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。     

粉煤灰地质聚合物凝结时间的研究

本文研究了水量、碱量、水玻璃量和矿渣对粉煤灰(FA)地质聚合物凝结时间的影响.用扫描电子显微镜(SEM)对样品微观形貌进行了表征,用核磁共震(~(29)SiNMR)对激发剂的结构进行了表征.结果表明:H_2O/FA比对凝结时间影响较大,当H_2O/FA比从0.29增加到0.36,终凝时间由120 min增加到280 min;NaOH/FA比对凝结时间和抗压强度的影响一致,它们均随NaOH/FA比的增加而提高,当NaOH/FA比为0.1时,终凝时间最长为200 min,抗压强度最高为70 MPa;Na_2SiO_3/FA比对地质聚合物凝结时间影响不大;加入矿渣使凝结时间明显缩短.粉煤灰地质聚合物的凝结时间可以通过H_2O/FA质量比、NaOH/FA质量比和加入矿渣进行调节.     

养护条件对粉煤灰基地质聚合物变形行为的影响

为阐明不同养护条件下粉煤灰基地质聚合物的变形机制和合理评价地质聚合物中ASR安全性,分别研究了常温和38℃湿气养护(＞95％R.H.)、80℃1 mol/L NaOH溶液浸泡及150℃10％ KOH溶液压蒸等养护条件对粉煤灰基地质聚合物变形行为的影响,并采用XRD、SEM研究了产物的组成和微观结构.结果表明:地质聚合物试体在不同养护条件下的化学反应和变形显著不同;(1)无外碱介质介入时,地质聚合物试体在所测龄期内均收缩.升高温度可加快地质聚合反应速率,缩短地质聚合产物结构达到稳定的时间;(2)高温养护和外碱介入,促进地质聚合产物由凝胶向沸石转变,可补偿聚合过程伴随的收缩,甚至呈现总体膨胀.采用适于OPC体系的高温、高碱快速检测AAR的检测方法评价地质聚合物体系的碱集料反应时需考虑基体的变形.     

三聚氰胺减水剂对碱激发超细偏高岭土基地质聚合物流动性和力学性能的影响

以超细偏高岭土(UMK)为原材料,研究了三聚氰胺减水剂(MWR)对碱激发偏高岭土基地质聚合物的流动性能和力学性能的影响.采用流变学方法表征地聚物净浆的流动性,结合凝结时间实验、含水率实验和力学性能实验研究了MWR在地质聚合反应中的作用.通过SEM、FTIR和XRD等分析手段研究反应产物的微观形貌、化学结构和矿物组成,以揭示MWR的作用机理.结果 表明,MWR与UMK相容性不好,MWR掺量为2wt％和4wt％时对地聚物净浆的流动性有一定改善,但掺量6wt％时明显促进了净浆的流动度损失.MWR的掺入改变了地聚物的孔隙结构,促进了水分的散失,从而使抗压强度随MWR掺量的增大而先减小后有所回升.     

矿粉掺量对偏高岭土基地聚合物性能和结构影响

以高炉矿渣、偏高岭土、水玻璃和氢氧化钠为主要原料,制备矿粉-偏高岭土体系地聚合物。通过调节矿粉掺量(0%~50%范围内),研究钙组分含量对地聚合物抗压强度、凝结时间、物相组成和微观结构的影响。结果表明:当矿粉掺量为30%时,地聚合物样品310 min初凝,395 min终凝,1、3、7和28 d抗压强度分别达到52.8、73.9、87.1和102.3 MPa,达到快凝、早强和高强的目的。     

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。     

粉煤灰-偏高岭土基地质聚合物胶凝材料的研究

研究了以粉煤灰替代偏高岭土为主要原料制备的地质聚合物胶凝材料的抗压强度,并用SEM观察其微观形貌。结果表明,用含有质量分数20%、40%、60%粉煤灰替代偏高岭土为原料制得的地质聚合物,其受压破坏面物相成分较杂乱,有较多的球状粉煤灰颗粒和裂缝;与单用偏高岭土作原料制备的地质聚合物相比,试样各龄期抗压强度值均不高。     

