偏高岭土基地质聚合物的制备和力学性能研究

以高岭土为原料,煅烧为具有火山灰活性的偏高岭土,以NaOH,水玻璃为碱激发剂,标准养护条件下制备偏高岭土基地质聚合物。测试样品的力学性能,并利用XRD、SEM、DSC和TG、FT-IR等测试手段来研究矿物组成、反应机理、微观形貌;结果显示:高岭土的煅烧温度为800℃,煅烧时间2h,水玻璃模数为1.3,碱含量15%条件下,抗压强度最高可达72.10MPa。矿物聚合物的28d抗压强度相比于3d,7d有较大幅度提高。     

碱激发偏高岭土基地质聚合物的制备及抗压强度研究

为了响应“双碳”政策节能减排的号召,本文采用偏高岭土和高炉矿渣为原材料制备地质聚合物。以抗压强度为指标优化制备条件,探讨确定影响地质聚合物强度的因素。通过正交试验确定偏高岭土基地质聚合物的最佳配比,通过热重和XRD分析不同温度煅烧的偏高岭土组分。研究结果表明,在高岭土煅烧温度为800 ℃时,偏高岭土基地质聚合物的最佳配合比为氢氧化钠与硅酸钠的质量比为6.5∶1,激发剂的质量掺量为14.2%,其28 d抗压强度能达到46.6 MPa。偏高岭土基地质聚合物抗压强度随激发剂的掺量增加而增大,随氢氧化钠与硅酸钠的质量比的增大先增大后减小,随高岭土煅烧温度的升高先增大后减小。     

地质聚合物合成中偏高岭土活性的快速检测方法研究

提出了一种地质聚合物合成中偏高岭土活性的快速检测方法,用该方法测定一个样品只需4h。试验结果表明:产地相同的高岭土经不同温度活化,其活性大小不同,在800℃煅烧6h后,其活性达到最大值;产地不同的高岭土经相同温度活化,其活性大小相差很大;用该方法所测定的偏高岭土的活性Al2O3和SiO2总量的大小与其地质聚合物硬化体的抗压强度和NH4 交换容量有相关性。     

偏高岭土—粉煤灰基地质聚合物的制备及其性能研究

地质聚合物是一种具有特殊网络结构的新型无机非金属胶凝材料。为了改善地质聚合物的力学性能,采用粉煤灰作为主要原料,液体水玻璃和氢氧化钠作为碱激发剂,将偏高岭土作为填料替代部分粉煤灰,制备了应用偏高岭土的粉煤灰基地质聚合物。对偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物进行了扫描电子显微镜、抗折抗压强度以及折压比等表征,研究了偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物结构以及强度的影响。结果显示：在粉煤灰基地质聚合物中添加偏高岭土会加快强度的形成,并且提高了粉煤灰基地质聚合物的强度。     

KH 560改性偏高岭土基地聚合物耐久性能研究

采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH 560)对偏高岭土基地聚合物进行改性,研究了KH 560用量对改性地聚合物制备的砂浆试件抗压强度、抗折强度、抗冻性能、抗硫酸盐腐蚀性能和结构密实程度的影响,并利用扫描电子显微镜、红外光谱、介孔分析等手段表征了产物结构。结果表明,添加适量KH 560能提高偏高岭土基地聚合物的抗压强度、抗折强度、抗冻性能、抗硫酸盐腐蚀系数和结构密实程度。对于KH 560改性地聚合物来说,随着KH 560用量从1%增至4%,抗压强度和抗折强度均逐渐降低,100次冻融循环后的质量损失率和抗压强度损失率升高,干湿循环28 d后的质量损失率升高、抗硫酸盐腐蚀系数降低,总孔容升高,介孔平均直径增大,结构的密实程度降低;当KH 560用量为1%时,改性地聚合物的耐久性能较佳,抗压强度为43.52 MPa,抗折强度为6.98 MPa, 100次冻融循环后质量损失率为4.47%、抗压强度损失率为17.76%,干湿循环28 d后的质量损失率为0.75%、抗硫酸盐腐蚀系数为0.93,总孔容为0.142 cm²/g,介孔平均直径为7.003 nm。     

