钙基地聚合物抗压强度预测与优化分析

以偏高岭土、高炉矿渣、水泥制备钙基地聚合物，基于响应面法分析了水泥掺量、碱掺量、水玻璃模数对钙基地聚合物抗压强度的影响规律。试验结果表明，利用响应面分析法可以确定多种因素作用下钙基地聚合物抗压强度最优值，进而可以据此对其抗压强度进行预测与优化分析。     

钢渣-偏高岭土地聚合物的凝结硬化和粘结性能

研究了钢渣-偏高岭土体系地聚合物的凝结硬化和粘结性能,试验结果表明:钢渣-偏高岭土体系地聚合物的凝结硬化与水玻璃的模数、总含固量及液固比、养护制度等因素有内在联系。当水玻璃的模数为1—1.43,总含固量为41%—44%,液固比为0.65时,钢渣-偏高岭土体系地聚合物标养1 d的抗压强度可达35 MPa以上,60℃蒸养1 d或标养28 d时的抗压强度可达70 MPa以上,粘结强度达2.5 MPa以上,初凝时间在1.5 h内,终凝时间在2.5 h内。     

增强型地质聚合物的制备

为了改善地质聚合物的力学性能,采用偏高岭土为原料,液体水玻璃和氢氧化钠作为碱激发剂,三聚磷酸铝为促进剂,制备了增强型地质聚合物. 对增强型地质聚合物进行了X-射线衍射、扫描电子显微镜、热失重分析、抗压强度等表征,研究促进剂对地质聚合物结构和抗压强度的影响. 结果显示促进剂参与了聚合反应,并且进入到地质聚合物的结构中,使地质聚合物的凝胶相向颗粒状转变;而且,促进剂的加入显著提高了地质聚合物的抗压强度. 与未加促进剂的地质聚合物的77 MPa抗压强度相比,当添加0.5%的促进剂,增强型地质聚合物的抗压强度为156 MPa,增加了102.6%.     

偏高岭土地聚物制备条件及其水化过程

研究了青岛高岭土制备地聚物的最佳条件和地聚物的水化过程。重点考察了水灰比、碱激发剂掺量、水玻璃模数等因素对地聚物抗压强度的影响。结果表明：以高岭土煅烧得到的偏高岭土为原料制备地聚物,当水灰比为 ０.３５、碱激发剂掺量为 ２１％、水玻璃模数为 １.４时,地聚物具有较高的强度。由此制备的地聚物试块在 ５０℃下用保鲜膜包裹养护 ９ｄ再自然养护 １９ｄ,其抗压强度为 ７１ＭＰａ。通过 ＸＲＤ、ＳＥＭ对地聚物的水化过程进行了研究,揭示了地聚物不同水化时间的微观结构变化,结果表明：地聚物在水化过程中,先脱水缩聚生成小颗粒地聚物前驱体,然后进一步生成相对较大的分子,最后连接成网状结构,形成致密结构;其水化产物主要是网状无定型的硅铝凝胶,对应的 ＸＲＤ衍射区域为 ２０°～３０°。     

矿渣基无机矿物聚合物墙体材料

目的 探究影响矿渣基无机矿物聚合物墙体材料抗压强度和导热系数的主要因素及其变化规律.方法 以矿渣和偏高岭土为主要原材料,加入粉煤灰,发泡剂等辅助原料,在碱性激发剂作用下,常温下制备矿渣基无机矿物聚合物墙体材料,并通过SEM照片进行微观分析.结果 水玻璃模数为1.2时抗压强度最大且导热系数较小;水玻璃掺量与抗压强度和导热系数成正比;增大液固质量比,试件抗压强度增大,导热系数减小.当水玻璃模数1.2,水玻璃掺量(以Na20计)3%,液固质量比为0.5时,无机矿物聚合物墙体材料对应较大的抗压强度和较低的导热系数.粉煤灰以30%取代矿渣和偏高岭土时,试件抗压强度与保温性能均良好.发泡剂可以明显提高试件的保温性能,发泡荆的适宜掺量为0.5%.结论 试件抗压强度均在MU30以上,且导热系数明显低于黏土砖,是一种承重且保温的新型墙体材料.     

养护温度对偏高岭土基地质聚合物凝结硬化性能的影响

研究了不同养护温度（10℃、20℃、30℃、60℃、90℃）对偏高岭土基地质聚合物凝结硬化性能的影响和对反应物的NH4^＋交换容量的影响．结果表明：在保湿条件下，随养护温度提高。偏高岭土基地质聚合物的凝结时间缩短，抗压强度发展速率减慢；在低于20℃室温并保温条件下，偏高岭土基地质聚合物24h不凝结，掺入矿渣粉能促进其凝结；但是，随矿渣粉的增加，反应物的NH4＋交换容量下降．     

热活化高岭土制备地质聚合物研究

将高岭土与氢氧化钠按不同的质量比混合,在980oС下煅烧35 min进行固体活化,生成硅、铝前聚物.选取碱/ 土配比最佳的活化产物,经加水、成型和养护,制成有一定抗压强度的地质聚合物. 采用F TIR、X R D和SE M方法对原料、活化产物和地质聚合物的表面键合、物相及微观结构进行分析. 结果表明,高岭土的特征—Si—O—Si（Al）链在加碱热活化过程中断裂,形成无序的硅、铝前聚物,这些高能的硅、铝前聚物经水化生成具有连续有序三维—Si—O—Si（Al）网状结构的地质聚合物. 这种加碱固体热活化方法可有效利用天然硅铝酸盐合成地质聚合物.     

循环流化床燃煤固硫灰制备地聚合物的研究

地聚合物是具有优良性能的新型胶凝材料,研究了用循环流化床固硫灰制备地聚合物的适宜条件。结果表明,当水玻璃模数M=1.5,水玻璃掺量为25%,体系碱含量为30%时制备的地聚合物强度较高,较高的养护温度有利于提高早期强度,7d抗压强度最高为58.9MPa。研究了地聚合物的高温性能,实验发现早期养护温度较低的地聚合物经历1 000℃的高温后强度能够进一步增长。     

养护温度对偏高岭土基地质聚合物凝结硬化性能的影响

研究了不同养护温度(10℃、20℃、30℃、60℃、90℃)对偏高岭土基地质聚合物凝结硬化性能的影响和对反应物的NH4 交换容量的影响.结果表明:在保湿条件下,随养护温度提高,偏高岭土基地质聚合物的凝结时间缩短,抗压强度发展速率减慢;在低于20℃室温并保湿条件下,偏高岭土基地质聚合物24 h不凝结,掺入矿渣粉能促进其凝结;但是,随矿渣粉的增加,反应物的NH4 交换容量下降.     

偏高岭土活性评价方法的研究

采用多种方法对不同煅烧制度制备的偏高岭土进行活性评价。研究结果表明：只采用X衍射光谱的分析方法是不能说明煅烧出来的偏高岭土是否具有良好的活性；采用碱吸收法可区分偏高岭土是否具有活性，但其吸收量的规律与3d抗压强度的规律不一致；钙吸收法不适用于评价该系统中偏高岭土的活性；采用压缩测强法可以较好评价偏高岭土的活性大小。而最有效评价偏高岭土活性的方法是直接用偏高岭土制备土壤聚合物并养护到一定龄期下的强度采评价．其它方法应与其规律相一致．但此方法耗时过长，不适用于生产．