减水剂对赤泥-粉煤灰基地质聚合物性能的影响

针对地质聚合物需水量大、黏度高的问题,研究了木质素磺酸钠(SL)、聚羧酸减水剂(PC)、萘系减水剂(N)、三聚氰胺系减水剂(M)对赤泥-粉煤灰基地质聚合物性能的影响。通过FTIR、XRD、SEM-EDS分析了减水剂在碱溶液中的稳定性及其对赤泥-粉煤灰基地质聚合物物相、形貌和结构等的影响。结果表明,在相同液固比情况下,四种减水剂均可提高浆体流动度,流动度提高幅度从大到小依次是N、M、SL、PC。掺量不高于原料质量的0.50%时,SL与N对抗压强度有改善作用,对抗压强度的影响由优到劣依次是N、SL、M、PC。减水剂的掺入不会改变地质聚合物的物相组成,SL与N在碱溶液中相对稳定,但是PC与M在碱溶液中的稳定性较差。SL、PC、N、M的最佳掺量分别为0.50%、0.75%、0.50%、0.50%(质量分数)。     

偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间及早期力学性能的影响

研究了水胶比为0.4,水玻璃模数为1.4及Na2O含量为10％(质量分数)时,单掺偏高岭土与复掺偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间和早期力学性能的影响.结果 表明,两种复合方式对碱-矿渣复合胶凝材料均有缓凝作用,但复掺时的缓凝效果更明显.单掺时,碱-矿渣复合胶凝材料的早期抗折、抗压强度和折压比基本不随偏高岭土掺量的变化而变化,但其28 d粘接强度随偏高岭土掺量的增加而增大.复掺时,碱-矿渣复合胶凝材料早期抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小;与单掺时相比,该复合胶凝材料72 h抗折强度和折压比分别提高了40％和64％.除此之外,复掺时该复合胶凝材料28 d粘接强度比单掺时提高了45％,但粉煤灰掺量的影响较小.     

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。     

乳化沥青/地质聚合物复合材料的制备及力学性能研究

本文研究了乳化沥青/地质聚合物复合材料的不同成型工艺、不同养护温度以及不同乳化沥青掺量对材料性能的影响.以复合材料的抗压强度、抗折强度和弹性模量为指标,并采用了SEM、XRD对试件断面以及样品进行了分析.结果表明复合材料最佳养护温为60℃,随着乳化沥青掺量的提高,复合材料的抗压强度有所降低,抗折强度先小幅升高,后下降并趋于一个平稳值,材料的弹性模量降低明显;通过断裂曲线,结合SEM、XRD,对复合材料的成型工艺和断裂机理进行了简单分析,可发现复合材料的断裂模式由原来的脆性断裂变为假塑性断裂模式.结果表明该材料具有凝结硬化时间合适、力学性能好,制备的复合材料最高抗压强度超过普通沥青混凝土、抗折强度可达17.9 MPa、弹性模量最低可至400 MPa.     

石灰石粉对硅铝质地聚合物工作性能和力学性能的影响

在偏高岭土地聚合物中分别外掺0 ～ 30％石灰石粉制备偏高岭土-石灰石地聚合物,研究石灰石粉掺量对地聚合物工作、力学性能的影响.结果表明:15％石灰石粉掺量能够明显改善地聚合物的扩展度但同时浆体粘度随掺量提高而增加;石灰石粉延缓了地聚合物早期强度发展,但对后期强度无明显副作用.     

粉煤灰地聚合物力学性能影响因素研究综述

粉煤灰地聚合物是以粉煤灰为硅铝质原料制备的,具有强度高、耐高温、耐腐蚀、有效固封金属离子等优点.但它固有的脆性以及需高温养护才能快速获得高强度的特点限制了其运用范围,而以纤维作为增强材料不仅可以提高粉煤灰地聚合物的强度,还可以改善其延性和韧性.本文主要从粉煤灰原料特性、碱激发剂、养护制度和增强材料四方面入手,重点阐述了...     

