碱激发偏高岭土/矿渣复合胶凝体系反应水平及影响因素分析

考察了碱激发偏高岭土/矿渣复合胶凝体系中各原料和反应产物在不同pH值盐酸溶液中的溶解率,并通过X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等测试方法分析了偏高岭土及其碱激发硬化浆体的酸溶剩余物.结果表明：偏高岭土在pH=0的盐酸溶液中几乎不溶解,碱激发偏高岭土的酸溶剩余物（盐酸溶液pH=0～2）为偏高岭土,由此得到偏高岭土的地质聚合反应水平（以下简称反应水平）;矿渣在碱激发条件下几乎完全反应,其在多数情况下可提高偏高岭土的反应水平;当矿渣掺量一定时,偏高岭土的反应水平随碱激发剂模数的增大而降低,随液固比的增大而提高,且低矿渣掺量条件下,增大液固比所产生的促进作用更加显著;低碱激发剂质量分数条件下,偏高岭土反应水平随矿渣掺量的增加而提高;高碱激发剂质量分数条件下,偏高岭土的反应水平随矿渣掺量的增加先升后降,且与偏高岭土最高反应水平相对应的矿渣掺量逐渐减小.     

偏高岭土对碱矿渣水泥砂浆干缩性能的影响

研究了偏高岭土对碱矿渣水泥砂浆干缩率的影响。研究表明,在10%~50%(占胶结材总量)范围内时,偏高岭土掺入能有效降低碱矿渣水泥砂浆的干缩率,降低幅度受水玻璃模数、Na2O当量的影响。     

活性MgO对碱-矿渣-偏高岭土基地聚物干缩特性的影响

通过添加不同活性MgO,研究了其对碱-矿渣-偏高岭土基地聚物（ASM地聚物）干缩性能的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和压汞仪（MIP）等微观测试手段揭示了其内在影响机制.结果表明：随着MgO活性的增加,ASM地聚物的干缩率先减小后增大,当MgO活性适中时,ASM地聚物干缩率降低约15.0%;所生成的镁铝水滑石及水化硅酸镁（M-S-H）凝胶能够有效填充ASM地聚物孔隙,减小干燥收缩,增加结构致密程度.     

碳化对碱矿渣水泥石干燥收缩的影响

为研究碳化行为对碱性胶凝材料干燥收缩的影响,以水玻璃或NaOH为碱组分,制备Φ27.5×50mm碱矿渣水泥石试件,并测量Φ27.5×1mm水泥石薄片在干缩条件与碳化条件下的直径变化率,以表征碱矿渣水泥石的干燥收缩与碳化收缩.结果表明:在(20±1)℃,相对湿度(70±5)%的条件下,以NaOH为碱组分的碱矿渣水泥石干燥收缩大于以水玻璃为碱组分的碱矿渣水泥石干燥收缩;碳化使硅酸盐水泥石的收缩增加,但未增加碱矿渣水泥石的收缩;碱当量适当提高有利于减小碱矿渣水泥石的干燥收缩与碳化收缩;以模数为1.2~1.5的水玻璃配制的碱矿渣水泥石干燥收缩与碳化收缩较小.     

偏高岭土与矿渣复掺对混凝土性能改善的研究

通过偏高岭土与矿渣的不同复掺比例研究了偏高岭土与矿渣复掺对混凝土强度和耐久性能的影响.结果表明:往矿渣混凝土中掺入偏高岭土后,混凝土的强度和耐久性能均有所提高,矿渣和偏高岭土在胶凝材料中的掺量越大,混凝土的氯离子导电量越小.矿渣和水泥的优化比例为3:7左右,这样既保证了混凝土的强度,又使得混凝土具有优越的抗氯离子扩散性能.     

矿渣掺量及激发剂模数对偏高岭土基地聚物常温固化的影响

将粒化高炉矿渣(GGBFS)掺入偏高岭土(MK)中,研究了矿渣掺量对具有常温固化能力胶凝材料稠度、凝结时间及力学性能的影响,并通过X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FTIR),扫描电镜(SEM)等分析手段研究了偏高岭土-矿渣复合体系的反应机理.结果表明:将矿渣掺入偏高岭土能减小浆体的稠度,缩短其凝结时间;偏高岭土-矿渣复合体系可在常温下固化,得到具有较高强度的硬化浆体;在碱激发作用下偏高岭土-矿渣复合体系发生了地质聚合反应和矿渣水化反应,生成了N-A-S-H凝胶与C-S-H凝胶共存的结构;激发剂模数和偏高岭土与矿渣的质量比是影响反应产物强度的主要因素——矿渣掺量不高于40%(质量分数)时,反应产物的强度随激发剂模数增大而降低;矿渣掺量超过60%后,反应产物强度随激发剂模数增大而提高.     