偏高岭土对超高性能混凝土流变及纤维分布的影响EI北大核心CSCD

为研究相同流动度下偏高岭土对超高性能混凝土(UHPC)浆体流变性能和静置状态下纤维分布的影响规律,采用流变性能试验、结构重建速率测试和图像分析技术,探讨了偏高岭土对UHPC浆体流变性能的作用机理,并使用结构重建速率表征纤维分散情况。结果表明:流动度相同时,浆体的屈服应力基本相同;随着偏高岭土掺量的增加(5%~10%),UHPC浆体的表观黏度逐渐增加,但其流变特性无明显变化;掺入偏高岭土可以提升浆体的结构重建速率,但减水剂用量的增加会削弱这种提升效果;浆体结构重建速率与静置状态下UHPC中的纤维分散具有良好的相关性,结构重建速率越高,纤维分散越好。     

水热条件下偏高岭土-粉煤灰地聚合物性能研究

通过抗压强度测试和MIP、XRD、SEM分析等方法,研究了偏高岭土与粉煤灰配比对地聚合物性能的影响.结果表明:粉煤灰掺量的增大有利于地聚合物抗压强度的提高,50℃养护3d和7d时,粉煤灰地聚合物抗压强度较偏高岭土地聚合物分别提高了64.7％和116.0％.MIP和SEM分析表明,粉煤灰掺量的增大可有效提高地聚合物的结构致密性,XRD分析表明,粉煤灰掺入偏高岭土中,经碱激发作用在25°～35°间形成了无定型粉煤灰地聚合物的弥散衍射峰,有利于偏高岭土-粉煤灰地聚合物性能的提高.     

高岭土的活化及其地质聚合物的性能研究

研究了4种高岭土在不同煅烧条件下的活化及其地质聚合物的抗压强度和H4 交换容量的变化趋势.试验结果表明:产地相同的高岭土在800℃煅烧6 h后,所合成的地质聚合物的抗压强度和NH4 交换容量达到最大值;产地不同的高蛉土经相同条件煅烧后,所合成的地质聚合物的抗压强度和NH4 交换容量差异很大,这与高岭土的化学成分没有相关性,而与煅烧高岭土在碱溶液中的硅铝溶出率有相关性.     

石灰石微粉与偏高岭土复合对水泥强度和水化产物的影响EI北大核心CSCD

为探究石灰石微粉(LS)与偏高岭土(MK)在水泥中的复合效应,研究了两者以不同质量比复合对水泥砂浆强度的影响,并采用X射线衍射和热重分析研究了三元体系的水化产物。结果表明:LS与MK以1:1复合取代20%的水泥砂浆强度除3 d略低于水泥参比样外,7 d和28 d强度略高于或与参比样相当;复合取代量为30%时,LS与MK以2:1复合与以1:2比例复合,两体系3 d和7 d的强度相当,28 d时,高MK体系(LS/MK质量比为1:2)强度与参比样相当,而高LS体系(LS/MK质量比2:1)强度低于高MK体系约6 MPa;LS与MK以3:1复合取代量为40%时,体系在所研究各龄期的强度均显著降低,3、7 d和28 d强度分别为参比样的54%、55%和75%。LS与MK复合提高了水泥水化程度,强化了CaCO_3与铝质组分反应生成碳铝酸盐的化学效应,碳铝酸盐的衍射强度随龄期延长和复合体系LS的比例增加而增加。两者以适宜比例复合,可强化碳铝酸盐形成并实现与MK火山灰效应的复合,促进复合水泥不同龄期强度发展。     