二段硫化条件对均聚氯醚橡胶(CO)性能的影响

研究了二段硫化条件(硫化温度和硫化时间)对均聚氯醚橡胶(CO)基本性能和压缩永久变形性能的影响。结果表明,二段硫化温度越高,硫化时间越长,胶料的拉伸强度和定伸应力越大,硬度越高;而撕裂强度、伸长率、拉断永久变形以及压缩永久变形越小,其中胶料的硬度、拉伸强度、伸长率、压缩永久变形在一定时间后基本上趋于平衡,较好的二段硫化条件为150℃～160℃×3～4h。     

稻壳灰的制备及其对地聚物力学性能的影响

以稻壳为原料,研究稻壳在不同酸预处理条件和不同煅烧条件下制备得到的稻壳灰在表观性能、元素成分、反应活性、物相结构和微观结构等方面的特性差异及其对偏高岭土基地聚物力学性能的影响,确定稻壳灰最佳制备条件。结果表明,盐酸预处理会显著提高稻壳灰中无定形SiO₂的纯度,高达98.354%(质量分数)。经酸预处理的稻壳在550 ℃下煅烧60 min即可煅烧完全,稻壳灰反应活性最高。酸处理后的稻壳灰使地聚物的孔隙结构更加致密,550 ℃稻壳灰地聚物(10%(质量分数)稻壳灰+90%(质量分数)偏高岭土)28 d抗压强度最高,达53.3 MPa。通过综合影响分析,得到稻壳灰的最佳制备条件为:经2.5%(质量分数)盐酸溶液浸泡1 h后,550 ℃煅烧1 h。     

养护工艺对DHRS-FA地质聚合物材料强度的影响

以粉煤灰(FA)、铸造旧砂热法再生粉尘(DHRS)为原料,在水玻璃型碱性激发液的激发作用下研究制备了DHRS-FA地质聚合物材料(铸造旧砂热法再生粉尘-粉煤灰基地质聚合物材料).为了探讨不同的养护工艺对DHRS-FA地质聚合物材料强度的影响,研究了自然养护、湿养养护、高温蒸养(40℃、60℃、80℃)养护对地质聚合物强度的影响.结果表明:试样在高温养护工艺下,其早期抗压强度形成较快,且优于自然养护和湿养养护工艺下试样形成的抗压强度;试样在高温养护工艺下,中期和后期抗压强度趋于自然养护试样的抗压强度;而湿养条件下养护的试样抗压强度最差.     

冲击荷载下水工地聚物混凝土的力学性能

本文利用直径100 mm的分离式霍普金森压杆试验系统,研究了不同应变率下长期水环境作用对地聚物混凝土动态力学性能的影响.结果表明:GC试件的动压强度、动压韧性随应变率增大而增大,表现出明显的应变率效应;水环境下,GC试件静压强度低于干燥试件,随应变率增大,试件动压强度提升幅度较大,动压强度高于干燥试件.水环境提升了GC试件动压强度的率敏感性.同时,GC试件动压韧性受水环境影响较小,但试件的动弹性模量大于干燥试件,变形能力降低.     

潜伏固化剂对脲醛模塑料性能的影响

通过对2个系列合成固化剂与现有复配氯化铵和邻苯二甲酸固化剂(CB)进行固化成型和差示扫描量热分析研究。结果表明:合成固化剂加入量为脲醛树脂量的0.5%时最佳。与CB相比,合成固化剂的起始温度提高了30～50℃,峰温提高了10℃左右。综合考虑合成固化剂的固化特性、固化样品的力学性能以及成型外观,在2个系列固化剂中②b效果最佳。     

硫化温度和时间对胎面胶性能的影响

研究了硫化温度和时间对胎面胶硫化特性、物理性能、耐磨性能和压缩温升的影响。结果表明,随着硫化温度降低和时间延长,F_(max)、F_(max)-F_L和定伸应力整体上呈增大趋势,拉伸强度和撕裂强度先增大到一个极值后减小;耐磨性能逐步提高;压缩温升从135℃开始逐步降低,生热性能提高。