沸石粉

論述了沸石粉的物理化學(xué)性質(zhì)、品質(zhì)指標(biāo)、火山灰活性及其評定方法等。分析了沸石粉對高性能混凝土的改性作用:可提高拌合物的裹漿量;因沸石粉的吸水量較大,需同時(shí)摻加高效減水劑或與粉煤灰復(fù)合以改善混凝土的和易性;沸石粉高性能混凝土的早期強(qiáng)度較低,后期強(qiáng)度因火山灰反應(yīng)漿體的密實(shí)度增加而有所提高;能夠有效抑制混凝土的堿骨料反應(yīng),并可提高混凝土的抗碳化和抗鋼筋銹蝕耐久性。
關(guān)鍵詞
沸石粉,物理化學(xué)性質(zhì),混凝土,和易性,混凝土強(qiáng)度,堿骨料反應(yīng)
高性能混凝土以其良好的流動性、較高的強(qiáng)度和耐久性,代表了當(dāng)今水泥混凝土技術(shù)及混凝土材料的發(fā)展方向。高性能混凝土的研究與開發(fā)應(yīng)用,是對傳統(tǒng)混凝土技術(shù)性能的重大突破,在節(jié)能、工程質(zhì)量、工程經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和勞動保護(hù)等方面都具有重大的意義。歐美、日本等發(fā)達(dá)國家十分注意高強(qiáng)、高性能混凝土的研究與開發(fā),如日本已在進(jìn)行C100混凝土的研究。隨著我國重點(diǎn)工程及各種高層建筑、特種結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的不斷發(fā)展,設(shè)計(jì)上越來越多地采用C60以上的高強(qiáng)、高性能混凝土?梢灶A(yù)見,高性能混凝土在工程上的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒀杆贁U(kuò)大,并取得更大、更多的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
目前,配制高性能混凝土普遍采用的技術(shù)措施主要有:(1)使用高標(biāo)號的水泥并摻加高效減水劑。保證混凝土在良好的施工性能條件下盡可能地降低水膠比(<0.35),以最大限度地減少漿體中毛細(xì)孔和骨料—漿體之間界面裂縫,增大混凝土的均質(zhì)性和密實(shí)度;(2)摻入第六組分實(shí)現(xiàn)混凝土的高性能化。如硅灰、礦渣微粉、粉煤灰、沸石粉、稻殼灰等高活性礦物摻和料,不僅可以節(jié)約水泥以降低成本、保護(hù)環(huán)境,而且能夠改善混凝土的各項(xiàng)性能,如降低水化熱和堿度,改善混凝土的物理力學(xué)性能,提高水泥石的密實(shí)性和混凝土的體積穩(wěn)定性。
沸石粉是天然沸石巖經(jīng)磨細(xì)后形成的一種火山灰質(zhì)材料,含有大量活性的SiO2和Al2O3,其火山灰;钚詢H次于硅灰,而優(yōu)于粉煤灰和礦渣。世界上已發(fā)現(xiàn)沸石礦床1000多處,美國、前蘇聯(lián)、加拿大、英國、澳大利亞、日本等國年產(chǎn)量均在50萬t,我國是天然資源豐富的國家之一,自1972年以來已發(fā)現(xiàn)沸石礦床和礦點(diǎn)400多處,已探明儲量達(dá)100億t,預(yù)測天然沸石遠(yuǎn)景可達(dá)500億t,完全可以滿足我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。因此,沸石作為一種價(jià)廉并容易開采的天然礦物,用來配制高性能混凝土具有較普遍的適用性和經(jīng)濟(jì)性。
