碱偏高岭土矿渣地聚合物砂浆强度及新拌性能研究

采用水玻璃作为激发剂,采用偏高岭土和矿渣作为固体前驱体,研究了不同水玻璃模数、不同碱当量和不同偏高岭土掺量对碱偏高岭土矿渣地聚合物水泥砂浆流动度、凝结时间、强度和粘度特性的影响,并基于牛顿内摩擦定律,推导了砂浆剪切应力与剪切速率的相关关系.结果 表明:碱偏高岭土矿渣水泥砂浆流动度和强度均随水玻璃模数和偏高岭土掺量增大而降低.凝结时间随偏高岭土掺量的增大而增加,随水玻璃模数增大逐渐增大.经过推导,发现碱偏高岭土矿渣水泥砂浆剪切应力与剪切速率呈线性关系.关系式中的屈服应力和塑性粘度均随偏高岭土掺量和水玻璃模数增大而增大.     

煅烧高铝煤矸石-矿渣-水玻璃系地聚合物材料的研究

根据地聚合物合成原理，采用煅烧高铝煤矸石-磨细矿渣-水玻璃系合成地聚合物类材料。深入研究了高铝煤矸石-矿渣-水玻璃系统材料的制备、性能的测试评价、水化硬化机理和最优制备工艺参数选择。材料中矿渣对早期强度起主要作用，煅烧高铝煤矸石对后期强度贡献较大。在矿渣和高铝煤矸石质量比处于合理状态时，材料各龄期强度均较优。高铝煤矸石类地聚合物材料的抗压强度随水玻璃模数的减小而增大，随水玻璃掺量的增大而增大，随液胶比的减小而增大。水玻璃模数为1．049，矿渣与煅烧高铝煤矸石的配比为4：6，激发剂掺量为22％，液胶比为0．35时，复合材料28d抗压强度达到了41．7MPa。     

矿渣活性激发过程中铝硅酸盐物质结构变化的NMR探析

在实验室条件下分别采用石灰+碳酸钠或不同模数的水玻璃激发粒化高炉矿渣,对矿渣-碱体系不同养护龄期的强度进行了跟踪测定,结果表明,矿渣-水玻璃体系的强度发展随激发剂种类不同而变化,当水玻璃模数为M1和M2时最佳掺量为14%,模数为M3时最佳掺量为10%,用石灰和碳酸钠作激发剂时强度稍低.借助于29 Si和27al NMR方法对矿渣-碱体系硬化过程中铝硅酸盐物质结构的变化规律进行了探析,结果表明,原始矿渣粉中Si以单体的形式(Q0)存在,al以4配位的形式存在.在石灰+碳酸钠或水玻璃的作用下,矿渣粉中的Si逐渐转变成Q1和Q2.采用水玻璃作为激发剂的场合矿渣粉中Q0向Q1和Q2转变的速度和程度大于采用石灰+碳酸钠作为激发剂的场合;在石灰+碳酸钠或水玻璃的作用下,矿渣粉中的al由原来的4配位逐渐转变成6配位,随着反应时间的延长矿渣-碱体系中6配位al的比例逐渐变大,水玻璃激发剂模数减小同一反应时间下6配位al的比例也相应增加.     

橡胶颗粒表面改性及对水泥砂浆强度的影响研究

以水玻璃和NaOH为橡胶颗粒表面改性剂,比较了两种改性剂改性增强橡胶颗粒-水泥砂浆强度的效果,并考察了水玻璃的模数和浓度对橡胶颗粒表面改性增强水泥砂浆效果的影响.通过SEM和FT-IR分析了NaOH和水玻璃表面改性橡胶颗粒的机理.实验结果表明:水玻璃表面改性橡胶颗粒增强橡胶颗粒-水泥砂浆的效果优于NaOH.水玻璃改性的橡胶颗粒,表面更加粗糙,覆盖块状凝胶凸起,同时表面存在-OH基团和Si-O基团更利于橡胶颗粒与水泥水化产物的结合.随水玻璃模数、浓度增大,水玻璃改性橡胶颗粒-水泥砂浆试样强度逐渐增大,模数对改性效果的影响更明显.     

碱矿渣水泥石碳化产物研究

碱矿渣水泥水化产物不同于硅酸盐水泥,会产生不同的碳化行为.以水玻璃与NaOH为碱组分制备碱矿渣水泥石,采用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FF-IR)与综合热分析(TG-DSC)研究了碱矿渣水泥石的碳化产物.结果表明:碱矿渣水泥石碳化生成的CaCO3的存在形式主要为方解石,球霰石和文石含量较少,随碳化龄期延长,文石与球霰石含量增加;以模数1.0～1.5的水玻璃为碱组分的碱矿渣水泥石碳化后,出现钠的碳酸盐结晶相;碱矿渣水泥石碳化脱钙后生成富硅的C-S-H凝胶,C-S-H凝胶的聚合度增加.     

