激发胶凝材料就是利用碱激发剂的催化原理,碱激发剂对矿渣的水化起催化作用,使矿渣的水化反应速度加快,但是随着时间推移水化反应速度很快减慢或基本终止。减慢的原因,一是碱激发剂(催化剂)参与反应生成新的矿物,造成激发剂(催化剂)永久性中毒,活性离子大量的减少。二是新生成的矿物附着在表面,堵塞了活性离子反应的通路,使反应速度很快减慢或反应无法进行。具体的讲,一是矿渣与激发剂反应将生成低钙硅酸盐、铝酸盐、硅铝酸盐凝胶,硅铝酸盐将消耗一定量的活性离子(造成激发剂永久性中毒),使活性离子大量的减少。
二是硅铝酸盐、硅酸盐、铝酸盐凝胶等矿物,附着在细小的矿渣颗粒表面(造成结焦和堵塞中毒),活性离子很难穿透硅铝酸盐、铝酸盐、硅酸盐凝胶等矿物,使活性离子失去激发作用,造成碱激发胶凝材料的反应率很低。如在水热蒸压养护条件下,碱激发胶凝材料的反应率有很大提高。另外,碱激发胶凝材料的质量均衡性差。在碱激发胶凝材料中,矿渣是其它工业的副产品,不同厂家或同一厂家的不同时间,矿渣的化学成分及含量变化都很大。因此,以矿渣为主要原料的碱激发胶凝材料其质量的均衡性很难控制。上述三点是碱激发胶凝材料或凝石的致命缺陷。无论是火山灰性材料还是潜在水硬性材料,在常温下与水几乎没有反应,但存在激发剂的条件下,具有胶凝性质。激发的方式主要有碱激发,硫酸盐激发、磷酸盐激发。
激发剂是碱激发胶凝材料的专业术语,在化学中叫做催化剂。一般是指苛性碱、含碱性元素的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐等物质。工业废渣采用各种激发方式激发它们的活性,确实能够达到很高强度,但有以下缺陷:a.体积稳定性差,收缩大;b.如果采用碱激发,具有高碱-集料反应风险;c.硬化速度快,套用水泥术语即凝结时间难以控制;d.使用过程中析碱、泛碱。e.成本高,主要成本高在激发剂。活性混合材料激发剂磨细的混合材料与水调和后,本身不会硬化或硬化极为缓慢,但在氢氧化钙溶液中会发生显著水化。适用于混合材料。
碱激发胶凝材料是用工业排放的废渣、尾矿等和含碱物质(作为激发剂并能参与水化反应), 有的需要添加少量含钙物质为原料,经烘干或也温焙烧预处理,再经一次粉磨,其粉末用一定量 的水调和后,具有胶凝性和水硬性的胶凝材料。生产碱激发胶凝材料时,无需开采自然资源,减 轻对环境负荷和污染。前苏联和乌克兰制定了碱激发胶凝材料标准。1988年我国河南安阳钢渣水泥厂最早生产碱激发钢渣硅酸盐水泥,应用于河北银山县办公 和百货大楼、车间厂房预制混凝土梁柱以及河北邢台县混凝土灌溉渠。





