第３９卷第５期 四川建筑科学研究 ２０１３年ｌ０月 Ｓｉｅｈｕａｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ ２１５ ＣＦＢＣ脱硫灰活性影响因素分析 付晓茹，黎飞虎，方 华 （南京信息工程大学环境科学与工程学院，江苏省大气环境监测与污染控制 高技术研究实验室，江苏南京２１００４４） 摘要：参考粉煤灰标准（ＧＢ１５９６）中有关粉煤灰２８ ｄ抗压强度比的方法，进行了不同ＣＦＢＣ脱硫灰的活性试验， 分析了ＣＦＢＣ脱硫灰中ＳｉＯ 、Ａ１ ０ 、ＣａＯ、Ｆｅ ０，、ＳＯ，及烧失量等化学成分指标；４５ 筛余量、平均粒径、比表面积 等粒度指标；需水量比等指标与ＣＦＢＣ脱硫灰活性的相关性。结果表明：ＣＦＢＣ脱硫灰的化学成分、粒度、需水量比 等指标都对其活性有影响，但是单个因素与ＣＦＢＣ脱硫灰的活性相关度都较低，ＣＦＢＣ脱硫灰掺加到水泥混凝土里 所起的作用是所有因素共同作用的结果。 关键词：ＣＦＢＣ脱硫灰；活性；影响因素 中图分类号：ＴＵ５８ ９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００８—１９３３（２０１３）０５—２１５—０６ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ ａｃｔｉｖｉｔｙ ＦＵ Ｘｉａｏｒｕ．ＬＩ Ｆｅｉｈｕ，ＦＡＮＧ Ｈｕａ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ（ＣＦＢＣ）ｆｌｙ ａｓｈｅｓ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅａｎｓ ｏｆ ２８ ｄａｙｓ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒａｔｉｏ ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｈｙ Ａｓｈ Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＧＢ１５９６）．Ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｆｏ ＣＦＢＣ ｆｌｙ ｓａｈ ｎａｄ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｓｕｃｈ ａｓ ＳｉＯ２，Ａ１２０３，ＣａＯ，Ｆｅ２０３，ＳＯ３ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｏｆ ｉｇｎｉｔｅ；ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ４５ ｐ．ｍ ｓｉｅｖｅ ｒｅｓｉｄｕｅ，ｍｅａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ；ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ ｗａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ，ｂｕｔ ｈｔｅ ｒｅｌａｔｉｖｉｙｔ Ｗａｓ ｌｏｗ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ＣＦＢＣ ｌｆｙ ａｓｈ ｔｏ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｏｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｒｃ ｍａｄｅ ｂｙ ａｂｏｖｅ ａｌｌ ｆａｃｔｏｒｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ；ａｃｔｉｖｉｙｔ；ｉＩＩⅡｕｅｎｅｅ ｆａｃｔｏｒｓ ０前言 能应用的方面。ＣＦＢＣ脱硫灰作为掺加料应用到建 材行业时，其活性必然影响建材制品的整体性能，因 循环流化床锅炉燃烧技术（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ 此分析ＣＦＢＣ脱硫灰的活性影响因素对于其应用具 Ｂｅｄ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ＣＦＢＣ）是一种清洁燃烧技术，具有 有重要的意义。