3.4 養(yǎng)護(hù)制度

3.4.1 養(yǎng)護(hù)溫度

地聚物形成過(guò)程中,養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)無(wú)定形凝膠的生成和聚合硬化速率有重要影響,進(jìn)而影響聚物力學(xué)性能。ZHOU等[77]研究表明,隨養(yǎng)護(hù)溫度由20 ℃ 升至80 ℃,地聚物的抗壓強(qiáng)度逐漸提高。LING等[88]研究發(fā)現(xiàn),提高養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)地聚物強(qiáng)度發(fā)育影響較大,尤其在早期,堿激發(fā)粉煤灰漿體在50 ℃養(yǎng)護(hù)1 d時(shí)的強(qiáng)度為23 ℃養(yǎng)護(hù)1 d強(qiáng)度的10倍左右。室溫下,粉煤灰硅鋁組分的溶出、無(wú)定形凝膠的生成和聚合等反應(yīng)速率較低,使地聚物早期強(qiáng)度較低;而在50 ℃養(yǎng)護(hù)時(shí),反應(yīng)速率提高,加速地質(zhì)聚合反應(yīng),從而提高地聚物早期強(qiáng)度。然而,地聚物強(qiáng)度并非隨溫度升高持續(xù)增加。LI等[60]利用NaOH-Na2SiO3復(fù)合激發(fā)劑激發(fā)CFB粉煤灰制備地聚物,養(yǎng)護(hù)溫度由室溫提高至60 ℃時(shí),可顯著提高地聚物1～7 d早期強(qiáng)度,但28 d后強(qiáng)度明顯降低。養(yǎng)護(hù)溫度為20 ℃時(shí),地聚物中Q4(4Al)和Q4(3Al)結(jié)構(gòu)含量隨養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng)而逐漸增加,而Q4(2Al)和Q4(1Al)結(jié)構(gòu)比例呈下降趨勢(shì),由58.2%降至37.2%,說(shuō)明富鋁凝膠的生成有利于提高地聚物強(qiáng)度。然而,養(yǎng)護(hù)溫度為60 ℃時(shí),試塊中Q4(4Al)和Q4(3Al)結(jié)構(gòu)含量隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸減少,一部分無(wú)定形凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)镼4(2Al)結(jié)構(gòu)和呈棒狀規(guī)則形貌的類沸石晶體,導(dǎo)致地聚物試塊28 d強(qiáng)度降低。

3.4.2 養(yǎng)護(hù)濕度

地聚物制備過(guò)程中,養(yǎng)護(hù)濕度對(duì)地聚物的微觀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度發(fā)育起重要作用[89-90]。ODERJI等[91]研究發(fā)現(xiàn),養(yǎng)護(hù)溫度為70 ℃時(shí),隨相對(duì)濕度由30%增至90%,地聚物抗壓強(qiáng)度先增加后降低,相對(duì)濕度為70%時(shí)得到最佳抗壓強(qiáng)度33 MPa。通過(guò)掃描電鏡分析可知,相對(duì)濕度為90%時(shí),試塊中出現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)及大裂紋,這可能是導(dǎo)致強(qiáng)度下降的原因。GARC等[92]認(rèn)為過(guò)高的相對(duì)濕度會(huì)促進(jìn)地聚物從大氣中吸收CO2,加速地聚物碳酸化,從而對(duì)抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生負(fù)面影響。SHEN等[93]得到了相似結(jié)論,即高養(yǎng)護(hù)濕度(85%或95%)不利于強(qiáng)度發(fā)展,會(huì)減少化學(xué)結(jié)合水,阻礙富鋁結(jié)構(gòu)單元(Q4(3Al)和Q4(4Al))的形成,不利于強(qiáng)度發(fā)育。與養(yǎng)護(hù)溫度相比,養(yǎng)護(hù)濕度對(duì)地聚物力學(xué)性能的影響相對(duì)較小。