目前,天然沸石礦有40種之多,用于配制混凝土的主要是斜發(fā)沸石和絲光沸石。沸石是一種硅氧四面體[SiO4]組成的結(jié)晶礦物,硅氧四面體可由鋁氧四面體[AlO4]所置換。Al置換Si后,四面體有一個O離子得不到中和而呈電負(fù)性,但Si/Al比不固定,一般在3至5之間。沸石礦物形成多孔格架狀構(gòu)造,晶格內(nèi)部有大量彼此連通的空腔與管道,而具有巨大的內(nèi)表面積。沸石粉的這種獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)極易被結(jié)晶水填充,而這種水被稱為“沸石水”。在一定溫度下,加熱脫水后沸石結(jié)構(gòu)并不破壞,而成為海綿或泡沫狀的多孔性結(jié)構(gòu),具有吸附性和離子交換特性。此外,沸石還具有良好的熱穩(wěn)定性、耐酸性、導(dǎo)電性、化學(xué)反應(yīng)的催化裂化性、耐輻射性和低堆密度等性能特點(diǎn)。
品質(zhì)指標(biāo)
產(chǎn)地不同的沸石粉的化學(xué)成分差異較大,一般沸石粉中的SiO2和Al2O3含量總和約占80%,表1

為某地沸石粉的典型化學(xué)成分,其中燒失量與其他礦物摻和料不同,主要是沸石粉中的結(jié)晶水。目前,我國尚未制定統(tǒng)一的沸石粉工業(yè)品質(zhì)國家標(biāo)準(zhǔn),這在一定程度上影響了沸石粉的推廣應(yīng)用。沸石粉作為一種新型的高性能混凝土礦物摻和料,其質(zhì)量應(yīng)符合《用于水泥中的火山灰質(zhì)材料》GB2847-81的有關(guān)規(guī)定。對于配制高性能混凝土的沸石的技術(shù)要求為:細(xì)度要求0.08mm的方孔篩篩余不超過8%;吸銨值不小于100meq/100g;密度為2.2~2.4,容重為700~800kg/m3;水泥膠砂28d抗壓強(qiáng)度比不小于62%,火山灰試驗(yàn)應(yīng)合格。
C3S+H2O→CSH+nCH(1)
C3A+3CSH2+26H→C3A·3CSH32(AFt)(2)
C3A·3CSH32+C3A+4H→3C3A·CSH12(AFm)(3)
水泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣(CH)晶體在高堿性的孔溶液中沉淀下來,而當(dāng)沸石粉在高堿性的溶液中受到OH的侵蝕,其格架狀構(gòu)造開始分解:
3+Si-O-Si3++6OH-→2[SiO(OH)3]-(4)
3+Si-O-Al3++7OH-→[SiO(OH)3]-+[Al(OH)4]-(5)
解聚后的[SiO(OH)3]-和[Al(OH)4]-進(jìn)入溶液并與Ca2+結(jié)合形成水化硅酸鈣(CSH)和水化鋁酸鈣(CAH)。沸石粉的活性正是因活性成分SiO2和Al2O3與水泥化過程中釋放的CH發(fā)生反應(yīng),使其轉(zhuǎn)化為CSH凝膠和鋁酸鹽。因此,硬化后混凝土的微觀結(jié)構(gòu)得以改善,并且提高了混凝土的抗?jié)B透性。
傳統(tǒng)上認(rèn)為,以無定形和玻璃態(tài)為主的物質(zhì)比晶態(tài)的物質(zhì)活性高。與一般火灰質(zhì)材料不同,天然沸石粉是一種微細(xì)結(jié)晶礦物,其活性卻很高。而將沸石粉經(jīng)500~600℃溫度焙燒變成玻璃態(tài)的沸石之后,其增強(qiáng)效果比原狀沸石粉要差,這說明沸石礦物結(jié)構(gòu)改變后不再具有活性。沸石粉的活性還與沸石的含量有關(guān),沸石含量越大則活性越大。采用銨離子交換試驗(yàn)可以測定其吸銨值,以吸銨值來標(biāo)定其火山灰活性的大小。沸石的粉磨細(xì)度對活性的影響也較大,磨細(xì)后沸石的表面能及表面活性很大,且經(jīng)機(jī)械粉磨破碎,粉體表面反應(yīng)活化點(diǎn)增多,火山灰活性得到進(jìn)一步提高。
目前還未形成評定沸石粉活性的統(tǒng)一指標(biāo),現(xiàn)有的沸石粉水泥膠砂28d抗壓強(qiáng)度比法、石灰吸收值法等都不同程度地存在方法繁瑣,或不能反映沸石粉在混凝土中的實(shí)際活性等問題。文獻(xiàn)提出礦物摻和料活性指數(shù)法可以鑒別各種礦物摻和料,該法有望用來評定沸石粉的火山灰活性,但目前尚未見到具體文獻(xiàn)的驗(yàn)證。