偏高岭土掺量对水泥净浆、砂浆性能的影响试验

以广西高岭土矿为原料,通过一定温度煅烧、使其脱水形成白色粉末状的偏高岭土,利用煅烧所得产品,通过等量取代水泥用量的方式,对比研究了偏高岭土净浆、硅灰净浆及水泥净浆7、28 d的抗压、抗折强度关系和不同偏高岭土类型、掺量的砂浆7、28 d抗压、抗折强度的变化规律。结果表明：所制得的偏高岭土产品能够有效提升净浆试件的抗压、抗折强度,且当900℃下煅烧2 h的偏高岭土和硅灰掺量均为水泥用量的15%时,其性能提升作用甚至优于硅灰;能够有效提升砂浆试件的抗压、抗折强度,且当煅烧温度在750～800℃范围内,煅烧时间为3～4.5 h范围内所制得的偏高岭土砂浆性能最好。偏高岭土掺量对砂浆试件的抗压强度影响不明显,对中后期抗折强度具有一定积极作用。因此,将适量的偏高岭土掺入水泥净浆、砂浆中能够一定程度上提升结构强度性能。     

碱激发偏高岭土胶凝材料水化硬化机理的研究

碱激发偏高岭土胶凝材料的水化同样可以分为初始期、诱导期、加速期、减速期以及稳定期。但是,各水化阶段的反应机理与传统的水泥基材料完全不同。初始期主要是偏高岭土对溶液组分的表面吸附;诱导期主要表现为活性硅铝氧化物的溶解;加速期表现为四面体基团的聚合;减速期水化速度降低的主要原因是扩散阻力加大,同时偏高岭土反应面积减少,液相中的碱含量降低也是重要原因。     

不同掺量偏高岭土对水泥混凝土性能的影响

本文通过测试水泥净浆的标准稠度用水量、凝结时间和标准水泥胶砂的抗压强度研究了三种不同掺量偏高岭土对水泥混凝土性能的影响。结果为:偏高岭土掺量越高,水泥净浆的标准稠度用水量越高;偏高岭土能够显著降低水泥的凝结时间,但掺量越高降低效果逐渐降低;偏高岭土能够明显提高水泥胶砂的28d抗压强度;偏高岭土的掺量在5%~10%范围内,其改善水泥混凝土性能的效果最佳。     

偏高岭土用于改善水泥砂浆抗收缩性能的研究

混凝土的抗收缩性能是现代工程中亟待解决的难题.通过在水泥砂浆中掺加偏高岭土,针对其收缩性能进行测试,并与掺加膨胀剂进行效果对比.研究结果表明,偏高岭土可有效改善水泥砂浆的抗收缩性能.     

偏高岭土对干粉砂浆性能的影响

本文主要研究在纤维素醚掺量不变的情况下,偏高岭土掺量对干粉砂浆工作性能、力学性能和收缩性能的影响。试验结果表明,随着偏高岭土掺量的增加,干粉砂浆保水率呈增长趋势,凝结时间变化不大,干粉砂浆3d强度变化不明显,28d强度呈抛物线变化趋势,其中偏高岭土掺量为3%时,干粉砂浆性能较好,保水率达到96%,28d强度为9.3MPa。     

偏高岭土胶凝活性评估

采用热分析和XRD衍射分析方法,对偏高岭土中活性氧化铝进行了定性分析。结果表明,高温煅烧破坏了高岭土的晶型结构,使得高岭土中非活性的氧化铝转变为活性的氧化铝。为进一步测得偏高岭土中活性氧化铝的含量,采用铬天青-S分光光度法测试了偏高岭土中活性氧化铝的含量,并研究了活性氧化铝含量与偏高岭土胶凝性能的关系。结果表明:偏高岭土中活性氧化铝可通过酸浸溶出,采用铬天青-S分光光度法能准确地测试偏高岭土中活性氧化铝的含量;龙岩高岭土在600℃下煅烧6 h获得的偏高岭土活性最高,其活性氧化铝含量为24.9%,用其制备的地聚合物3 d抗压强度也最大,达到58.1 MPa;偏高岭土中活性氧化铝含量与用其制备的地聚合物的抗压强度有很好的对应关系。     

碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料的减缩增强作用

针对碱矿渣胶凝材料易收缩开裂等问题,采用一种新型微米级纤维——碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料进行减缩增强,研究了碳酸钙晶须掺量对碱矿渣胶凝材料流变性能、抗压强度和干燥收缩的影响,并探究其显微增强机理.结果表明：微米级碳酸钙晶须的掺入对碱矿渣胶凝材料流动性影响较小,当碳酸钙晶须掺量为3%时,其新拌浆体塑性黏度为12.33 Pa·s,较未掺碳酸钙晶须的对照组仅增长14.48%,其硬化浆体28 d抗压强度可达105.8 MPa;碱矿渣胶凝材料的干燥收缩率随着碳酸钙晶须掺量的增加而降低,当碳酸钙晶须掺量为5%时,其28 d干燥收缩率仅有0.87%,较未掺碳酸钙晶须的对照组降低32.56%;碳酸钙晶须与基体紧密结合,在基体受力破坏时分散其所受应力,提升了碱矿渣胶凝材料的力学性能;碳酸钙晶须在体系内部的桥接作用能够有效延缓碱矿渣胶凝材料微裂纹的形成与扩展,在一定程度上遏制了宏观裂纹的发展.     

