高岭土基矿物聚合物材料的制备及抗压强度的影响因素

以高岭土、水玻璃和NaOH为原料,制备矿物聚合物材料,研究高岭土煅烧温度及掺量、水玻璃和NaOH的掺量、养护温度分别对矿物聚合物抗压强度的影响。结果表明,高岭土煅烧温度升高、掺量增大、水玻璃和NaOH的掺量的分别增大,矿物聚合物抗压强度均先增大后减小;提高养护温度,可以显著提高矿物聚合物的早期抗压强度,缩短养护时间;并讨论了各影响因素的作用机理。最后得出矿物聚合物的最佳合成条件为:高岭土在600℃煅烧4h,高岭土、水玻璃、NaOH的配比为7.5∶6∶1,在60℃下养护2h,抗压强度可达70MPa以上。     

粉煤灰基地质聚合物凝结时间的影响因素研究

以粉煤灰为原料,系统研究了水玻璃模数及掺量、水胶比、温度、外掺剂等参数对粉煤灰基地质聚合物凝结时间的影响。研究结果表明,随着温度升高,地质聚合物凝结时间显著降低; 在10 ℃条件下,地质聚合物凝结时间随着水玻璃掺量增加而增加,随水玻璃模数增加先增加后减小,水胶比对地质聚合物凝结时间影响较小,掺入Ca(OH)₂会促进地质聚合物的凝结。在粉煤灰掺量100%、水玻璃模数1.2、水玻璃掺量8%、水胶比0.35、养护温度10 ℃条件下,地质聚合物的初凝及终凝时间分别为65 min和114 min,在养护3 d和28 d后,地质聚合物的强度分别为23 MPa和51.7 MPa。     

矿渣和CaCl_2对偏高岭土地聚合物的力学性能影响

主要探究了矿渣和CaCl_2对偏高岭土地聚合物的力学性能的影响,实验中在偏高岭土地聚合物中掺入不同含量的矿渣和CaCl_2,在高温水浴养护条件下养护3d后测试抗压强度,实验结果证明,随着矿渣掺量的增多,可以明显地提高偏高岭土地聚合物的抗压强度,而随着CaCl_2掺量的增多,偏高岭土地聚合物的抗压强度呈下降趋势。     

养护方式对EMR-FA基地质聚合物抗压强度的影响

以电解锰渣(EMR)和粉煤灰(FA)为硅铝原料,在"氢氧化钠+水玻璃"激发剂作用下制备EMR-FA基地质聚合物。研究了高温养护(40、60、80、100℃)、湿法养护(25℃、湿度 90%)和高温蒸汽养护(40、60、80、100℃)3种不同养护方式对材料抗压强度的影响。研究结果表明,随着养护温度和时间的增加,试块28 d养护龄期的抗压强度也随之增加。当温度和时间升高至一定水平后,材料28 d龄期的抗压强度并不会有明显的提高。在80℃高温环境下养护12 h,试块28 d龄期时的抗压强度达到最大,为15.0 MPa。对比3种养护方式,高温养护方式效果最佳,高温蒸汽养护方式次之,湿法养护的效果明显低于其余两种。     

石墨对碳毡/地质聚合物复合材料摩擦性能影响

以地质聚合物为基体,水玻璃和氢氧化钠为碱激发剂,碳(纤维)毡为增强材料,石墨为摩擦性能调节剂制备了碳毡/地质聚合物复合摩擦材料。使用AG-10万能试验机、摩擦试验机、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等检测仪器对碳毡/地质聚合物复合摩擦材料的力学性能与摩擦性能进行研究。结果表明,当石墨掺量增加到9%时,复合材料抗压强度和弯曲强度分别为55.13 MPa和20.22 MPa;石墨的加入让复合摩擦材料的摩擦因数及磨损率均减小。复合摩擦材料在同一摩擦转速下摩擦因数随石墨含量的增大趋于减小。     

矿渣掺量对偏高岭土碱激发过程和产物性能的影响

为改善偏高岭土基地聚物的性能,在偏高跨土中加入不同掺量的矿渣(10%～50%),分析不同矿渣掺量对地聚物碱激发反应放热量、抗压强度和孔径结构的影响结果表明:偏高岭土中加入矿渣后,有利于碱激发反应的充分进行和地聚物抗压强度、致密度的提高随着矿渣掺量的增加,碱激发反应速率提高,总放热量增大,生成地聚物的抗压强度提高,地聚物孔隙率显著减小,且孔径分布逐渐向微孔方向移动.当矿渣掺量为50%时,80℃养护3d和7d抗压强分别达到73.4MPa和74.4MPa,3d龄期试块的孔隙率仅为446%,孔径尺寸小于20nm.     