高性能混凝土應(yīng)具有良好的工作性,即拌和物的流動性和黏聚性好,不離析,泌水率較小。裹漿量是衡量黏聚性的一個重要指標(biāo),研究表明,在水膠比相同的條件下,沸石粉混凝土的裹漿量比基準(zhǔn)混凝土提高約30%。由于沸石粉吸附拌和水,混凝土拌和物的坍落度比基準(zhǔn)混凝土有所降低,坍落度的經(jīng)時(shí)損失也較大。也有文獻(xiàn)指出,若以沸石粉等量取代(5~15)%的水泥,混凝土拌和物的黏聚性稍有增加,而對工作性則沒有影響。
若要保持較好的和易性,采用沸石粉與高效減水劑雙摻的方法可以對坍落度進(jìn)行調(diào)整。由于高效減水劑的解絮作用,在水膠比較低的情況下,坍落度損失得到有效控制,仍可配制出70MPa的高強(qiáng)性能混凝土。磨細(xì)沸石粉和粉煤灰復(fù)合雙摻也是改善混凝土和易性,提高混凝土強(qiáng)度的有效措施。粉煤灰的玻璃微珠可起到潤滑作用而增大混凝土的流動性,但單摻粉煤灰的混凝土的早期強(qiáng)度較低。而雙摻沸石粉和粉煤灰有利于發(fā)揮礦物摻和料的復(fù)合化超疊加效應(yīng),使得二者的作用相互補(bǔ)充,可以配制出高流動性、高強(qiáng)以及較好經(jīng)濟(jì)性的高性能混凝土。
強(qiáng)度
高性能混凝土應(yīng)具有高的強(qiáng)度,以滿足高層、輕質(zhì)和大跨結(jié)構(gòu)對材料的要求。混凝土的強(qiáng)度由漿體、骨料和漿體/骨料界面區(qū)的強(qiáng)度所決定,而漿體/骨料界面區(qū)的結(jié)合強(qiáng)度往往成為混凝土強(qiáng)度的控制因素。利用礦物摻和料的密實(shí)填充效應(yīng)和火山灰效應(yīng),使膠凝材料體系均勻密實(shí),漿體的孔隙率降低,界面區(qū)的CH晶相含量減少,從而可以提高混凝土的后期強(qiáng)度。文獻(xiàn)采用普通硅酸鹽水泥,摻加(10~20)%沸石粉等量取代水泥,得出的混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為,沸石粉高性能混凝土的早期強(qiáng)度均比基準(zhǔn)混凝土低,且沸石粉取代水泥率越大,強(qiáng)度降低的幅度也越大。而到28d齡期時(shí),沸石粉摻量在(10~20)%的高性能混凝土強(qiáng)度都比基準(zhǔn)混凝土高,且沸石粉摻量10%時(shí)沸石粉的強(qiáng)度效應(yīng)發(fā)揮得最好。
沸石粉混凝土的早期強(qiáng)度較低,原因是摻沸石粉取代水泥則膠凝材料體系中活性較高的熟料礦物C3S和C3A含量相對降低,故早期強(qiáng)度略低。而在水泥水化后期,沸石粉中活性的SiO2和Al2O3在高堿性水泥膠凝體系中被激發(fā),與水泥的水化產(chǎn)物CH發(fā)生火山灰反應(yīng),提高了水泥的水化程度,降低了液相中的CH濃度,生成對強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大的CSH和CAH凝膠,減少了混凝土的孔隙率。而且,由于沸石粉內(nèi)在的格架狀結(jié)構(gòu),內(nèi)部孔隙具有巨大的內(nèi)表面能,沸石粉的親水性較強(qiáng),在漿體中起到蓄水作用。沸石粉內(nèi)部的孔吸收拌和水,克服了混凝土經(jīng)時(shí)泌水性,而使混凝土黏性增加,沸石粉吸水后體系膨脹,骨料裹漿量提高,改善了骨料2漿體的界面。在水泥持續(xù)水化過程中需要用水,這時(shí)被沸石粉吸附的水又能逐漸釋放出來,對水泥的水化起到自養(yǎng)護(hù)作用。另一方面,漿體內(nèi)部產(chǎn)生自真空作用使?jié){體和骨料產(chǎn)生緊密的包裹,最終凝結(jié)成一個致密的整體,從而使混凝土的后期抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度有較大增長,耐久性得到很大改善。
性質(zhì)
