固体硅酸钠激发粉煤灰-矿渣基地质聚合物抗压强度的试验研究

本文拟以高炉矿渣和粉煤灰为前驱体,固体硅酸钠为碱性激发剂,制备“一步法”粉煤灰-矿渣基地质聚合物。研究粉煤灰掺量、硅酸钠模数、碱激发剂摩尔浓度、龄期等因素对地质聚合物抗压强度、凝结时间、流动度和微观结构发育的影响。结果表明:掺入粉煤灰能提高地质聚合物的流动度及和易性,但其抗压强度随粉煤灰掺量增加而减小;随着硅酸钠模数和碱激发剂摩尔浓度提高,地质聚合物抗压强度呈先升后降的趋势。本研究中当前驱体为100%高炉矿渣(粉煤灰含量0%),固体硅酸钠模数为1且碱性激发剂浓度为5.0mol/L时,地质聚合物28d抗压强度可达9.19MPa。在地质聚合物中产生硅铝酸钠和水化硅(铝)酸钙等凝胶,随着龄期增长,形成致密结构,从而提高了其抗压强度,但过量粉煤灰使地质聚合物产生较多孔隙,使其强度降低。     

聚羧酸系减水剂对铝酸盐水泥性能的影响

测定了自制聚羧酸高效减水剂不同掺量对铝酸盐水泥净浆扩展度、凝结时间及胶砂强度的影响,通过扫描电镜测试了水化产物的形貌,对聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥早期结构的作用机理进行了分析。结果表明:使用自制聚羧酸高效减水剂在适宜掺量时能显著提高铝酸盐水泥的净浆扩展度,并且具有良好的扩展度保持性能;标准稠度时,聚羧酸高效减水剂的掺入使铝酸盐水泥净浆的初凝时间略有延长,随掺量的增大会显著延长终凝时间;相同水灰比时,较低掺量聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度影响不大,掺量大于0.6%时,会显著降低铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度,但聚羧酸高效减水剂掺量不同,对铝酸盐水泥胶砂3d抗折强度和抗压强度影响不大。     

硅酸钠溶液流变特性及其对土聚新拌物性能的影响

采用旋转黏度计、流变仪研究了硅酸钠溶液模数、质量分数及温度对硅酸钠溶液及土聚新拌物流变性能的影响;探讨了硅酸钠溶液超声改性对土聚新拌物工作性能的改善效果.结果表明:常温(18～25℃)下,硅酸钠溶液黏度在其模数为2.2时出现最小值,但随着温度的升高,模数对溶液黏度的影响逐渐减弱.当硅酸钠溶液处于真溶液区域(模数＜1.8...     

用于碳纤维布加固混凝土结构的偏高岭土基地聚物性能试验

加固结构中,加固材料与构件表面之间通常采用高温性能很差的环氧类胶粘剂,为提高该类结构的抗火性能,改用无机类胶粘剂是有益的.为此,本文将广东产高岭土煅烧活化后加入碱性激发剂,在常温常压下制备成拟用作胶粘剂的地聚物.通过正交试验研究了高岭土煅烧温度、恒温时间、水玻璃溶液浓度、水玻璃模数、水胶比对地聚物抗压强度、净浆流动度和...     

偏高岭土基土聚物水泥的制备及性能研究

为制备具有早强性能的土聚物水泥材料,通过改变激发剂种类、模数、碱度等因素来研究对流动性、凝结时间及抗压强度的影响。结果表明:NaOH-Na_2SiO_3复合激发剂对土聚物水泥材料激发效果最好,当Na_2SiO_3的模数为1.4,Na_2O引入量为18%时,3d抗压强度达到38.2MPa、28d抗压强度达到45.9MPa。     

电解二氧化锰(EMD)工业矿渣的地聚物活性研究

以煅烧法处理电解二氧化锰(EM D)工业矿渣原料,用工业水玻璃对其进行碱激发反应制备地聚物矿物胶凝材料。以抗压强度为性能指标,单因素实验考察了锰矿渣的煅烧温度、水玻璃模数、液固比等条件对锰矿渣的碱激发反应活性的影响。     