水玻璃碱浓度和模数对碱矿渣胶凝材料孔隙液化学组成影响试验研究

利用固液萃取法提取碱矿渣胶凝材料孔隙液,对孔隙液碱度和各离子浓度进行表征,并与硅酸盐水泥进行对比.同时研究了水玻璃碱浓度与模数对碱矿渣胶凝材料孔隙液化学组成的影响.结果表明:碱矿渣胶凝材料孔隙液的pH值较硅酸盐水泥低;孔隙液中的离子以钠为主.碱矿渣胶凝材料孔隙液中钠、硅、硫离子浓度随着水玻璃碱浓度的增加而增加;钙、镁、铝离子浓度则随着水玻璃碱浓度的增加基本呈下降趋势.碱矿渣胶凝材料孔隙液中钠离子和钾离子浓度随着模数的提高先上升后下降,在模数为1.5时达到最大,而钙、镁、铝离子浓度则在水玻璃模数为1.5时达到最低,水玻璃模数对孔隙液中硅、硫离子浓度没有显著的影响.随着水玻璃碱浓度的升高,碱矿渣胶凝材料孔隙液pH值呈上升趋势;随着水玻璃模数的增大,碱矿渣胶凝材料孔隙液pH值基本呈现出先增大后减小的趋势,pH值在水玻璃模数为1.5时达到最大值.     

碱-磷渣水泥的研究

碱-矿渣水泥具有较高的强度,它的其它物理力学性能也均优于硅酸盐水泥。本文研究了用水玻璃和粒化电热磷渣来生产碱-磷渣水泥时,水玻璃的模数、磷渣中可溶性磷及水固比对碱-磷渣水泥特性的影响。实验结果表明:水玻璃模数对碱-磷渣水泥的性能有较大的影响;可溶性磷对碱-磷渣水泥的凝结时间几乎无影响;增大水固比,对碱-磷渣水泥的早期水化及强度都不利。     

碱激发矿渣水泥基材料收缩性能研究

通过XRD、SEM、TGA等方法研究了膨胀剂掺量、碱当量、水玻璃模数对碱矿渣水泥砂浆干燥收缩、质量损失的影响。结果表明：氧化钙膨胀剂的加入会使矿渣产生膨胀现象,且随膨胀剂掺量（6%~10%）的增加,膨胀值增大;而氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂的加入对矿渣的收缩无改善效果。XRD及SEM测试结果表明,氢氧化钙是氧化钙膨胀剂在矿渣中的主要膨胀源;掺加氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂后未生成钙矾石相,是其未能改善矿渣收缩的主要原因。水玻璃模数及碱当量都会影响膨胀剂在矿渣中的作用效果。膨胀剂的加入会降低矿渣在干燥条件下的质量损失及体系游离水含量,其中氧化钙膨胀剂对两者的降低幅度更大。     

碱激发矿渣胶凝材料的试验研究

影响碱激发矿渣胶凝材料性能的因素有很多,该文系统地探讨了水玻璃模数、水玻璃掺量、水灰比、养护条件及复合粉料比例等因素对碱激发矿渣胶凝材料凝结时间和强度的影响规律.结果表明:碱胶凝材料凝结时间主要取决于溶液中碱离子浓度;水玻璃模数为1.4,掺量为8％时,碱胶凝材料强度最高;提高养护温度有助于抗压强度的增长,普通硅酸盐水泥与水玻璃配合,可作为复合激发剂使用.     

氢氧化钾-钠水玻璃激发剂对碱激发矿渣胶凝材料性能的影响

采用氢氧化钾调节钠水玻璃模数制备复合碱激发剂,以钠水玻璃模数、碱掺量为变量,分析氢氧化钾对钠水玻璃激发矿渣胶凝材料性能的影响,研究氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料在流动度、凝结时间及抗压强度等方面的变化规律。结果表明,氢氧化钾-钠水玻璃复合激发剂的激发效果优于单一钠水玻璃激发剂。当钠水玻璃模数为1.2、碱掺量为8%(质量分数)时,氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料流动度可达240 mm,7 d、28 d抗压强度可达98.88 MPa和104.59 MPa,比同等条件下的钠水玻璃激发矿渣胶凝材料7 d、28 d抗压强度分别提高了16.7%和22.9%。