高钙粉煤灰地质聚合物的制备及耐久性研究

以新疆某电厂高钙粉煤灰为原料,水玻璃为碱激发剂制备了高钙粉煤灰地质聚合物胶凝材料。研究了水玻璃掺量、水胶比、水玻璃模数等对高钙粉煤灰地质聚合物抗压强度的影响,并对制备的聚合物材料进行了耐久性研究。结果表明,以高钙粉煤灰为原料,水玻璃（模数为1.1）掺量为8%、水胶比0.37、标准养护条件下,制备的高钙粉煤灰地质聚合物3 d、7 d和28 d抗压强度值分别为23.0 MPa、33.3 MPa与51.7 MPa。对所制备的地质聚合物进行耐久性研究表明,高钙粉煤灰地质聚合物所有龄期抗压强度均优于42.5水泥胶砂的强度,同时120 d龄期时能够到达83.3 MPa的高强度。      

粉煤灰基地聚物混凝土抗压强度及吸水率研究

采用L_(16)(4~3)田口方法设计试验,研究了水泥掺量、NaOH溶液浓度、养护温度3个因素对高钙粉煤灰基地聚物混凝土抗压强度及吸水率的影响,并对试验中各因素水平的信噪比及均值进行了分析。结果表明,当水泥掺量为20%,NaOH溶液浓度为14 mol/L,养护温度为70℃时,地聚物混凝土的抗压强度为64.21 MPa,吸水率为3.03%,此时综合性能较优;方差分析结果表明,水泥掺量对地聚物混凝土抗压强度和吸水率的影响最大,其贡献率分别为45.48%和46.42%。     

外掺料对石膏基复合材料力学性能的影响

固体废弃物石膏的再利用和高强高性能石膏材料的开发一直是国内外学者研究的热点。以脱硫建筑石膏、水泥和矿渣为主要原料，掺加化学外加剂、化工废石膏和硫酸钙晶须，制备出石膏-水泥-矿渣复合材料。研究聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂、化工废石膏和硫酸钙晶须的掺量对该复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂在石膏基复合材料中的最佳掺量分别为1.0%和0.08%。当煅烧化工废石膏掺量为12%时，石膏基复合材料的7 d抗折和抗压强度分别为3.7 MPa和12.0 MPa，其中抗压强度比空白样还高了0.1 MPa。当硫酸钙晶须的掺量增加到3%时，掺有煅烧化工废石膏的石膏基复合材料的28 d抗折强度为8.2 MPa，28 d抗压强度为31.5 MPa，其值和未掺化工废石膏和硫酸钙晶须试样的力学性能相当。      

改性粉煤灰对镍渣基地聚合物力学性能的影响

在碱激发剂作用下制备镍渣基地聚合物,考察自制改性粉煤灰对地聚合物力学性能的影响,并结合XRD、IR和SEM等测试方法,对试块的微观结构和性能进行研究。结果表明：改性粉煤灰的掺入有利于镍渣基地聚合物力学性能的提高。当改性粉煤灰掺量为20%时效果最佳,50 ℃养护7 d时地聚合物的抗折强度和抗压强度分别比镍渣地聚合物提高了32.0%和20.2%。主要是改性粉煤灰颗粒表面含有的β-C₂S参与反应后产生更多的凝胶相,有利于改善地聚合物结构的致密性,增强与改性粉煤灰颗粒表面碱激发产物的胶结能力。同时,钙源的引入也有助于改性粉煤灰在碱溶液的溶解,提高体系反应速率。     

硫酸铵焙烧粉煤灰的熟料溶出动力学研究

以低活性钨尾矿为主要原料制备高活性的地聚合物反应前驱物,在直接加水条件下合成地聚合物试样。结果表明,助剂种类对加水一体化合成的地聚合物的抗压强度影响显著,地聚合物反应前驱物制备的最佳试验条件为:助剂种类为氢氧化钾,煅烧时间1 h,粉末硅酸钠掺量15%,在此条件下加水一体化合成的地聚合物7 d抗压强度达18.78 MPa。此外,研究认为高温湿气养护不利于该条件下所制成的地聚合物强度发展。     