粉煤灰基地质聚合物的实验研究及中试

以粉煤灰为主要原料,添加碱激发剂制备粉煤灰基地聚合物,通过正交实验研究了粒径、激发剂掺量、水玻璃模数、浆料液固比对粉煤灰基地聚合物性能的影响。结果表明,当粒径为24.58μm、激发剂掺量为25%、水玻璃模数为1.4、液固比为0.34时,地聚物28 d抗压强度最高,为44.10 MPa。SEM分析表明,地聚合反应中产生大量胶凝物质,有利于地聚合物强度的提高。在此基础上分别掺入砂、锰渣、锅炉渣进行中试实验,结果表明,当粉煤灰与砂的质量比为4∶1、激发剂掺量为23.5%,制备的地聚物抗压强度最高,为50.9 MPa。XRD分析表明,粉煤灰在碱激发剂作用下形成了C-S-H和N-A-S-H产物,是地聚合物强度主要来源。     

偏高岭土—矿粉基地聚合物强度影响因素研究

地聚合物是一种新型绿色无机材料,与传统水泥等胶凝材料相比具有制备能耗低的优点。本文试验研究了偏高岭土-矿粉基地聚物强度主要影响因素。试验结果表明:不同产地的高岭土制备的偏高岭土活性差异较大;高岭土的最佳煅烧温度为710℃、恒温时间为2h,有利于制备活性高的偏高岭土;水玻璃的最佳模数为1.3;掺入30%S95矿粉能加速地聚合物凝结硬化;制备的地聚合物28d抗压强度最大值为47.5MPa,与P.O42.5水泥抗压强度值相当。     

矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的基本性能研究

地质聚合物混凝土是一种新型混凝土类材料.为了研究地质聚合物混凝土的基本性能,以矿渣、粉煤灰为原料,以硅酸钠和氢氧化钠为激发剂,制备了矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土,测试了不同配合比下矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度以及7、14d和28d的抗压强度,分析了水胶比对和易性与抗压强度的影响,探讨了抗压强度的增长规律.结果表明:制备的矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土具有较高的抗压强度和良好的和易性,凝结硬化快,强度特性稳定;当水胶比为0.26,砂率为0.40,氢氧化钠和硅酸钠的质量比为0.29,碱溶液的浓度为56%时.矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度为110mm,标准养护条件下7、14d和28d龄期的抗压强度分别达到40.4、50.3MPa和60.20MPa;随着水胶比的增大,和易性不断增强,抗压强度先增加,后减小;随着养护龄期的延长,抗压强度不断增长,但增速降低.     

新型胶凝材料——无机矿物聚合物性能的研究

以粉煤灰和偏高岭石为主要原料,氢氧化钾为激发剂,工业液体硅酸钠作结构模板剂制备了无机矿物聚合物材料.分析了偏高岭石占固相的质量分数、液体硅酸钠掺量、固液比、碱浓度及固化温度等因素对无机矿物聚合物抗压强度的影响.结果表明:只有当OH-的浓度高于一定值时,偏高岭石和粉煤灰的活性才被激发;液体硅酸钠的加入,促进了网络状结构的形成;固化温度越高,无机矿物聚合物的抗压强度越大.     

