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錳渣是由高錳鐵和錳合金經(jīng)加工生產(chǎn)中所產(chǎn)生的工業(yè)渣料，其成分是以硅酸鹽為主要的熔融物，冷卻后呈顆粒狀?；瘜W(xué)成分有SiO2、CaO、Al2O3、MgO、MnO等元索。目前，在我國利用錳渣來進(jìn)行混合材料制成技術(shù)仍處于科研發(fā)展階段，對于生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題也不能得以很好的解決，例如生產(chǎn)出的大量錳渣只能集中堆放，使錳渣占地面積變大，生產(chǎn)空間縮小，因此無形中增加了生產(chǎn)成本。由于過于集中存放，錳渣中含有的Mn、Cr等元素會受到雨水或潮濕的影響，很容易產(chǎn)生流失，從而對水資源造成污染?，F(xiàn)階段對錳渣的處理和利用范圍局限，且技術(shù)較為落后，達(dá)不到理想的生產(chǎn)處理效果。

沸石是一種天然硅鋁酸鹽礦石，經(jīng)過高溫灼燒后會產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象。后來，沸石被應(yīng)用為水泥混合材料，其活性強、需水量大，因而在很大程度上阻礙了應(yīng)用和發(fā)展。沸石中含有大量的Al3+離子，將沸石與錳渣進(jìn)行混合時，這些Al3+離子會吸附在錳渣顆粒的表面，從而促使錳渣與混合漿體的化學(xué)反應(yīng)，并加速水化過程以及錳渣的火山灰反應(yīng)速率。由于沸石的結(jié)構(gòu)呈松散狀，經(jīng)過內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重新組合，可使Al3+改變原有的反應(yīng)狀態(tài)，與錳渣和水泥漿體中的鋁酸鹽反應(yīng)后成鈣礬石，降低其中濃度含量，激發(fā)火山灰活性，并且強化膠砂體強度。

物理激發(fā)

物理激發(fā)是指錳渣在初始狀態(tài)下受到來自外界的物理作用力，從而發(fā)生形態(tài)的改變。當(dāng)錳渣在經(jīng)過機械加工粉碎后，形成尺寸較小的顆粒結(jié)晶，這種小顆粒會造成錳渣顆粒晶格缺陷、畸形甚至?xí)兂蔁o定型物質(zhì)。這種物理激發(fā)課改變錳渣的基本性質(zhì)，并且提高化學(xué)活性，降低反應(yīng)條件或是會促發(fā)全新的化學(xué)反應(yīng)。物理激發(fā)會對錳渣產(chǎn)生如下作用：

①物理效應(yīng)：由大顆粒轉(zhuǎn)化為小顆粒，顆粒結(jié)晶被細(xì)化，產(chǎn)生細(xì)微裂紋，密度發(fā)生變化；

②結(jié)晶物質(zhì)：造成晶格的缺陷和畸形，生成無定型物質(zhì)，性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變；

③化學(xué)變化：其中含有大量的潔凈水或OH羥基脫水，改變錳渣內(nèi)部體系的活化能，從而產(chǎn)生新化合物結(jié)晶，化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，從而使物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化。

鑒于此，我們通過實驗，將廢棄錳渣通過磨機將其磨細(xì)到一定的程度，激發(fā)其潛在活性。處理過程簡要為烘干、粉焰（粉磨同時加入沸石），所得的微粉按標(biāo)準(zhǔn)試驗，各項性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)，能滿足水泥混合材的技術(shù)要求。

1、錳渣對水泥混合材工作性能的影響 

研究表明，隨著錳渣摻量的增加，水泥的坍落度變大，摻量為15%、30%時水泥坍落度增長較緩慢，當(dāng)摻量大于30%時坍落度增長速率加大，這主要由于隨著錳渣摻量增加，水泥用量減少，早期水化反應(yīng)較慢，黏結(jié)性能較弱。同時，隨著錳渣摻量的增加，沁水率略有變大。經(jīng)正交試驗得出：用水量和錳渣比表面積是影響水泥混合材坍落度的主要因素，其中用水量的影響大，其次是錳渣的比表面積，再次是錳渣的摻量。

