鹼激發劑

鹼激發劑是鹼激髮膠凝材料的專業術語，在化學中叫做催化劑。一般是指苛性鹼、含鹼性元素的矽酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽等物質。

基本介紹

• 中文名：鹼激發劑
• 英文名：Alkali activator

催化原理

鹼激髮膠凝材料就是利用鹼激發劑的催化原理，鹼激發劑對礦渣的水化起催化作用，使礦渣的水化反應速度加快，但是隨著時間推移水化反應速度很快減慢或基本終止。減慢的原因，一是鹼激發劑（催化劑）參與反應生成新的礦物，造成激發劑（催化劑）永久性中毒，活性離子大量的減少。二是新生成的礦物附著在表面，堵塞了活性離子反應的通路，使反應速度很快減慢或反應無法進行。具體的講，一是礦渣與激發劑反應將生成低鈣矽酸鹽、鋁酸鹽、矽鋁酸鹽凝膠，矽鋁酸鹽將消耗一定量的活性離子（造成激發劑永久性中毒），使活性離子大量的減少。二是矽鋁酸鹽、矽酸鹽、鋁酸鹽凝膠等礦物，附著在細小的礦渣顆粒表面（造成結焦和堵塞中毒），活性離子很難穿透矽鋁酸鹽、鋁酸鹽、矽酸鹽凝膠等礦物，使活性離子失去激發作用，造成鹼激髮膠凝材料的反應率很低。如在水熱蒸壓養護條件下，鹼激髮膠凝材料的反應率有很大提高。另外，鹼激髮膠凝材料的質量均衡性差。在鹼激髮膠凝材料中，礦渣是其它工業的副產品，不同廠家或同一廠家的不同時間，礦渣的化學成分及含量變化都很大。因此，以礦渣為主要原料的鹼激髮膠凝材料其質量的均衡性很難控制。上述三點是鹼激髮膠凝材料或凝石的致命缺陷。

研究情況

無論是火山灰性材料還是潛在水硬性材料，在常溫下與水幾乎沒有反應，但存在激發劑的條件下，具有膠凝性質。激發的方式主要有鹼激發，硫酸鹽激發、磷酸鹽激發。
前蘇聯大約在上世紀50年代就進行了礦渣的鹼激發研究，國際上類似研究也很多，關於鹼激髮膠凝材料的研究及利用有專著介紹（加拿大CJS公司的Dr. SHi Caijun編寫）。就鹼激髮膠凝材料，有很多名稱，如鹼－礦渣水泥、地聚合物、土聚水泥等。
就我國而言，重慶建築大學的蒲心誠教授長期從事鹼－礦渣水泥的研究，南京水利科學研究院，華南理工大學，南京工業大學等高校和科研機構均開展過這方面的工作。2004年全國第一屆鹼激髮膠凝材料學術會議在南京召開，由南京工業大學主辦。

存在缺點

工業廢渣採用各種激發方式激發它們的活性，確實能夠達到很高強度，但有以下缺陷：a.體積穩定性差，收縮大；b.如果採用鹼激發，具有高鹼－集料反應風險；c.硬化速度快，套用水泥術語即凝結時間難以控制；d.使用過程中析鹼、泛鹼。e.成本高，主要成本高在激發劑。