碱激发钒尾矿-矿渣基地聚合物的研究

以钒尾矿为硅铝质原料、以矿渣为促硬剂、以硅灰和氢氧化钠复合作为碱激发剂制备地聚合物。研究活化钒尾矿和矿渣的比例、激发剂中SiO2和Na2O的比例以及养护温度对地聚合物早期性能的影响。结果表明,在合适的碱性条件下,加入适量的矿渣后,由矿渣中活性Ca形成的水化硅酸钙(CSH)可在地聚合物结构中起到微集料填充的作用,从而提高地聚合物的早期强度。当活化钒尾矿和矿渣的质量比为60∶40,激发剂中SiO2和Na2O的摩尔比为2.0时,在65℃下养护24 h,再在室温条件下放置3 d后地聚合物样品的抗压强度可达到35.1 MPa。随着矿渣所占比例的增大,凝结时间先缩短后延长;随着激发剂中SiO2和Na2O比例的减小,凝结时间先缩短后延长。     

Geopolymer synthesis using alkaline activation of natural zeolite

The influence of activator ratio, time, and curing temperature on the mechanical strength of geopolymers synthesized from natural zeolite was evaluated by employing silicate solutions and sodium hydroxide. The results demonstrated that an increase in the activator ratio as well as that of curing time favors mechanical strength in the material. Nevertheless, with 90 day of curing time and 80 °C or a greater curing temperature, have a negative effect on strength. Through characterization by X-ray diffraction a slight shift along with an increase in the amorphous halo between 20° and 30° (2θ) was observed and is characteristic of geopolymers. SEM–EDS analysis indicated the presence of Na and an increase in the Si/Al ratio from 8 to 11.5 with the incorporation of activators. The results indicate that the use of alkali and silicate activators on non commercial zeolite could be use in the synthesis of geopolymers.     

激发剂对粉煤灰基地聚合物抗压强度的影响

研究不同激发剂对以粉煤灰为原料制备的地聚合物抗压强度的影响．研究结果表明：不同浓度的NaOH和KOH溶液对粉煤灰的激发效果较差，粉煤灰基地聚合物的抗压强度较低．碱溶液和K2SiO3溶液复合可提高激发效果，提高粉煤灰基地聚合物的抗压强度．激发效果最好的是K2SiO3溶液；随着K2SiO3溶液浓度的提高，粉煤灰基地聚合物的抗压强度逐渐提高；当K2SiO3浓度为2mol／L时，粉煤灰基地聚合物28d抗压强度达到最大；继续增大K2SiO3浓度，粉煤灰基地聚合物28d抗压强度反而下降，由此可以推测相应的地聚合反应是一个定量的反应过程．     

碱激发剂对碱矿渣混凝土高温后抗压强度的影响研究

研究了激发剂碱浓度和模数对碱矿渣混凝土经高温作用后抗压强度的影响.结果表明,对于水胶比为0.45的碱矿渣混凝土,当水玻璃模数低于1.5时,随着碱浓度的增加,碱矿渣混凝土高温后的残余抗压强度先提高后降低,碱浓度为6％时最高;而当模数为2.0时,碱浓度为8％的残余抗压强度最高.当碱浓度低于6％时,水玻璃模数与碱矿渣混凝土高...     

粉煤灰基地聚合物修补材料的组成设计与性能

以粉煤灰、矿粉两种工业废料为主要原材料,模数为1.2~1.8的水玻璃作为激发剂制备地聚合物。采用五因素四水平的正交试验组成设计方案,测试了水胶比(W)、碱激发剂掺量(S)、矿粉取代率(B)和水玻璃模数(M)在不同水平下试样的流动度、凝结时间、抗压强度和拉伸粘结强度。通过对结果进行极差分析和因素指标分析,得出这种绿色环保型修补材料的组成设计与性能指标之间的关联。综合分析得出,当水胶比为0.28,碱激发剂掺量为0.14,矿粉取代率为0.4,水玻璃模数为1.2时,制备出的地聚合物性能良好,达到绿色环保型建筑修补材料的要求。     

Waste olivine and silica sands boost geopolymers’ performances: experimental investigation

The present research deals with the production and characterisation of geopolymers prepared by mixing metakaolin (MK), a commercial sodium silicate solution, a sodium hydroxide solution and two types of industrial by-products: one olivine (OS) and one silica sand (SS) both of them in form of loose powders. Different specimens were prepared by mixing different quantities of OS or SS to the blank geopolymeric matrix. Specimens containing MK, a commercial sodium silicate solution and a sodium hydroxide solution were also prepared as blank composition for comparison. All specimens were characterised by their compressive strength, water absorption, pore size distribution, specific surface area and microstructure. The addition of olivine or silica powders improves the performances of the resulting materials in all the compositions examined, but those containing 50 wt% of added sand (relative to the amount of MK) displayed the best mechanical behaviour.     

