低温环境下不同地聚物砂浆力学性能及水化反应机理研究

为进一步提升低温环境下矿渣基地聚物砂浆的力学性能，以矿渣、硅灰和偏高岭土为主要原料制备了4种地聚物砂浆，探究不同原料组合对地聚物砂浆力学性能的提升效果，并结合扫描电镜和傅里叶红外光谱试验分析了不同组合地聚物砂浆的微观结构和硅灰、偏高岭土的改性机理。结果表明：在低温环境10℃的养护下，掺加硅灰可极大促进矿渣基地聚物砂浆早期水化反应，生成大量的C-S-H凝胶与水化铝酸钙产物，宏观上表现出更高的早期力学性能和强度增长速率；掺加偏高岭土，对矿渣基地聚物砂浆的早期力学性能有不利影响，但后期强度增长速率较快且强度值较高，养护时间为28d时，矿渣-偏高岭土基(S-MK)、矿渣-硅灰-偏高岭土基地聚物砂浆(S-SF-MK)试件的抗压强度均达60MPa以上；掺入硅灰和偏高岭土后，试件微观结构得到了改善，内部裂缝减少，均降低了地聚物砂浆的干缩率，偏高岭土降低干缩的效果较硅灰更好。研究结果为低温环境下矿渣基地聚物砂浆的制备和寒区抢修工程的应用提供了理论参考。     

钢基材表面磷酸钾镁水泥浆体涂层制备及其性能

为开发维护周期长的新型无机防腐涂料,研究了掺入硅灰、偏高岭土和粉煤灰改性后,磷酸钾镁水泥浆体的强度、体积变形、水稳定性、吸水率和水化温度等性能及其影响.结果表明,硅灰可以显著提高浆体的早期抗压和抗折强度,偏高岭土对其后期强度提升明显;粉煤灰的掺入改善了浆体粘结抗折强度倒缩的问题.采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG...     

可再分散乳胶粉改性隧道防火涂料的研究

硅酸盐隧道防火涂料有很多的优异性能.但是这种隧道防火涂料的低粘结强度和较差的耐水性能限制了改防火涂料的应用.本文介绍了在普通隧道防火涂料掺入可再分散乳胶粉,使其与水泥组成理想的粘结体系.实验证明,可再分散乳胶粉加入量为2%(质量分数)时,可使隧道防火涂料的粘结强度、耐水性、冷热循环和耐火极限进一步得到提高.同时,由于隧道防火涂料是单一体系,使用方便,并可大大较少运输、贮存、包装费用.结果显示,根据GA98-1995和GB/T7798-88测试,隧道防火涂料涂层为10mm时,耐火极限＞2h.     

钾铯基地聚合物前驱体水热合成块体铯榴石

以偏高岭土为铝、硅源,以硅酸钾铯溶液为碱激发剂,无需添加任何沸石晶种和表面活性剂,室温制备了钾铯基地聚合物前驱体。将所制备钾铯基地聚合物前驱体在密闭蒸压反应釜环境中(180℃,0.8 MPa)水热晶化8h,制备得到了块体铯榴石。研究结果表明,钾铯基地聚合物前驱体为无定形物质;经水热晶化处理后,铯含量较高的样品中出现了铯榴石晶体,说明地聚合物凝胶原位转化为铯榴石晶体颗粒。原位转化生成的铯榴石晶体颗粒被地聚合物凝胶包裹和粘结,使得块体材料具有较高抗压强度。     

无机纤维毡／SiO2气凝胶隔热材料的制备及性能

以无机纤维毡为增强材料,正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶一凝胶技术制备了无机纤维毡／Si02气凝胶隔热材料。研究了无机纤维毡的类型、密度等因素对复合材料的影响。结果表明：无机纤维毡／siO2气凝胶复合材料的隔热性能优,导热系数仅略高于纯Si02气凝胶,强度则有显著提高。     

地质聚合物基防护涂料及其性能提升技术的研究进展

地质聚合物基防护涂料是一种以地质聚合物为成膜物质且性能优越的新型无机涂料。但硅铝质原料和激发剂种类繁多使地质聚合物基防护涂料固化成膜机理复杂,表干时间、粘结强度和耐侵蚀性存在差异,同时受环境温湿度影响较大。在工程应用中应根据实际需求及环境条件,对硅铝质原料,激发剂种类、模数及掺量,外加剂和配比等方面进行优选。同时,地质聚合物也存在一些缺点,如收缩大、易开裂和易碳化等,一定程度上也限制了其在工程中的广泛应用。本文分别阐述了高钙、低钙和无钙三种不同体系地质聚合物基防护涂料固化成膜的影响因素,详细分析了硅铝质原料、激发剂和固化条件等对地质聚合物基防护涂料表干时间、粘结强度和耐侵蚀性的影响,并针对地质聚合物基防护涂料的存在问题,阐述了硅铝质原料复掺、掺入纳米粒子、层状双金属氢氧化物(LDHs)和聚合物改性等技术措施对地质聚合物基防护涂料性能的改善作用。     

