长石在压蒸条件下的碱溶出

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1、第22卷第6期南京化工大学学报Vol.22No.62000年11月JOURNALOFNANJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGYNov.2000＊长石在压蒸条件下的碱溶出1沈洋卢都友肖建光(南京化工大学材料科学与工程学院,南京,210009)摘要:测试了压蒸条件下两种天然长石在水及饱和Ca(OH)2溶液中碱溶出情况。结果表明:长石在水中碱溶出量比较少,溶出的碱主要是钠碱。长石在饱和Ca(OH)2溶液中碱溶出量比较多,溶出的碱包括钠碱和钾碱。集料碱溶出对混凝土碱含量影响比较小。关键词:长石碱溶出压蒸碱-集料反应中图

2、分类号:TQ172.46文献标识码:A文章编号:1007-7537(2000)06-0065-04花岗岩石的的矿物组成比较复杂,含石英、长含少量斜长石(w<10%)和石英(w<10%),化学[1]石、云母、闪石、辉石等多种矿物,其中,石英和长组成列于表1。产地:湖北省蕲春市长石矿。石为主要矿物,它们的质量含量占总量的65%～B长石D,主要的矿物组成为透长石(w>95%);95%;花岗岩石的结构也随各地地质条件而千变万化学组成列于表1。产地:辽宁省海城市长石矿。化。长期来,如何判断花岗岩石集料潜在碱活性高表1长石的化合物质量组成/%低一直是困扰

3、学术界的难题。近年来,由于三峡工Table1Chemicalcompositionsoffeldspar/%[2]w(SiO2)w(Al2O3)w(K2O)w(Na2O)w(Total)程水泥混凝土大坝使用了大量花岗岩石集料,花长石H72.1214.976.403.4496.93岗岩石集料的潜在碱活性问题再度引起了广泛的长石D64.2218.9312.762.7198.62关注。关于花岗岩石集料潜在碱活性的争议集中在C分析纯Ca(OH)2,Na2O和K2O。[3]两个问题上,一是岩石中石英矿物组份可能具有D去离子水。碱硅酸反应活性;二是岩石中

4、长石矿物组份含碱E6410型火焰光度计,上海分析仪器厂。(Na2O,K2O),如这些碱从矿物中溶解出来,将会F小型压蒸罐等试验仪器。提高混凝土碱含量,增大混凝土材料发生碱-集料1.2实验方法反应破坏的可能性。本文仅研究长石岩石碱溶出参照《砂、石碱活性快速试验方法(CECS48:情况。长石矿物种类很多,其中碱含量高的矿物称93.1993)》[5]的试验条件,碱溶出试验在150℃压[4]为透长石,碱含量低的矿物称为斜长石。本文选蒸条件下进行;长石试样的颗粒大小为:0.15～择两种典型的天然长石(正长岩矿石),结合集料碱0.80mm。碱溶出环境溶液

5、分别为去离子水及饱和活性试验方法的试验条件,测试长石碱溶出情况。Ca(OH)2溶液。实验步骤:准确称取1g长石试样,量取20mL1实验部分水或饱和Ca(OH)2溶液;将物料放入不锈钢容器内,再将容器放入压蒸罐,密封好。将压蒸罐放入1.1实验原料与仪器烘箱,升温至150°C,保温2～24h,然后迅速降温,A长石H,主要的矿物组成为透长石(w>80%),取出5mL溶液进行碱浓度测试。＊基金项目:混凝土材料研究国家重点实验室开放基金资助1南京化工大学98届毕业生收稿日期:2000-02-17作者简介:沈洋(1962年生),男,江苏泰兴人,博士,副教

6、授,主要从事混凝土材料耐久性的研究。66南京化工大学学报第22卷用原子吸收光谱法测试溶液中Na2O和K2O为便于讨论碱溶出规律,将图1、2中碱浓度数浓度。溶液浓度的有效测试范围为:0～200mg/L。据换算成单位质量长石碱溶出量,同时按等当量关系,将钾碱量换算成等当量钠碱。结果示于图3。2结果与讨论长石的碱溶出量随压蒸时间延长明显增加。对碱溶出量数据作线性拟合,结果如下:2.1长石在水中压蒸的碱溶出长石H:W=0.0011t+0.00772长石D经150℃压蒸后,部分碱溶出进入水溶R=0.9728长石D:W=0.0021t+0.0045液,溶

7、液碱质量浓度随压蒸时间的变化情况示于图21。溶液中钾碱质量浓度很低;随压蒸时间延长,钾R=0.9659碱质量浓度变化不大。但溶液中钠碱质量浓度比式中:W:碱溶出量,g/g。较高,并且随压蒸时间延长迅速升高。长石H经t:压蒸时间,h。150℃压蒸后,溶液碱质量浓度随压蒸时间的变化由此可见,在本文的试验条件和试验时间内,情况示于图2,溶液中钾碱和钠碱质量浓度的变化长石碱溶出量与压蒸时间近似呈线性关系。趋势与长石H的情况相似。图3长石压蒸水溶液碱溶出(150℃)Fig.3Alkalisolubleoffeldsparsinautoclavewate

8、rof(150℃)图1长石D压蒸水溶液碱质量浓度(150℃)Fig.1AlkaliconcentrationinautoclavewateroffeldsparD(