碱激发矿渣固化土压平衡盾构渣土的试验研究

利用碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土进行固化,考察了矿渣掺量、液固比、碱激发剂、成型压力、养护温度等因素对固化土力学性能的影响,分析了固化反应的主要产物及固化土的微观结构,研究了固化土的抗酸抗盐侵蚀能力。结果表明:碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土具有较好的固化能力,在配比范围内,随着高炉矿渣掺量的增加,固化渣土抗压强度和表观密度增大;固化渣土强度的主要来源是碱激发高炉矿渣生成的C-S-H和C-A-S-H;氢氧化钠和水玻璃的复合激发相对于单一激发固化效果更好,液固比、成型压力和养护温度对于固化渣土的抗压强度有一定影响;硫酸钠对所制备的固化渣土的侵蚀作用较小,而硫酸和盐酸的侵蚀作用相对较大。     

羟丙基甲基纤维素增韧水泥胶浆的配合比试验研究

羟丙基甲基纤维素溶液作为一种改性剂,掺入水泥胶浆中用于改善其韧性。采用正交试验研究了水胶比、纤维素溶液浓度和掺量对水泥胶浆的抗折强度、抗压强度及折压比的影响,并获得了最佳配合比。用单因素分析研究了减水剂和纤维素对强度和折压比的影响,以及纤维素对凝结时间的影响。最终结果表明羟丙基甲基纤维素可以改善水泥胶浆的韧性并对凝结时间的影响有限。     

碱激发胶凝材料研究进展

介绍了碱激发胶凝材料的制备技术和碱激发反应机理，总结了碱激发胶凝材料的工作性能、力学性能、耐久和耐高温特性。分析表明：激发剂的掺量和水玻璃模数是影响碱激发胶凝材料凝结时间和流动度的关键参数，凝结时间介于13~183min之间，终凝时间介于15~215min之间，流动度介于133~230mm之间，可通过改变激发剂的掺量和水玻璃模数使凝结时间和流动性满足不同要求；碱激发胶凝材料具有早强、高强的特点，28d抗压强度可达到60MPa以上，3d抗压强度可达到稳定强度的70%以上；碱激发胶凝材料高温下性能较稳定，在600~800℃的高温下抗压强度可达到常温状态下的60%以上；碱激发胶凝材料具有优异的抗冻融性能，其抗冻等级可达到F300以上；碱激发胶凝材料中由于没有极易遭受侵蚀的水化产物存在，故抗酸腐蚀能力强；碱激发胶凝材料由于孔结构致密，具有良好的抗渗性能。并针对碱激发胶凝材料优选配比和应用所需要解决的收缩、泛霜等问题，对未来研究的方向进行了展望。     

Experimental characterization of Portland cement-calcined soldier-ant mound clay cement mortar and concrete

Experimental studies on soldier-ant mound clay as cement replacement material is an on-going research in the Civil Engineering Programme, Abubakar Tafawa Balewa University, Bauchi, Nigeria. In this study, soldier-ant mound clay was calcined to 800 °C to produce calcined soldier-ant mound clay (CSAMC) and used in the proportions of 0%, 10%, 20%, 30% and 40% by mass of cement to study its effect on cement mortar and concrete properties. The study showed that CSAMC is pozzolanic, can reduce the heat of hydration by about 17% percent when cement was replaced with 40% CSAMC and accelerated the setting time of concrete. The mortar compressive strength of mix containing 10% CSAMC superceded the reference mix when cured above 60 days and the ratio of the splitting tensile strength to the flexural strength is approximately 0.33.