粉煤灰—水体系ph值探究

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1、粉煤灰—水体系pH值探究　　摘要：研究了粉煤灰加入蒸馏水和氢氧化钙溶液中pH值的变化情况，并采用SEM对粉煤灰颗粒表面进行了观察。试验结果表明：试验采用的粉煤灰加入蒸馏水中后，溶液的pH值呈碱性，水固比对pH值的影响较小，而粉煤灰的品种对pH的影响较大。当粉煤灰掺入Ca(OH)2溶液后，初始pH值增大，但不管水固比和Ca(OH)2掺量的大小，初始pH值均在12.0以上。浸泡在水中的粉煤灰颗粒表面无明显变化，而浸泡在Ca(OH)2溶液中的粉煤灰颗粒在7d前表面没有变化，28d时超细粉煤灰和Ⅰ级粉煤灰表面出现刻蚀现象。关键词：粉煤灰，pH值，SEM

2、中图分类号：TU528文献标识码：APHValueofFlyash-waterSystemLIUBao-ju,LIANGHui,YANGYuuan-xia(CivilEngineeringandArchitectureCollage,CentralSouthUniversity,HunanChangsha410075)Abstract:ThepHvalueofflyashindistilledwaterandCa(OH)2solutionwasstudied,andthesurfaceofflyashparticleswasobservedby

3、SEM.ThetestingresultsshowthatthepHvaluefor11givenflyashindistilledwaterisalkaline,theinfluenceofwater-flyashratioislittle,butthekindofflyashismore.WhentheflyashisaddedintoCa(OH)2solution,theinitialpHvalueincreases,andisabove12.0regardlessofwater-flyashratioandCa(OH)2content.

4、Thesurfaceofflyashparticlesaddedinwaterhasnoclearchange,thatinCa(OH)2solutionbefore7dayshastoo.At28-dayage,thesurfaceofUFAandGradeⅠflyashhaserodedtrace.Keywords:flyash,pHvalue,SEM由于粉煤灰的主要成分是酸性氧化物，所以通常认为粉煤灰呈弱酸性[1]。文献[2]中引用Joshi对10余种粉煤灰的试验结果，几乎所有粉煤灰刚加入水中溶液均呈酸性，然后pH值逐渐上升，只有个别粉煤

5、灰的溶液在较长的时间内仍呈酸性。毕银丽等人[3，4]的试验结果表明，粉煤灰浸后水后的pH值在7以上。张军等人[5]对风化粉煤灰的pH值进行了测试，粉煤灰的pH值基本呈碱性，且随着粉煤灰风化时间的延长而降低。宋晓红等人[6]试验结果表明，灰场外排水pH值较冲灰用水的pH值略有增大，pH值与粉煤灰中碱性氧化物(氧化钙)含量有关。11本文主要研究超细粉煤灰(UFA)和Ⅰ级粉煤灰在水中和在氢氧化钙溶液中pH值的变化。1原材料及试验方法1.1原材料粉煤灰：湖南省湘潭电厂生产的Ⅰ级、Ⅱ级和超细粉煤灰，45μm筛余分别为9.2%、14.7%和2.6%，勃氏比

6、表面积分别为630m2/kg、300m2/kg和790m2/kg。粉煤灰的化学成分见表1。Ca(OH)2：市售，分析纯。表1粉煤灰的化学成分1.2试验方法按不同的水固比(水与粉煤灰的比例)加入蒸馏水，再按比例加入Ca(OH)2，最后加入粉煤灰，搅拌后密封于容器中，然后测定不同时间澄清液的pH值。pH值测试采用PHS-25C型数字酸度计。2试验结果与分析2.1粉煤灰—水体系pH值变化粉煤灰的主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO。通常SiO2和Al2O3的质量分数占化学成分的70%以上。粉煤灰中的活性成分主要是CaO、SiO2、Al2

7、O3和MgO，存在于硅铝玻璃体中，尤其可溶性SiO2和Al2O3几乎全部来源于玻璃体。粉煤灰中的活性成份CaO、SiO2、Al2O311和MgO与水接触后，可能发生下列反应：CaO+H2O→Ca2++2OH-(1)△rGmθ(298K)=-26.76kJ/molKθ=104.52MgO+H2O→Mg2++2OH-(2)△rGmθ(298K)=-37.79kJ/molKθ=106.6SiO2+H2O+OH-→SiO(OH)-3(3)△rGmθ(298K)=-26.25kJ/molKθ=104.6Al2O3+3H2O+2OH-→2Al(OH)-4(

8、4)△rGmθ(298K)=-41.86kJ/molKθ=107.33Ca2++2OH-→Ca(OH)2(5)△rGmθ(298K)=-30.00kJ