加水一体化合成钨尾矿基地聚合物研究

以低活性钨尾矿为主要原料制备高活性的地聚合物反应前驱物,在直接加水条件下合成地聚合物试样。结果表明,助剂种类对加水一体化合成的地聚合物的抗压强度影响显著,地聚合物反应前驱物制备的最佳试验条件为:助剂种类为氢氧化钾,煅烧时间1 h,粉末硅酸钠掺量15%,在此条件下加水一体化合成的地聚合物7 d抗压强度达18.78 MPa。此外,研究认为高温湿气养护不利于该条件下所制成的地聚合物强度发展。     

改性粉煤灰对镍渣基地聚合物力学性能的影响

在碱激发剂作用下制备镍渣基地聚合物，考察自制改性粉煤灰对地聚合物力学性能的影响，并结合XRD、IR和SEM等测试方法，对试块的微观结构和性能进行研究。结果表明：改性粉煤灰的掺入有利于镍渣基地聚合物力学性能的提高。当改性粉煤灰掺量为20%时效果最佳，50 ℃养护7 d时地聚合物的抗折强度和抗压强度分别比镍渣地聚合物提高了32.0%和20.2%。主要是改性粉煤灰颗粒表面含有的β-C₂S参与反应后产生更多的凝胶相，有利于改善地聚合物结构的致密性，增强与改性粉煤灰颗粒表面碱激发产物的胶结能力。同时，钙源的引入也有助于改性粉煤灰在碱溶液的溶解，提高体系反应速率。     

RHA和PAN纤维对偏高岭土地聚合物性能的影响

以偏高岭土为主要原料,经碱激发作用后制备地聚合物,研究稻壳灰(RHA)和聚丙烯腈(PAN)纤维掺入对地聚合物力学性能的影响。结果表明:适量稻壳灰和PAN纤维的掺入,能有效提高偏高岭土地聚合物的力学性能。50 ℃养护14 d时,掺入20%稻壳灰偏高岭土地聚合物的抗压强度和抗折强度最高,分别较未掺稻壳灰试样提高了37.5%和30.6%。在此基础上,掺入1.5% PAN纤维地聚合物的抗折强度和抗冲击功最高,分别较未掺纤维试样提高了24.4%和43.5%。稻壳灰具有细化地聚合物孔隙的作用,有利于结构密实;PAN纤维穿插于地聚合物基体中,具有增韧改性的效果。     

掺铁尾矿粉碱矿渣混凝土力学性能及透水性能研究

为揭示水玻璃模数、粉煤灰掺量、水灰比和养护条件与碱矿渣混凝土力学性能及透水性能的关联规律,研究采用铁尾矿微粉、水泥、矿渣和粉煤灰为原料制备胶凝材料,以不同模数水玻璃作为碱激发剂制备碱矿渣混凝土.试验结果表明:水玻璃模数从１．０增加至１．５的过程中,碱矿渣混凝土力学性能呈先上升后降低的趋势,透水系数波动幅度较小,表现为先缓慢降低后轻微上升的趋势,水玻璃模数为１．２是其性能变化的拐点;粉煤灰掺量与碱矿渣混凝土力学性能整体呈负相关;随着水灰比的不断增大,碱矿渣混凝土力学性能先增大后减小,透水系数呈线性下降趋势;养护温度和养护湿度是决定碱矿渣混凝土力学性能发展的关键因素,不同养护条件下碱矿渣混凝土３d和７d抗压强度排序为蒸汽养护ZC＞蒸养后潮湿养护 HC＞套袋密封养护 MC＞标准养护SC＞恒温水中养护 WC＞室内养护 NC,２８d抗压强度排序     

用细粒低硅铁尾矿制备三免砖

利用某种工业粉状废物制备廉价的无水泥固化剂,并以武钢矿业公司金山店铁矿细粒低硅铁尾矿为主要原料,研制MU25级的免烧、免蒸、免水泥建材砖(简称三免砖),考察了固化剂的掺量及其机械活化方式、试件的成型压力、化学外加剂种类及掺量、初期养护制度等工艺条件对制品抗压强度和耐水性的影响。试验结果表明:在成型压力为50 MPa条件下,混磨的固化剂掺量为25%,铁尾矿掺量为75%,有机早强剂A、防水剂B与固化剂掺量之比分别为0.02%、0.3%,初期养护温度为50℃、养护时间为36 h时,所制备的三免砖28 d的抗压强度和饱和抗压强度分别达到27.2 MPa和24.3 MPa,各项性能指标均能满足《JC/T422—2007非烧结垃圾尾矿砖》的要求。该研究为尾矿的大规模利用提供了一项投资小、效益高的技术。     