碱激发冶炼铅渣-偏高岭土复合胶凝材料的制备及水化机理

为探究水玻璃碱激发条件下冶炼铅渣和偏高岭土基复合胶凝材料的力学性能,采用单因素试验与正交试验,研究冶炼铅渣球磨时间、碱当量、碱激发剂模数和偏高岭土与冶炼铅渣的质量比对复合胶凝材料力学性能的影响。利用XRD、SEM和FTIR对复合胶凝材料的水化机理进行综合分析。结果表明:以上因素对复合胶凝材料28 d抗压强度的影响顺序依次为碱激发剂模数、冶炼铅渣球磨时间、碱当量、偏高岭土与冶炼铅渣的质量比;当冶炼铅渣球磨时间为4 h,碱当量为6%(质量分数),碱激发剂模数为1.4,偏高岭土与冶炼铅渣的质量比为3∶7时,复合胶凝材料28 d抗压强度达56.18 MPa;偏高岭土能够促进冶炼铅渣水化,产生更多凝胶和网状结构的硅铝酸盐类晶体填充基体孔隙,对胶凝体系后期强度发展起到促进作用。     

偏高岭土基地质聚合物型氨氮吸附剂制备与表征

偏高岭土基地质聚合物(Metakaolin-based geopolymer,MK-GP)作为一种极具潜力的新型绿色材料常被用做建筑功能材料等.为了研究该材料的吸附性能,以响应面法为基础预测了MK-GP氨氮吸附剂的最佳制备条件.以NaOH浓度、水玻璃投加量、偏高岭土投加量为自变量,以氨氮的平衡吸附量为响应值,结果表明,在NaOH浓度为8.33 mol/L,水玻璃投加量为25.44 g,偏高岭土投加量为88.89 g时,氨氮平衡吸附量有最大值为2.29 mg/g,为城市废水氨氮处理提供了新思路,新材料.     

氰化尾渣制备烧结陶瓷EI北大核心CSCD

以探究氰化尾渣制备烧结陶瓷的可行性为目的,研究了氰化尾渣的化学组成、工艺性能、烧成性能。结果表明：氰化尾渣主要含石英、长石、硫铁矿,其化学成分与陶瓷坯料成分相近,且细度细、流动性好、生坯干燥收缩率小、干燥敏感系数小、干坯强度高。在1120℃保温15min的烧成条件下,烧制的陶瓷吸水率低至1．00％、抗折强度高达56．7MPa,且高温过程中,氰化物被分解,重金属被烧结固化,利用氰化尾渣烧制陶瓷,有望实现氰化尾渣的无害化、资源化利用。     

磷渣对偏高岭土-矿渣地聚合物性能的影响

通过测定不同磷渣掺量时偏高岭土-矿渣地聚合物标准稠度用水量、凝结时间和抗压强度,研究磷渣对地聚合物性能的影响,并利用SEM、XRD分析碱激发地聚合物水化产物。结果表明：磷渣对复合地聚合物标准稠度用水量影响较小,当磷渣掺量由0增至50%,标准稠度用水量由0.34降至0.32;凝结时间随磷渣掺量增大而延长,磷渣掺量50%的试样初凝时间达84min;抗压强度随磷渣掺量增加先增大后减小,当磷渣掺量为25%时,28d抗压强度达到峰值65.5MPa。掺磷渣后地聚合物碱激发产物为无定形玻璃体,片层状产物与C-S-H凝胶交织在一起形成致密的结构。     

碱热预处理电解锰渣对制备地质聚合物的影响

以电解锰渣和粉煤灰的混合物为原料,在水、氢氧化钠和水玻璃混合组成的碱性体系中制备地质聚合物.研究了电解锰渣的碱热预处理方式对试块材料抗压强度的影响,包括碱的种类及添加量、热处理的温度和时间.结果 显示,碱热处理过程中电解锰渣∶氢氧化钠=1∶0.3的质量比混合均匀后,于600℃马弗炉中热处理1.5h后的固体粉料,制备得到的地质聚合物材料的抗压强度效果最佳,达到38 MPa.X-射线衍射(XRD)结果表明,形成的地质聚合物中物质的物相组成发生变化,并且形成了水化硅酸钙.FT-IR结果显示,反应过程中形成了无定型的硅酸盐衍生物.场发射电镜(SEM)结果显示,制备的地质聚合物材料内部结构致密,物质之间相互胶结.     