评定材料的火山灰活性有多种方 燃料适应广、燃烧效率高、ＮＯｘ排放低、负荷调节范 法，如维卡法（石灰吸收值法）、强度法和酸碱溶出 围大等优点…，是将来环保电厂的主要炉型。ＣＦＢＣ 法等 Ｊ。由于采用测量ＣＦＢＣ脱硫灰中的活性氧化 脱硫灰是燃煤电厂采用循环流化床锅炉燃烧技术， 硅、活性氧化铝等方法不能直观的反映出ＣＦＢＣ脱 进行炉内喷钙脱硫而形成的粉煤灰。随着电力工业 硫灰在水泥制品的贡献，因此本文采用常见的强度 的发展和对环保要求的严格，会有越来越多的ＣＦ— 比法来分析ＣＦＢＣ脱硫灰的活性，此方法可以避免 ＢＣ脱硫灰排出。而ＣＦＢＣ脱硫灰由于形成条件与 水泥、加水量等其他因素的影响，可以直接反映被测 普通粉煤灰不同，其在形貌、化学成分以及粒度分布 物对水泥基材料强度的贡献，是目前国内外公认的 等方面与普通粉煤灰存在明显差异 。 较好方法。本文主要研究了ＣＦＢＣ脱硫灰的化学成 建材制品的强度是其诸多性能中的一个很重要 分、粒度、需水量比等因素对其活性的影响。 的因素，其大小决定了建材制品的耐久性以及其可 １ 试验样品与试验方法 收稿日期：２０１２－０４．１１ １．１ 原材料 作者简介：付晓茹（１９７４一），女，副教授，博士，研究方向为固体废物 的资源化。 ＣＦＢＣ脱硫灰取自金陵热电厂，为该电厂５ 锅 基金项目：国家自然科学基金项目（２１０４６００３） 炉燃烧５０％的煤与５０％的高硫焦（热量比）产生的 Ｅ—ｍａｌｌ：ｆｕｒｌａｏｍ＠ｎｕｉｓｔ．ｅｄｕ．ｃａ 脱硫灰，一电场到四电场样品的编号分别为１ ～４ ； ２ｌ６ 四川建筑科学研究 第３９卷 该电厂５ 锅炉燃烧７０％的煤与３０％的高硫焦（热 量比）产生的脱硫灰，一电场到四电场样品的编号 分别为５ 一８ ；该电厂６ 锅炉燃烧５０％的煤与５０％ 的高硫焦（热量比）产生的脱硫灰，一电场到四电场 样品的编号分别为９ ～１２ 。试验所用的水泥为江 南小野田水泥厂生产的５２．５级硅酸盐水泥。ＣＦＢＣ 脱硫灰和水泥的化学成分见表１。 表１ ＣＦＢＣ脱硫灰和水泥的化学成分 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈｅｓ ａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ％ 注：ＬＯＩ表示烧失量。 ＣＦＢＣ脱硫灰的４５ ｍ筛余量、体积平均粒径、 比表面积、视比重、需水量比等物理性能列于表２。 表２ ＣＦＢＣ脱硫灰和水泥的物理性能 Ｔａｂｌｅ２ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈｅｓ ａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ 表３掺ＣＦＢＣ脱硫灰的水泥胶砂２８ ｄ抗折和抗压强度比 Ｔａｂｌｅ ３ Ｒａｔｉｏｓ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｍｏｒｔａｒ ｗｉｔｈ ＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈｅｓ ｉｎ ２８ ｄａｙｓ ２．２化学成分对ＣＦＢＣ脱硫灰活性的影响 化学成分是决定ＣＦＢＣ脱硫灰性质的主要因 素，其中的活性ＳｉＯ 、活性Ａ１ Ｏ，与水泥水化生成的 Ｃａ（ＯＨ） 反应生成的水化凝胶，有助于提高掺灰产 品的强度；而ＣＦＢＣ脱硫灰中ＣａＯ．ｆ－ＣａＯ、ＳＯ３等成 分对于其强度也有重要的影响，因此本文主要研究 了ＣＦＢＣ脱硫灰里的ＳｉＯ２、Ａ１２Ｏ３、ＣａＯ、ｆ－ＣａＯ、ＳＯ３ 及烧失量等化学成分对掺灰试件强度的影响。 ＳｉＯ２、Ａ１２Ｏ３含量与掺ＣＦＢＣ脱硫灰试件的２８ ｄ 强度比列于图１、２，从图１和图２可以看出，ＣＦＢＣ 脱硫灰中ＳｉＯ 、Ａ１：Ｏ，含量与其活性有一定的相关 １．２样品的制备 性，随着ＳｉＯ 、Ａ１ Ｏ３含量的增加，掺ＣＦＢＣ脱硫灰的 胶砂强度比都有增大的趋势，说明ＳｉＯ 、ＡＩ Ｏ，可以 促进ＣＦＢＣ脱硫灰对水泥胶砂强度的贡献。这是因 为ＣＦＢＣ脱硫灰中的活性ＳｉＯ 、活性Ａ１ Ｏ，与浆体 中的Ｃａ（ＯＨ） 反应会生成的水化凝胶，有助于提高 掺灰产品的强度。 ＣａＯ是一种比较特殊的组分，它与掺ＣＦＢＣ脱 硫灰试件的抗压强度和抗折强度是呈负相关的关系 （图３）。虽然有研究表明粉煤灰中的ＣａＯ含量在 一本文的试验样品为水泥胶砂试块，２８ ｄ抗折、 抗压强度比等试验操作按ＧＢ１５９６进行，即利用 ３０％（质量比）ＣＦＢＣ脱硫灰取代水泥后再进行胶砂 强度试验。 ２试验结果与分析 ２．