粉煤灰-偏高岭土基地质聚合物的孔结构及抗压强度

地质聚合物因其优异的力学性能、化学稳定性、耐高温等性能,在建筑、耐火、有毒有害离子固化等领域备受关注。本研究通过压汞法(MIP)、FT-IR、SEM测试分析了粉煤灰-偏高岭土基地质聚合物的孔径分布、凝胶结构及断裂方式,探讨了偏高岭土掺量对其结构与性能的影响。结果表明:地质聚合物的孔径分布随水灰比的调整存在大范围的变化,最可几孔径由几个纳米到100nm。当水灰比固定时,偏高岭土掺量由25%(质量分数)增加至60%(质量分数),地质聚合物中气孔均以凝胶孔为主,最可几孔径由40nm减小至26nm,总气孔率无显著变化,但有害孔的孔隙率明显由3.6%降至0.09%。偏高岭土掺量的增加,提高了凝胶相多元环结构中[AlO_4]的数目,使材料呈均匀化、致密化结构,尤其是改善了未反应粉煤灰颗粒与凝胶相之间的界面结合。偏高岭土掺量为60%时,裂纹在粉煤灰颗粒堆积气孔或薄弱界面周围的快速扩展得到有效控制,抗压强度显著提高,7d龄期时强度达到75.5 MPa。     

镍渣/偏高岭土基地聚合物的制备与表征

以工业固体废弃物镍渣和偏高岭土为原料,以水玻璃为激发剂,在相同稠度下制备镍渣/偏高岭土基地聚合物。研究了镍渣种类和掺量对地聚合物力学性能和体积变化的影响,测定了地聚合物的碱溶出情况,并利用XRD、SEM-EDS对地聚合物的矿物组成和微观形貌进行分析。结果表明:随着水淬镍渣掺量的增大,地聚合物的抗压强度先增大后降低,在镍渣掺量为50%、液固比为0.45时,地聚合物的抗压强度最大,28d达到58.8 MPa;而随着风冷镍渣掺量的增大,地聚合物的强度逐渐降低。此外,水淬镍渣/偏高岭土基地聚合物的体积变化主要表现为膨胀,而风冷镍渣/偏高岭土基地聚合物表现为收缩。     

环氧树脂改性偏高岭土地聚合物

采用不同液固比、不同掺量的四种环氧树脂改性地聚合物胶体,并研究了环氧树脂掺量对地聚合物力学性能的影响。结果表明:液固比为0.6时,偏高岭土地聚合物的抗压以及抗弯强度达到最大;环氧树脂掺量的变化未能有效提高偏高岭土基地聚合物的抗压强度,而当环氧树脂掺量分别为0.5%及1%时,偏高岭土地聚合物的28d抗弯强度分别提高了7%和22.3%,抗弯韧性分别提高了13.0%和33.3%。继续添加时,强度及韧性反而降低。X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分析显示偏高岭土基地聚合物是以结构致密的无定形物质形式存在,环氧树脂的掺入没有使地聚合物生成新的矿物相,主要起到填隙和交联的作用。     

不同纳米材料对粉煤灰基地聚合物的改性作用

系统研究了不同种类纳米材料对CFA基地聚合物的凝结时间和力学性能的影响,并结合FT-IR研究了其纳米改性作用机制。结果表明,纳米Al_2O_3对凝结时间的影响不大,纳米SiO_2、硅灰与稻壳灰均能够缩短体系的凝结时间,且掺量越大影响越明显。化学合成纳米材料和天然纳米材料均能提高CFA基地聚合物早期抗压强度,其中硅灰的适宜掺量为10%(质量分数),稻壳灰为5%(质量分数)。纳米SiO_2和硅灰的掺入提高了CFA基地聚合物体系无定型凝胶相的聚合度;纳米Al_2O_3和稻壳灰对凝胶相的结构无明显影响。纳米材料通过化学作用、颗粒填充作用和晶种成核作用提高了CFA基地聚合物的抗压强度。