4 結(jié)語(yǔ)及展望

1)堿激發(fā)過(guò)程中,粉煤灰中僅有一部分組分參與膠凝反應(yīng)。PC粉煤灰活性組分來(lái)自玻璃相的一部分硅鋁酸鹽,CFB粉煤灰除一部分無(wú)定形硅鋁酸鹽為活性組分外,還包含硬石膏和少量氧化鈣。粉煤灰中活性硅鋁含量的評(píng)估方法包括Rietveld全譜圖擬合法、飽和石灰溶液吸收法及酸堿溶出法,這些方法能揭示粉煤灰玻璃相或無(wú)定形硅鋁酸鹽含量及活性硅鋁酸鹽在不同溶液體系的溶出行為。然而,由于粉煤灰堿激發(fā)產(chǎn)物主要為無(wú)定形凝膠,難以鑒別和準(zhǔn)確定量,使粉煤灰活性組分含量評(píng)估很難與地聚物形成的實(shí)際過(guò)程結(jié)合。因此,基于地聚物形成過(guò)程的粉煤灰活性組分含量評(píng)估值得進(jìn)一步深入研究。

2)粉煤灰堿激發(fā)反應(yīng)歷程:激發(fā)劑中OH-破壞粉煤灰硅鋁酸鹽的—Si—O—Si—或—Si—O—Al—結(jié)構(gòu),部分硅鋁逐漸溶出形成含硅和鋁的活性單體;活性單體反應(yīng)形成低聚態(tài)凝膠;低聚體之間繼續(xù)反應(yīng)形成具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高聚態(tài)凝膠,最后凝膠逐步失水硬化,形成地聚物。粉煤灰堿激發(fā)體系的活性Si/Al物質(zhì)的量比對(duì)凝膠結(jié)構(gòu)和地聚物力學(xué)性能影響較大,富硅凝膠結(jié)構(gòu)(Q4(0～2Al))和富鋁凝膠結(jié)構(gòu)(Q4(3～4Al))對(duì)不同齡期地聚物強(qiáng)度的貢獻(xiàn)不同,但二者對(duì)地聚物強(qiáng)度的影響規(guī)律尚未有統(tǒng)一和深入的認(rèn)識(shí),未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)凝膠結(jié)構(gòu)和地聚物性能關(guān)聯(lián)方面的研究。

3)粉煤灰類型、激發(fā)劑、原料配比和養(yǎng)護(hù)制度是粉煤灰基地聚物形成和強(qiáng)度發(fā)育的關(guān)鍵影響因素。對(duì)于CFB粉煤灰來(lái)說(shuō),由于硬石膏和活性鈣的存在,反應(yīng)初期會(huì)形成C-A-S-H凝膠,有助于早期強(qiáng)度提高,原料中活性鈣含量過(guò)高時(shí),會(huì)生成鈣礬石或其他晶體礦物,降低后期強(qiáng)度。NaOH-Na2SiO3復(fù)合激發(fā)劑對(duì)粉煤灰的激發(fā)效果較好,NaOH破壞硅鋁酸鹽結(jié)構(gòu),促進(jìn)硅鋁溶出和凝膠生成,Na2SiO3提高體系活性硅含量,加速凝膠聚合。地聚物的抗壓強(qiáng)度隨體系Si/Al、Si/Na和Ca/Si物質(zhì)的量比增加而先升高后降低。適當(dāng)提高養(yǎng)護(hù)溫度,會(huì)縮短漿體的凝結(jié)時(shí)間,提高地聚物早期強(qiáng)度,養(yǎng)護(hù)溫度過(guò)高時(shí),不利于后期強(qiáng)度的發(fā)育。過(guò)高養(yǎng)護(hù)濕度不利于地聚物強(qiáng)度發(fā)育。堿激發(fā)粉煤灰體系關(guān)鍵產(chǎn)物無(wú)定形凝膠的生成速率和硬化速率相匹配,才能提高地聚物的力學(xué)性能。目前關(guān)于原料配比對(duì)地聚物性能影響的研究,大多基于粉煤灰總化學(xué)組成和激發(fā)劑化學(xué)組成,由于粉煤灰活性組分含量差異,導(dǎo)致獲得變化規(guī)律不一致,為粉煤灰堿激發(fā)反應(yīng)機(jī)理和地聚物合成研究帶來(lái)困難,未來(lái)應(yīng)針對(duì)不同類別粉煤灰理化特性,建立堿激發(fā)體系各元素配比統(tǒng)一的計(jì)算方法,以便總結(jié)粉煤灰活性組分堿激發(fā)過(guò)程的反應(yīng)規(guī)律,為粉煤灰基地聚物合成時(shí)統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)奠定理論基礎(chǔ)。