１ 掺ＣＦＢＣ脱硫灰的水泥胶砂强度比 以３０％ＣＦＢＣ脱硫灰（样号１ 一１２ ）取代水泥 所形成试块与标准试块抗折、抗压强度比列于表３， 其中ｃｌ 表示以ｌ 样品取代水泥形成的试块，其他 样号依以类推。 定程度上可以增大其火山灰活性 Ｊ，但ＣＦＢＣ脱 硫灰的ＣａＯ是外来喷钙引入的，有大部分没有与其 他成分结合成稳定的化合物，而是以ｆ－ＣａＯ的形式 ２０１３ Ｎｏ．５ 付晓茹，等：ＣＦＢＣ脱硫灰活性影响因素分析 ２ｌ７ 丑毯暖幽轼ｐ８Ｎ 毯瞬鞲据ｐｇ ８０ ３５ ４０ ４５ ５Ｏ ５５ ＳｉＯ２／％ Ｓｉｆｈ／％ 图１ ＣＦＢＣ脱硫灰中Ｓｉ髓黼 堰ｐ８Ｎ Ｏ２含量与其活性的关系 毯喂 ｐ８ Ｆｉｇ．１ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｓ｜Ｏ２ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｎｙ ａｓｈ Ａｌ２ｏ３／％ ２８ ３３ ３８ ＡｈＯ３／％ 图２ ＣＦＢＣ脱硫灰中Ａ１２０３含量与其活性的关系 Ｆｉｇ．２ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ａｌ２Ｏ３ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ 存在（表１），这些ｆ－ＣａＯ在水化时较易形成较大的 Ｃａ（ＯＨ）：晶体，这种晶体的力学性质较差，因此随 着ＣａＯ含量的增加，尤其是ｆ－ＣａＯ含量的增加，掺 ＣＦＢＣ脱硫灰试件的抗压强度和抗折强度都呈下降 的趋势发展（图４）。 ：Ｈ毯飘坦擐Ｐ８Ｎ 髓啜辖螺磊舳 Ｏ ２０ ３０ 图３ ＣＦＢＣ脱硫灰中ＣａＯ含量与其活性的关系 毯嘿幽辐ｐ８Ｈ ：Ｈ嚣Ｆｉｇ．３ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＣａＯ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ ＣＦＢＣ脱硫灰中，一ＣａＯ含量与其活性的关系 Ｆｉｇ．４ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｆｒｅｅ－ＣａＯ ａｎｄ ａｃｔｉｉｖｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｎｙ ｓａｈ Ｆｅ ０，在许多国家与ＳｉＯ 和Ａｌ：Ｏ，一样是作为 有用组分来规定的，比如美国粉煤灰的标准中就规 定Ｆｅ２０３＋ＳｉＯ２＋Ａ１２０３三者之和大于７０％。研究 者认为Ｆｅ：０，除了在粉煤灰玻璃微珠形成时起促进 作用，而且含铁玻璃微珠有一定的活性，即使是含铁 萋２１８ 四川建筑科学研究 第３９卷 较高的富铁玻璃微珠活性较低，它对于混凝土的减 水作用也是有益的，对混凝土的强度、密实性、稳定 性也有贡献 引。由图５可以看出，ＣＦＢＣ脱硫灰中 的Ｆｅ Ｏ，对其强度贡献有一定的促进作用，但是相 关性较小。 强 塔 罱 丑趟暇辗 ｐ８Ｎ 图５ ＣＦＢＣ脱硫灰中Ｆｅ２Ｏ３含量 与其活性的关系 Ｆｉｇ．５ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃＯｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｆｅ２０３ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ 由于硫酸盐能影响水泥的水化，尤其能提高其 早期强度，因此说硫在一定的条件下可以看作是有 益成分。但是由于ＳＯ，含量过高时，会生成破坏性 的钙矾石，因此各国粉煤灰标准中都把ＳＯ，视为有 害成分。我国粉煤灰标准中对粉煤灰中的ｓ０ 含量 有一定的（＜３％）。虽然本次研究的ＣＦＢＣ脱 硫灰样品中２ 样品的ｓＯ，含量都大于３％，但是，掺 ２ 样品的水泥胶砂强度并未是最低，而且从图６也 可以看出，就本文的研究来看，ＳＯ，含量对ＣＦＢＣ脱 硫灰活性的影响并不十分明显。 混凝土中的ＭｇＯ可能以方镁石的形态出现，方 镁石水化缓慢，且会引起膨胀破坏，因此有些国家 （如美国）规定粉煤灰中的ＭｇＯ含量不得超过４％ 一５％，也有学者指出粉煤灰中的ＭｇＯ不会是方镁 石 Ｊ。我国粉煤灰标准中未对此做规定。从图７可 以看出，ＣＦＢＣ脱硫灰中ＭｇＯ对掺灰试件的强度发 展起促进作用，这可能是因为本次试验的ＣＦＢＣ脱 硫灰中的ＭｇＯ含量都较低，不至引起掺灰试件的膨 胀。 Ｓ０３／％ 图６ ＣＦＢＣ脱硫灰中ｓ０，含量与其活性的关系 Ｆｉｇ．６ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＳＯ３ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣＦＢＣｆｌｙ ａｓｈ ＭｇＯ／％ 图７ ＣＦＢＣ脱硫灰中Ｍｇｏ含量与其活性的关系 Ｆｉｇ．７ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＭｇＯ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｆｏ ＣＦＢＣ ｎｙ ａｓｈ 有效碱（Ｋ：Ｏ、Ｎａ２０）能加速水泥的水化反应， 而且对激发粉煤灰的化学活性有利，因此有效碱是 粉煤灰中有益的化学成分，但是随着碱性物质的增 加，会产生碱集料反应，以及降低粉煤灰抑制碱集料 反应的能力，因此有些国家（如美国）的标准规范对 有效碱含量也加以，一般要求有效碱（以Ｎａ ０ ２０１３ Ｎｏ．５ 付晓茹，等：ＣＦＢＣ脱硫灰活性影响因素分析 ２ｌ９ 计）不超过１．５％，但我国规范未对有效碱进行规 定。本次试验所用ＣＦＢＣ脱硫灰的Ｋ Ｏ和Ｎａ：Ｏ都 较小，低于１．Ｏ％，未超过１．５％的限值。从图８、９ 中可以看出，掺灰试件的抗压强度比都是随着Ｋ２０、 Ｎａ Ｏ的增加而增加，说明有效碱（Ｋ Ｏ、Ｎａ Ｏ）在一 定范围内可以促进ＣＦＢＣ脱硫灰的活性发展。 Ｋ２ｏ／％ 图８ ＣＦＢＣ脱硫灰中ｌ（２Ｏ含量与其活性的关系 Ｆｉｇ．８ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆＩＧＯ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ 丑 暖 辖 罱 图９ ＣＦＢＣ脱硫灰中Ｎ％Ｏ含量与其活性的关系 Ｆｉｇ．９ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｎａ２Ｏ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ 从图１Ｏ可知，ＣＦＢＣ脱硫灰中烧失量与掺ＣＦ— ＢＣ脱硫灰胶砂试件的抗压和抗折强度之间基本上 蠼坦 ｐ８ 是一种负相关的关系，即随着ＣＦＢＣ脱硫灰烧失量 的增加，掺灰试件的强度逐渐降低。造成此结果的 原因可以从以下两方面分析：首先ＣＦＢＣ脱硫灰的 烧失量可以反应其中未燃尽炭的含量，研究表明粉 煤灰中的炭是一种有害的成分，其含量越高，造成粉 煤灰的需水量越大，就会使得掺灰试件的孔隙率提 高，而孔隙率与试件强度的关系是一种近似指数的 关系，即随着孔隙率的提高，试件的强度呈指数下 降 ；另外，ＣＦＢＣ脱硫灰的烧失量也包括了其中未 反应的ｃａ（ＯＨ）：和ＣａＣＯ３量，而从图３可知，掺 ＣＦＢＣ脱硫灰试件的强度与其中ＣａＯ含量是一种负 相关的关系。所以，从以上两个方面都可以看出 ＣＦＢＣ脱硫灰中烧失量对其活性的发展是一种不利 的成分。 图１０ ＣＦＢＣ脱硫灰中烧失量与其活性的关系 Ｆｉｇ．１０ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＬＯＩ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ ２．３粒度对ＣＦＢＣ脱硫灰活性的影响 粒度是影响粉煤灰品质的一个重要因素，ＣＦＢＣ 脱硫灰中大于４５ ｍ筛余量和平均粒径对掺灰试 件强度的影响见图１ｌ、１２。从图１１、１２可以看出， 掺ＣＦＢＣ脱硫灰试件的强度随ＣＦＢＣ脱硫灰中大于 ４５ ｍ筛余量增加和平均粒径的增加而逐渐减小， 这说明粉煤灰应用到建材中，其粒径越细越好；粉煤 灰的颗粒越小，其接触反应的比表面积就越大，与水 泥、集料参加反应的量也相应增加，从而可提高试件 的强度。ＣＦＢＣ脱硫灰比表面积对掺灰试件强度的 ２２０ 四川建筑科学研究 第３９卷 影响（图１３）也说明了这一观点。 ：Ｈ越联 ｐ翟Ｎ 丑 矮 擐 磊 图１１ ＣＦＢＣ脱硫灰４５ 筛余量与其活性的关系 Ｆｉｇ．１ １ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ４５ ｔｅｎ ｓｉｅｖｅ ｒｅｓｉｄｕｅ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｎｙ ａｓｈ 图１２ ＣＦＢＣ脱硫灰的平均粒径与其活性的关系 Ｆｉｇ．１２ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｍｅａｎ ｄｉ锄ｅｔｅｒ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｎｙ ａｓｈ ２．