2、錳渣對水泥水化過程的影響

摻入錳渣后水泥的水化過程與硅酸鹽水泥的水化過程相似，其主要區(qū)別在于水泥中的錳渣的水化過程和水化產(chǎn)物。通過XRD與SEM觀察分析得出：摻有20%錳渣的水泥在水化早期，主要是以熟料的水化為主，生成了鈣礬石和少量顆粒狀C-S-H凝膠，同時水化產(chǎn)物和未水化顆粒相互穿插存在；在水化3d后，摻入的錳渣開始發(fā)生水化作用，生成了較多的鈣礬石、C-S-H凝膠，產(chǎn)生的沸石類礦物以及水化硅酸鈣填充在錳渣廢棄物顆粒之間，填充了孔隙；水化到7d，水化產(chǎn)物除了C-S-H凝膠和鋁酸鈣，還生成了大量的板狀自形的片沸石類礦物、桿狀或柱狀的鈣沸石類礦物、立方體形的桿沸石類礦物以及無定形凝膠狀的、化學(xué)組成上近似于片沸石的沸石類礦物。

3、錳渣對水泥混合材力學(xué)性能的影響

大量研究表明：錳渣的摻量對水泥混合材各個齡期的強度影響很大。早期強度隨摻量的增加迅速下降，中期強度下降速度減慢，后期在摻量為30%時強度保持不變，50%后下降明顯。由于錳渣的水化速度小于水泥，水泥混合材的早期強度幾乎都由水泥水化提供，隨著水泥水化時析出Ca (OH)2，錳渣處于這種堿性介質(zhì)中，其中的硅鋁玻璃體中的部分Si-O、Al-O鍵在**性較強的OH-、Ca2+發(fā)生反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，從而產(chǎn)生強度，這使得摻有錳渣的水泥混合材的中期強度下降變緩，后期強度能保持不變。

4、錳渣對水泥混合材收縮性能的影響

研究表明：錳渣水泥混合材干縮值與齡期有關(guān)，隨著齡期的增長其干縮值逐級變大，其中早期的干縮值增長率較大，后期的干縮值增長率較小。因此需要加強錳渣水泥混合材早期的養(yǎng)護(hù)。研究結(jié)果表明：錳渣水泥混合材的干縮值與錳渣的摻量和水灰比有關(guān)。摻入30%的錳渣，砂漿的49d干縮值與未摻入錳渣砂漿相比，隨著水灰比的遞增，分別下降7.5%、變大20%、19%、14%，干縮的程度變化不大。

5、錳渣對水泥混合材耐久性的影響

 研究表明，當(dāng)摻入適量的錳渣時，水泥混合材的抗?jié)B等級有一定的提高。研究表明，渣礦摻量在0?15%范圍內(nèi)不影響錳渣水泥混合材抗凍性，當(dāng)錳渣礦摻量大于15%時，錳渣水泥混合材抗凍性隨著錳渣摻量的增加而變?nèi)?。隨著錳渣摻量的增加，水泥混合材的耐磨性降低。為了提高錳渣水泥混合材的耐磨性，提高錳渣礦物中活性礦渣參與水化反應(yīng)的速度和減少錳渣中惰性礦渣的含量。

小  結(jié)

綜上所述，錳渣與沸石作為水泥混合材的主要混合反應(yīng)物質(zhì)，通過高細(xì)粉磨和添加硫酸鈉作為發(fā)生反應(yīng)的催化劑，從而激發(fā)錳渣與廢紙的火山灰活性。經(jīng)過專業(yè)的實踐研究證實，來檢測錳渣會水泥混合材性能的影響，從而提高水泥混合材在建筑工程建設(shè)的總體性能。