较大偏高岭土掺量下偏高岭土-水泥硬化浆体性能与微观结构

研究分析了较大偏高岭土(MK)掺量下偏高岭土-水泥(MK-OPC)硬化浆体的强度、化学结合水量、MK反应量、Ca(OH)2含量、微观形貌和孔径分布.结果表明:在50%MK掺量(质量分数)范围内,随着MK掺量增加,MK-OPC砂浆的强度增长速度加快;MK-OPC砂浆长期强度基本高于纯水泥砂浆.随着MK掺量增加,MK-OPC净浆的MK反应量增加、Ca(OH)2含量大幅减少、微观结构致密、孔结构细化.MK反应量和增强效应因子与d≤10nm孔体积增量均呈正比关系.     

矿物掺合料对碱矿渣粉燥灰胶凝材料改性研究

研究沸石粉和偏高岭土2种矿物掺合料对固态碱矿渣粉煤灰胶凝材料的改性效果.结果表明,偏高岭土对碱矿渣粉煤灰胶凝材料的抗压强度具有明显增强效果,但降低了抗折强度:沸石粉对抗压强度和抗折强度均有增强作用;作为碱矿渣粉煤灰胶凝材料的活性掺合料,沸石粉优于偏高岭土,具有进一步研究的价值:偏高岭土和沸石粉在碱矿渣粉煤灰胶凝材料中发挥的强度优势不及矿渣粉煤灰混合料明显.     

矿渣粉掺量对风积沙混凝土自收缩的影响

为研究胶凝材料对风积沙混凝土早期自收缩性能的影响,采用固定粉煤灰用量,用矿渣粉等量取代水泥用量分析风积沙混凝土早期自收缩的变化规律,进行扫描电镜(SEM)分析其水化机理的研究。得到结论：矿渣粉的掺入明显延缓了风积沙混凝土早期自收缩突变时间,同时掺入适量的矿渣粉可以抑制风积沙混凝土的早期自收缩,其中A1组早期自收缩最小约为基准组A0的46.9%,相对于基准组A0,A1组早期混凝土中有清晰可见的粉煤灰和水泥颗粒未参与水化且其孔隙率适中。     

碱赤泥矿渣胶凝材料性能的研究

本文用水玻璃激发赤泥和矿渣而得到了高强的无机胶凝材料———碱赤泥矿渣胶凝材料。研究了赤泥掺量、水玻璃品种和掺量以及磷酸钠的掺量对这种胶凝材料强度的影响。通过正交试验确定了其最佳的质量配比。使用XRD分析了碱赤泥矿渣胶凝材料水化过程中的水化产物     

电阻率比检测碱矿渣混凝土收缩性能可行性探讨

使用简易电阻测试法测试并计算碱矿渣混凝土不同深度的电阻率比,然后使用千分表法测试不同水胶比碱矿渣混凝土的收缩性能,并使用质量法测试同条件下碱矿渣混凝土的质量损失.建立了碱矿渣混凝土质量损失与干燥收缩之间的线性关系,探寻了碱矿渣混凝土电阻率比与质量损失之间的关系.结果表明:碱矿渣混凝土质量损失与干燥收缩之间的相关系数R2大于0.890 9,且拟合曲线的斜率与碱矿渣混凝土水胶比相关性较大;碱矿渣混凝土的电阻率比对其质量损失十分敏感,且呈正相关,因此可通过监测碱矿渣混凝土的电阻率比来评价其干燥收缩性能.     

不同基底材料与模数对碱激发胶凝材料导电性及抗压强度研究

选取工业废弃料粉煤灰、矿渣和偏高岭土,使用碱激发剂激发制备得到绿色环保低成本的导电胶凝材料。分别测定多种基底材料随着水玻璃模数不同,在标准养护28 d后,抗压强度变化及电阻率在加载电压3V下随龄期(3、7、14、28 d)的变化规律。试验结果表明:复合体系中的配合比参数应根据复合体系中不同基底材料的含量来确定,相同基底材料配合比的情况下,试件电阻率随着水玻璃模数的提高而降低,试件抗压强度随着水玻璃模数的提高先增大再减小。粉煤灰∶矿渣=40%∶60%,模数为1.3且水灰比为0.5时,电阻率为31.857Ω·m,抗压强度可达到68.11 MPa,为最优组合。     

矿渣免蒸砖干燥收缩的研究

近年来免烧免蒸砖快速发展,然而使用过程中墙体开裂现象严重,使其应用受到了极大的限制。为了使免蒸砖性能更可靠,减少墙体开裂现象,试验研究了矿渣免蒸砖中粉料掺量、集料种类及粗细比例对免蒸砖干燥收缩的影响;同时对不同养护制度对免蒸砖干燥收缩的影响进行了研究。结果表明,粉煤灰的加入可以减小免蒸砖的干燥收缩;重矿渣与水淬矿渣为1∶1时试样干缩较小;采用干湿循环的养护方法时免蒸砖的干燥收缩较小。