一种工业固废火山灰活性强度指数快速测定方法技术

本发明专利技术公开了一种工业固废火山灰活性强度指数快速测定方法。方法包括测量工业固废化学组成中的Al2O3、SiO2总含量和矿物组成中的非晶相含量，从而获得工业固废的非晶态硅铝含量，根据建立的非晶态硅铝含量与火山灰活性强度指数的关系，获得工业固废的活性强度指数。本发明专利技术方法弥补了现行的强度指数法试验周期长、工序复杂、耗费材料等的缺陷，在工程实际中具有良好的可实施性，有利于推动工业固废的高值高效资源化利用。值高效资源化利用。值高效资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种工业固废火山灰活性强度指数快速测定方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
的一种固废活性强度指数测定方法，尤其是涉及了一种工业固废火山灰活性强度指数快速测定方法。

技术介绍

[0002]探索工业固废高效资源化利用成为迫切需求。
[0003]我国多种工业固废含有一定量Al2O3、SiO2，具有潜在的水硬胶凝性能，即火山灰活性，可以作为掺合料用于水泥生产。但我国标准《用于水泥中的火山灰质混合材料》(GB/T 2847
‑
2005)中规定，用作水泥掺合料的火山灰质材料要求其强度指数不小于65％，因此对工业固废进行强度指数测定是判断其能否作为水泥掺合料的必要前提。现行的强度指数法将火山灰质材料与硅酸盐水泥按一定比例加水搅拌均匀并制备成胶砂试件，并同时成型对照组试件(不掺加火山灰质材料)，标准养护28天后测试抗压强度，计算得到强度指数，作为火山灰活性的评价指标。该方法需要购买标准砂和高品质水泥制备胶砂试块，试件需要严格按照流程进行成型、脱模、28天标准养护、抗压强度测试等工序，测试周期较长，涉及到的仪器设备多，存在诸多导致试验误差的因素，且耗费标准砂、水泥等原材料，这在一定程度上不利于工业固废的资源化实践应用。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于设计一种工业固废火山灰活性强度指数快速测定方法。本专利技术方法弥补了现行的强度指数法试验周期长、工序复杂、耗费材料等的缺陷，在工程实际中具有良好的可实施性，有利于工业固废的高值高效资源化利用。
[0005]本专利技术技术方案如下，包括以下步骤：
[0006]步骤S1：材料的性能检测
[0007]取10g工业固废，利用X射线荧光光谱仪(XRF)分析测得工业固废的硅铝总含量，同时利用X射线衍射仪(XRD)测得工业固废的非晶相含量；
[0008]步骤S2：根据工业固废的硅铝总含量和非晶相含量按照下式获得工业固废的非晶态硅铝含量ω：
[0009]ω＝非晶相含量
×
硅铝总含量(公式1)
[0010]步骤S3：根据工业固废的非晶态硅铝含量ω按照以下公式测得所述工业固废的活性强度指数SAI：
[0011]SAI＝2.614ω
‑
0.028ω2+16.418，R2＝0.98
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(公式2)
[0012]其中，ω表示非晶态硅铝含量，R2代表的是二次函数的拟合程度，R2越接近1表示拟合越好，也说明了数据的可靠性。
[0013]利用工业固废的活性强度指数SAI来判断该工业固废是否能作为水泥掺合料，进而实现工业固废的回收再利用：
[0014]若工业固废的活性强度指数大于预设的强度阈值，则表明该工业固废能作为水泥掺合料，实现工业固废的回收再利用；
[0015]若工业固废的活性强度指数不大于预设的强度阈值，则表明该工业固废不能作为水泥掺合料。
[0016]所述步骤S1中的硅铝总含量为工业固废中Al2O3的含量和SiO2含量的总和。
[0017]所述步骤S1中的工业固废以非晶态硅铝为活性成分，工业固废包括粉煤灰、生活垃圾焚烧飞灰、赤泥、铁尾矿、煤矸石和钢渣等工业生产中产生的固体废弃物。
[0018]所述步骤S2中工业固废的非晶态硅铝含量ω范围为3.81％
‑
50.79％。
[0019]所述步骤S1中工业固废的颗粒尺寸小于0.075mm。
[0020]工业固废的火山灰活性主要来源于非晶态硅铝含量，并发现非晶态硅铝含量与火山灰活性强度指数呈二次函数相关，按照国家标准《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》(GB/T 12957