地聚合物的制备及特性研究

按质量比偏高岭土∶硅酸钠∶氢氧化钠∶填料=50∶54∶4∶5,在常温下混合及养护制备地聚合物,改变高岭土煅烧温度,得到5个地聚合物样品。通过对样品耐火性、耐酸性、耐碱性等方面的研究,得到当高岭土煅烧温度为900℃、时间为2 h时,样品综合性能最优。流变学测量显示,粘度随时间增加、随温度下降,傅立叶红外光谱测量表明,其主要官能团为耐火性能优良的Si—O—Si,Si—O,O—Si—O结构。     

氢氧化钙含量对粉煤灰基和偏高岭土基地聚合物泡沫材料的影响

为研究氢氧化钙含量对地聚合物泡沫材料的影响,以粉煤灰、偏高岭土、氢氧化钙为原料,1.4模数的水玻璃作为碱激发剂,双氧水为发泡剂,制备了不同掺量氢氧化钙的地聚合物泡沫材料。并对其力学性能、矿物组成和微观形貌通过抗压强度试验、X射线衍射仪、红外分光光度计和场发射电子扫描显微镜进行检测和表征。试验结果表明,随着氢氧化钙含量的增加,两种地聚合物泡沫材料的抗压强度和干密度也随之增加。XRD分析结果表明原料的无定形相参与反应,FTIR和SEM-EDS结果表明最终的产物是C-A-S-H凝胶和N-A-S-H凝胶的结合体,并且反应程度随着氢氧化钙的增加而增加。     

偏高岭土对砼耐久性能的影响

偏高岭土（MK）是高岭土经700℃煅烧得到的活性铝硅酸盐矿物材料。试验以5％～25％偏高岭土超细粉等量替代水泥，参照美国ASTMC1202，C441和我国砼抗冻性试验方法T0564—2003对砼的耐久性进行了检测。结果表明：砼中掺加偏高岭土微细粉后，7d，28d强度有较大提高；其抗Cl^-渗透性、抑制碱-骨料反应及抗冻融循环等性能也均优于基准砼；砼流动性优于同掺量硅灰试件，但较基准试件略有下降。     

尖晶石铁酸锌复合材料的制备及其可见光催化性能

为提高尖晶石铁酸锌(ZnFe2O4)对环丙沙星(CIP)的光降解催化活性,采用溶剂热法制备以还原氧化石墨烯(RGO)为基底并负载氧化铋(Bi2O3)的Bi2O3/ZnFe2O4/RGO光催化剂.通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见分光光度计(UV-vis)等对催化剂的微...     

金属Ag负载于X状CeO2的制备及可见光催化性能EI北大核心CSCD

以三氯化铈（CeCl3）和尿素（CO（NH2）2）为原料,采用水热法制备X状CeO2（X-CeO2）,利用光沉积法制备Ag负载于X-CeO2的负载型催化剂Ag／X—CeO2。考察了X—CeO2的制备参数和催化剂Ag／X—CeO2对罗丹明（RhB）的可见光催化降解性能。结果表明：在Ce^3＋／urea摩尔比1：6、Ce^3＋／表面活性剂（PVP）质量比1：3、反应温度160℃和反应时间60min条件下制备出长度20μm、宽度4μm的X-CoO2。金属Ag能够改善X-CeO2的可见光催化活性,Ag负载量8%的催化剂8-Ag/CeO2对RhB呈现出最好的光降解活性,循环使用5次后光催化活性轻微降低。这是因为金属Ag粒子的表面等离子体共振效应和Ce^4＋／Ce^3＋氧化还原对的协同作用提高了光生电子的快速移除和实现光电电子-空穴对的高效分离。     

水玻璃-Na2CO3激发富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物的制备及性能

本文使用正交试验法,研究了富镁镍渣与粉煤灰的质量比、复合碱激发剂(水玻璃-Na₂CO₃)掺量及水胶比对富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物力学性能的影响,通过XRD、SEM、EDS及TG等测试方法对水化产物进行表征。结果表明,最优试样28 d抗压强度可达37.50 MPa。XRD结果显示,7 d与28 d的水化产物中含有水化硅酸钙凝胶,结合SEM、EDS分析可知,产物中还有菱沸石(N-A-S-H)与钠镁硅铝酸盐(N-M-A-S)无定形凝胶相,这些凝胶相是地质聚合物强度增加的主要原因。