４需水量比对ＣＦＢＣ脱硫灰活性的影响 需水量比对掺ＣＦＢＣ脱硫灰试件强度的影响见 图ｌ４，从图中可以看出，随着ＣＦＢＣ脱硫灰需水量比 的增加，掺灰试件的抗压和抗折强度比逐渐降低。 这主要是因为，需水量比大于１００％的粉煤灰，其掺 暇嘟培ｐｇＮ 图１３ ＣＦＢＣ脱硫灰的比表面积与其活性的关系 Ｆｉｇ．１３ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｆｌｙ ａｓｈ 加到水泥或者混凝土不但不能起到减水的作用，而 且要想达到相同的流动度还要增加总的水量，这部 分水分只有部分用于水泥和粉煤灰的水化，其他的 都蒸发出去，由此留下了大量的气孔，增加了试件的 孔隙率，由以往的研究可知孔隙率增加会使试件的 强度明显降低 。 图１４ ＣＦＢＣ脱硫灰的需水量比与其活性的关系 Ｆｉｇ．１４ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＣＦＢＣ ｎｙ ａｓｈ （下转第２２５页） ２Ｏ１３ Ｎ ｏ．５ 孙洪泉，等：混凝土中的分形方法研究 ２２５ 参 二Ｊ１Ｊ １ １ｎｎ １Ｊ １ｊ １●－１Ｊ １ｊ 何学在混凝土性能研究中将会应用越来越广泛。 ｆａｃｅｓ ａｎｄ ｓｉｚｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｎｏｍｉｎａｌ ｆｌｍｃｔｌｌｒｅ ｅｎｅｒｇｙ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉｌａｓ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，１９８５，２８（８）：４３５－４４３． 考文献： ［１Ｏ］黄海燕，卢红琴，等．混凝土断裂能的分形尺寸效应模型［Ｊ］． 江苏科技大学学报：自然科学版，２０１０，２４（４）． 陈颐，陈凌．分形几何学［Ｍ］．北京：地震出版社，２００５． ［１１］董宇光。李慧剑，郝圣旺．混凝土剪切断裂能与分形维数关系 孙洪泉．分形几何与分形插值［Ｍ］．北京：科学出版社，２０１１． 的研究［Ｊ］．实验力学，２００３。１８（４）． 张济忠．分形［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９９５． ［１２］董毓利．混凝士非线性力学基础［Ｍ］．北京：中国建筑工业出 李维涛，孙洪泉，邢君．混凝土中的分形效应初探［Ｊ］．水利 版社，１９９７． 与建筑工程学报，２００４，２（１）． ［１３］纪洪广，贾立宏，李造鼎．声发射参数的灰色尖点突变模型及 唐明．混凝土孔隙分形特征的研究［Ｊ］．混凝土，２００ｏ（８）． 其在混凝土断裂分析中的应用［Ｊ］．声学学报，１９９６，２１（６）： 段庆全，刘彩平，鞠杨，等．混凝土亚临界裂纹扩展的分形效 ９３５－９４０． 应［Ｊ］．中国矿业大学学报，２００６，３５（１）． 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Ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｕｓｅ ｏｆ Ｆｌｙ Ａｓｈ，Ｓｉ１ｉｅａ Ｆｕｍｅ， 献的；随着需水量比的增加，ＣＦＢＣ脱硫灰的活性逐 Ｓ１ａｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｂｙ－Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ＳＰ－７９，ＡＣＩ， 渐降低。另外，所有指标与掺灰试件的强度贡献相 １９８３． Ｌａｉｎ Ｌ，Ｗｏｎｇ Ｙ Ｌ，ＰＯｏｈ Ｃ Ｓ．Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｈｙｄｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｅｌ／ｓｐａｃｅ 关性都较低，因此可以认为单一的因素并不会明显 ｒａｔｉｏ ｏｆ ｈｉｇｈ・ｖｏｌｕｍｅⅡｙ ａｓｈ／ｃｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎ・ 影响ＣＦＢＣ脱硫灰的活性，ＣＦＢＣ脱硫灰掺加到混凝 ｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０００，３０（５）１７４７－７５６． １ｊ
