一种工业固废火山灰活性强度指数快速测定方法

本发明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。

背景技术：

1、探索工业固废高效资源化利用成为迫切需求。

2、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/t2847-2005)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

1、为了解决背景技术中存在的问题，本发明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。本发明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。

2、本发明技术方案如下，包括以下步骤：

3、步骤s1：材料的性能检测

4、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；

5、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：

6、ω＝非晶相含量×硅铝总含量(公式1)

7、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：

8、sai＝2.614ω-0.028ω2+16.418，r2＝0.98          (公式2)

9、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。

10、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：

11、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；

12、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。

13、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。

14、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。

15、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％。

16、所述步骤s1中工业固废的颗粒尺寸小于0.075mm。

17、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。

18、本发明的有益效果为：

19、1、本发明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。

20、2、本发明方法简单易行，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。

技术特征：

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：

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测定方法，其特征在于：所述步骤s1中的硅铝总含量为工业固废中al2o3的含量以及sio2含量的总和。

3.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测定方法，其特征在于：所述步骤s1中的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。

4.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测定方法，其特征在于：所述的步骤s2中工业固废的非晶态硅铝含量ω范围为3.81％-50.79％。

5.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测定方法，其特征在于：所述的步骤s1中工业固废的颗粒尺寸小于0.075mm。

技术总结
本发明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Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、SiO<subgt;2</subgt;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。

技术研发人员：陈萍,陈佳庆,王寅,王子昂,詹良通
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15