‑
2005)，对不同非晶态硅铝含量的粉煤灰、生活垃圾焚烧飞灰、赤泥、铁尾矿、煤矸石、钢渣等工业固废进行强度指数测试，获得了非晶态硅铝含量与活性强度指数的关系。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022]1、本专利技术方法弥补了现行的强度指数法试验周期长(28天)，耗费标准砂、水泥等原材料，影响因素多、实验误差大，人力物力投入大等的缺陷，采用现代测试技术，可以快速且精准地对多类工业固废进行非晶态硅铝含量测试，从而快速且准确地获得工业固废的强度指数。
[0023]2、本专利技术方法简单易行，具有良好的可实施性，有利于推进工业固废的高值高效资源化利用。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施获得的非晶态硅铝含量与活性强度指数的关系图。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施案例对本专利技术进行详细说明，以下实施案例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。
[0026]本专利技术中具体实施中的原材料及性能如下：
[0027]工业固废：烘干后筛分而得，粒径范围为0
‑
0.075mm。
[0028]水泥：采用P.I 52.5级水泥。
[0029]标准砂采用中国ISO标准砂。
[0030]实施例一：
[0031]1、材料的性能检测
[0032]取10g粉煤灰，通过XRF测得粉煤灰的硅铝总含量(即氧化硅和氧化铝含量)为57.90％，通过XRD测得非晶相含量为78.2％，根据公式1测定粉煤灰的非晶态硅铝含量为45.28％；
[0033]2、材料活性强度指数预测
[0034]根据公式2计算得到粉煤灰的活性强度指数为77.37％。
[0035]对比例一：
[0036]1、胶砂试块的制备
[0037]按《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》(GB/T 12957
‑
2005)进行粉煤灰
‑
水泥胶砂试件制作：以粉煤灰：P.I 52.5水泥：水：标准砂＝0.3：0.7：0.5：3为质量配合比称量材料，分别为水泥315g，粉煤灰135g，水225g，标准砂1350g，按规范要求采用水泥胶砂搅拌机进行材料拌合，将搅拌好的材料分两次装入模具中，每次于震实台震动60次，震实完成后进行试件表面抹平，并置于标准养护箱中养护，24小时后脱模继续在标准养护箱内养护至28天龄期，共成型3条尺寸40mm
×
40mm
×
160mm粉煤灰
‑
水泥胶砂试件。重复上述流程，再成型3条纯水泥胶砂试件。
[0038]对比例一中的粉煤灰原材料取自实施例一中的粉煤灰。
[0039]2、试块抗压强度试验
[0040]参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671
‑
2021)分别对养护28天的粉煤灰
‑
水泥胶砂试件、纯水泥胶砂试件进行抗压强度试验，最终测得粉煤灰
‑
水泥胶砂28天抗压强度为41.8MPa，纯水泥胶砂抗压强度为53.6MPa。因此粉煤灰
‑
水泥胶砂中的粉煤灰的活性强度指数为77.99本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业固废火山灰活性强度指数快速测定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：材料的性能检测称取10g工业固废，利用X射线荧光光谱仪分析测得工业固废的硅铝总含量，同时利用X射线衍射仪测得工业固废矿物组成中的非晶相含量；步骤S2：根据工业固废的硅铝总含量和非晶相含量按照下式获得工业固废的非晶态硅铝含量ω：ω＝非晶相含量
×
硅铝总含量步骤S3：根据工业固废的非晶态硅铝含量ω按照以下公式测定所述工业固废的活性强度指数SAI：SAI＝2.614ω
‑
0.028ω2+16.418。2.根据权利要求1所述的一种工业固废火山灰活性强度指数快速...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈萍，陈佳庆，王寅，王子昂，詹良通，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：