混凝土中的某些骨料與水泥中的堿在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),引起混凝土漲裂、開裂,甚至剝落等破壞,這種反應(yīng)稱為堿骨料反應(yīng)。堿骨料反應(yīng)造成混凝土的強(qiáng)度大大降低,引發(fā)的裂縫也加速了環(huán)境中侵蝕性介質(zhì)的破壞作用。預(yù)防堿骨料反應(yīng)一般要求采用非活性骨料,控制水泥和外加劑中的堿含量,但因受到材料供應(yīng)地的限制而往往難以做到,在混凝土中摻入礦物摻和料是抑制堿骨料反應(yīng)的有效措施,研究證明,用天然沸石粉等量取代30%的水泥,即使摻活性骨料配制混凝土,也不會發(fā)生堿骨料反應(yīng)。
從理論上分析,混凝土的堿骨料反應(yīng)如堿硅反應(yīng)是在混凝土液相中的堿離子與活性骨料之間進(jìn)行的,這種反應(yīng)在顆粒表面進(jìn)行,引起局部能量集中,膨脹力過大引起局部混凝土破壞和開裂。而沸石粉中的活性SiO2微粒均勻分散到混凝土的各個部位,將局部反應(yīng)分解成無限多的活性中心,每個中心都參與反應(yīng)而消耗混凝土液相中的堿,化解了能量的積聚,有效抑制了堿骨料反應(yīng)。
另外,對堿骨料反應(yīng)的抑制也可能歸因于沸石粉的離子交換性。溶液中的強(qiáng)堿性離子如K+、Na+很容易進(jìn)入沸石粉骨架,與Ca2+離子進(jìn)行離子交換。因此,天然沸石能夠有效降低混凝土中飽和CH堿溶液的pH值,且隨著沸石細(xì)度的增加和齡期延長,pH值有下降的趨勢。同時(shí),K+和Na+等離子參與二次水化反應(yīng),生成溶解度相對很低的物相-堿性RCSH凝膠。
摻沸石粉的高性能混凝土拌和物的黏聚性好,無離析和泌水現(xiàn)象。因此,硬化水泥漿的孔隙率低,結(jié)構(gòu)均勻密實(shí),大大降低了CO2在混凝土中的擴(kuò)散系數(shù),這對降低混凝土的碳化速度是有利的。同時(shí),由于沸石的火山灰反應(yīng)會降低孔溶液中的堿儲備量,可能誘發(fā)鋼筋的銹蝕,配制高性能混凝土?xí)r以沸石粉取代水泥的量一般不超過15%。沸石粉對混凝土孔結(jié)構(gòu)和孔分布的改善是主要方面,只要不具備鋼筋發(fā)生電化學(xué)銹蝕必需的H2O和O2的條件,摻沸石粉對混凝土的抗鋼筋銹蝕性能并無不利影響,這已被有關(guān)的沸石粉混凝土鋼筋銹蝕試驗(yàn)所驗(yàn)證。
在2令草魚飼料中添加5.0%(150目)斜發(fā)沸石粉,可使草魚成活率提高14.0%,相對生長率提高10.8%,飼料系數(shù)降低0.28,草魚腸道蛋白酶活性提高27.0%,而肝胰臟蛋白酶酶活性不受影響。對血液中尿素氮(BUN)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GBT)、肌酐(CR)、膽固醇(CH)和總?cè)?a href="/baike/list_4717.html">甘油脂(TG)等生化指標(biāo)及草魚骨肉品質(zhì)無不良影響(陳建明1992年)。
試驗(yàn)在草魚魚種和成魚飼料中添加5.0%沸石粉或添加2.5%沸石粉+2.5%過磷酸鈣(化肥)。結(jié)果添加5.0%沸石粉組,草魚的生長、肥滿度、背肌成份、血紅蛋白以及飼料消化率等項(xiàng)指標(biāo)均比末添加沸石粉的對照組和添加沸石和過磷酸鈣各2.5%組更好。添加沸石粉組具有明顯的促生長作用,還改變了草魚體形而成優(yōu)質(zhì)鯇。試驗(yàn)還指出添加沸石粉的量,對血紅蛋白(HB)尿素氮(BUN)等血液指標(biāo)有影響,對血糖(BG)、紅細(xì)胞比積(%)、血鈣(Ca2-)總膽固醇(TC)及甘油三酸脂(TG)等指標(biāo)影響不顯著。(陸清爾1992年)