室温条件制备矿渣——粉煤灰基地聚合物的试验和反应机理研究

地聚合物是一种新型的无机聚合物胶凝材料。为了便于现场浇筑以及固体废物资源化利用,对室温条件下用矿渣和粉煤灰来制备地聚合物胶凝材料进行了研究。矿渣和粉煤灰以2∶1混合后作为硅铝质原料,通过复合碱激发剂来激活,采用不同制备工艺、室温养护来制备地聚合物胶凝材料。探索了不同制备工艺、复合碱激发剂掺量对地聚合物抗压强度的影响,并对地聚合物物相组成、微观形貌和红外吸收性质进行了分析。结果表明:在地聚合物制备过程中,将硅铝质原料与氢氧化钠进行混磨,有利于硅铝质原料的激活;复合碱激发剂的最佳掺量为16%时,3 d龄期试样的抗压强度可达到16.1 MPa,28 d龄期达到33.6 MPa。最终试样结构类似于混凝土,由地聚合物凝胶和未反应硅铝质原料为骨料组成,生成的地聚合物凝胶将未反应的硅铝质原料颗粒黏结为一整体,其结构越致密抗压强度越高。     

利用造纸白泥及锂盐尾渣制备轻质保温墙体材料

本实验将未经预处理含水40％左右的造纸白泥,通过复配适量的分散剂、促凝早强剂及表面活性剂等外加剂后,经80℃、12h蒸汽养护,制备了不同容重的“造纸白泥-锂渣-水泥复合发泡保温墙体材料”及对应的基体,并测试了其力学性能与热工性能.结果表明:白泥掺量达50％的复合基体,3d抗压强度可达24.1 MPa,测试结果重现性好;残碱固化效果较佳,加速测试结果未有泛霜.同容重条件下,造纸白泥和锂渣的掺入没有显著改变该体系的力学性能与保温性能,掺20％锂渣样品的28d抗压强度高于对比样;容重为600 kg/m3时,二者各掺30％样品的导热系数低至0.08 W/(m· K).     

掺钙铬酸镧-氧化物复合材料的导电性能研究

基于通用有效介质方程,建立掺钙铬酸镧-氧化物复合材料的电导率模型,研究服役温度、掺钙量、环境气氛和氧化物类型对电导率的影响。结果表明,掺钙LaCrO3-ZrO₂中ZrO₂的临界体积分数为10%,临界指数为1.71; 掺钙LaCrO₃-Al₂O₃中Al₂O₃的临界体积分数为15%,临界指数为1.74。当氧化物体积分数小于临界体积分数时,复合材料电导率随温度升高而逐渐减小; 当氧化物体积分数远大于临界体积分数时,复合材料电导率随温度升高而急剧增大。复合材料电导率随掺钙量增加而逐渐提高,较低温度下氢气气氛中复合材料电导率明显低于在空气气氛中的电导率。掺钙铬酸镧中分别添加ZrO₂和Al₂O₃对导电性能的影响相差不大。     

利用冶炼渣制备地聚合物胶凝材料的正交试验研究

以铅锌冶炼渣为硅铝原料,脱硫石膏和水玻璃为激发剂制备了地聚合物胶凝材料。正交试验研究了冶炼渣预粉磨时间、冶炼渣与激发剂混磨时间、脱硫石膏掺量和水玻璃掺量4个因素对地聚合物抗压强度的影响。结果表明:当冶炼渣预粉磨60min、冶炼渣与激发剂混磨70min、脱硫石膏掺量为4wt%、水玻璃掺量为9wt%时,所制的地聚合物3d、7d和28d龄期的抗压强度均较高,分别达到26.03MPa、31.22MPa、36.48MPa。XRD和SEM分析表明:地聚合物的微观结构致密性较好,非晶态凝胶体将未反应完的冶炼渣颗粒紧紧胶结在一起,并有针状钙矾石穿插其中,从而有助于抗压强度的提高。