試驗(yàn)分別在水族箱和池塘中進(jìn)行,水族箱規(guī)格90×45×60厘米,共六個,試驗(yàn)鯉魚規(guī)格為11~16克,每箱投放魚種230克;試驗(yàn)用斜發(fā)沸石(180目)以2%代替對照組飼料中的無機(jī)鹽,其它條件均與對照組相同。投餌率為7%,日喂四次。試驗(yàn)池面積7.37畝,水深1米,畝放魚種6500尾。飼料與水族箱相同。試驗(yàn)水族箱為40天、池塘為50天。試驗(yàn)組平均增重比對照組高10.52%,飼料系數(shù)比對照組低38.26%。(陳多序1991年)
改良劑
每畝水深1米使用沸石粉(200目)50kg,可去除水中氨氮95%,凈化水質(zhì),緩解轉(zhuǎn)水現(xiàn)象(李松勛1993年)。當(dāng)蝦池中氨氮總量超過允許含量一倍時(shí),即達(dá)到1.2mg/L,使用沸石16mg/L處理后,可使池水氨氮含量降至安全濃度。(孫國平(1997年),用沸石作水質(zhì)改良劑時(shí),一般海水用量為80ppm,淡水用量為15ppm。(胡文平1998年)
載體
沸石具備作添加劑預(yù)混物的載體和稀釋劑的各種基本條件,沸石呈中性pH在7~7.5之間,其含水時(shí)僅3.4~3.9%,且不易受潮與含有結(jié)晶水的無機(jī)鹽微量成份混和能吸附其中的水分,增強(qiáng)飼料的流動性。沸石表面粗糙和具有的多孔結(jié)構(gòu),使其具有較強(qiáng)的攜載能力,不但能使物料均勻地吸附在表面,而且能吸附到孔穴和通道內(nèi),提高了物料的可利用性也大大改善混合的均勻性。同時(shí)能適當(dāng)延長微量成份的釋放時(shí)間更有利于動物吸收。另外,沸石可以按要求加工,一般可在30目到200目之間任意選擇。這為不同物料選擇載體和稀釋劑的規(guī)格提供了極大的方便。沸石耐酸,容重為1.2~1.4kg/升,不含油脂和粗纖維又無靜電現(xiàn)象,這些特性都符合載體和稀釋劑應(yīng)具備的條件。因此應(yīng)進(jìn)一步研究開發(fā)利用。
礦渣細(xì)粉選粉機(jī) 細(xì)選粉機(jī)
- 產(chǎn)品規(guī)格:
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- 經(jīng)營模式:
- 生產(chǎn)型
- 執(zhí)照認(rèn)證:
- 已認(rèn)證
- 最近更新:
- 2025/4/24 9:48:06
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鹽城騰飛環(huán)?萍加邢薰
保定沸石濾料價(jià)格_邢臺沸石濾料價(jià)格
- 產(chǎn)品規(guī)格:
- 1-2
- 產(chǎn)品數(shù)量:
- 6000
- 經(jīng)營模式:
- 生產(chǎn)型
- 執(zhí)照認(rèn)證:
- 未認(rèn)證
- 最近更新:
- 2020/6/2 11:53:59
- 經(jīng)營品牌:
- 瑞林牌
沸石為什么可以作飼料?沸石是一種含有多種金屬離子的硅酸 鹽 礦物,由于沸石加熱至熔融時(shí)伴有沸騰現(xiàn)象,故稱沸石。沸石是1756年由瑞典礦物學(xué)家首次在玄武巖中發(fā)現(xiàn)的,F(xiàn)已知自然界中沸石礦有40余種,在¥550元/噸所在地:河南鄭州
河南瑞林凈水材料有限公司
嘉德供應(yīng) 煅燒沸石粉 斜發(fā)沸石粉 活化沸石粉 高吸氨值沸石粉
- 產(chǎn)品規(guī)格:
- 325目
- 產(chǎn)品數(shù)量:
- 100噸
- 經(jīng)營模式:
- 生產(chǎn)型
- 執(zhí)照認(rèn)證:
- 未認(rèn)證
- 最近更新:
- 2021/12/6 17:21:52
- 經(jīng)營品牌:
沸石經(jīng)過煅燒改性后,其顯著特點(diǎn)是孔隙度高、比表面積大,離子交換性,吸附性,催化性,耐酸 性,耐熱性,耐輻射性等性能優(yōu)異,因此被廣泛用于石油化工、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)牧業(yè)、建材工業(yè)¥1800元/噸所在地:河北石家莊
靈壽縣嘉德礦產(chǎn)加工廠