矿渣-粉煤灰地质聚合物制备及力学性能研究

以矿渣、粉煤灰为原料,以硅酸钠和氢氧化钠为激发剂,制备了矿渣-粉煤灰基地质聚合物,测试了不同配合比下矿渣-粉煤灰基地质聚合物的7 d、14 d和28d的抗压强度.结果表明:当水胶比为0.3,氢氧化钠和硅酸钠的质量比为0.63,矿渣与粉煤灰的质量比为2,标准养护条件下,矿渣-粉煤灰基地质聚合物的7 d、14 d和28 d龄期的抗压强度分别达到57.0 MPa、69.0 MPa和84.3 MPa.     

玻璃微粉和粉煤灰制备地质聚合物的实验研究

以粉煤灰和玻璃微粉为主要原料,水玻璃作激发剂制备了玻璃微粉粉煤灰基地质聚合物.讨论了玻璃微粉掺量、水玻璃掺量及模数、水灰比、养护温度各因素对制品抗压强度的影响.得出了优化的工艺条件为:水玻璃掺量12％,水灰比0.35,玻璃微粉掺量30％,养护温度40℃,水玻璃模数1.6.制备出了凝结时间正常,早强高强的地质聚合物.     

粉煤灰地质聚合物材料工艺条件和性能研究

以粉煤灰为硅铝成分的主要来源,制备了地质聚合物材料,重点探讨了激发荆的陈化时间、固液混料时的搅拌时间、养护温度、养护时间、养护方式等工艺参数对材料力学性能的影响.结果表明,通过工艺条件优化,地质聚合物材料抗压强度将有大幅度增加.实验获得了理想的工艺条件为:激发剂陈化24～48h,固液混合搅拌时间10～15min,在60～80℃范围内湿法养护时间24h后,自然放置.实验制备的粉煤灰地质聚合物材料1d抗压强度可以达到27.2MPa.28d可以达到42.5MPa.     

高钙粉煤灰对混凝土凝结时间的影响

用高钙粉煤灰取代水泥的比例为0—100%（按质量计算）,超量系数1.25。粉煤灰来源和掺量对混凝土的初凝和终凝都有影响,当掺量在一定范围内变化时,混凝土通常发生缓凝;但超过一定量时,则发生速凝。     

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)。     

粉煤灰掺量和细度对凝结时间的影响

对掺量0％～50％及六种不向细度粉煤灰水泥浆体的凝结时间进行了研究。结果表明，粉煤灰掺量对水泥浆体的凝结时间有明显的延缓作用，并且其延长程度随粉煤灰掺量的增加而增大，而粉煤灰的细度对凝结时间的影响不显著，但粉煤灰磨细后，由于活性点增多，凝结时间略有缩短。     

偏高岭土基地质聚合物的配合比及养护条件对其力学性能及凝结时间的影响研究

本文以煅烧得到的偏高岭土为原料,以氢氧化钠与水玻璃作为复合碱性激发剂制备地质聚合物,系统考察了氢氧化钠、硅酸钠和水等组分含量的变化,对地质聚合物力学性能及凝结时间的影响;以及在最优激发剂配合比的选择下,不同的养护条件对于地聚物力学性能的影响.研究结果表明:地聚物力学性能及凝结时间随氢氧化钠用量增加先提高后降低;且影响作用趋于一致.水的用量对地聚物的强度基本无影响,但对凝结时间影响较大.适当提高养护温度可以提高地质聚合物的强度,适当延长养护时间可以提高地质聚合物的早期强度.     

碱激发高钙粉煤灰地质聚合物的强度特性

本文研究了高温养护时间、高温养护前的时间延迟、养护温度以及用碱量对高钙粉煤灰地质聚合物抗压强度的影响.结果表明:高温养护时间为3d时,高钙粉煤灰地质聚合物的抗压强度达到最大值;超过3d后强度变化不明显;高温养护前适当的时间延迟在一定程度上有益于强度的发展.随着养护温度的升高,抗压强度近似线性增长;养护温度达到为75℃时,抗压强度达到最大值50.8 MPa;之后随温度的升高强度降低.当NaSiO3/NaOH为1.5时,高钙粉煤灰地质聚合物的强度最高.     

粉煤灰掺量和细度对水泥凝结时间的影响

研究了不同掺量、不同细度的几种粉煤灰对水泥凝结时间的影响。结果表明，粉煤灰对水泥凝结时间有很明显的延缓作用，并且其延缓程度随粉煤灰掺量的增加而增大，而粉煤灰的细度对水泥凝结时间的影响不显著。     

室温碱激发低钙粉煤灰地质聚合物配比试验研究

为得到室温下粉煤灰与碱激发剂质量比、水玻璃与氢氧化钠溶液质量比和氢氧化钠溶液摩尔浓度对粉煤灰地质聚合物力学性能的影响,以低钙粉煤灰为原料,制备了地质聚合物胶凝材料。采用正交试验方法,分析粉煤灰地质聚合物抗压强度,探讨碱激发剂配比对粉煤灰地质聚合物力学性能的影响,结合SEM、XRD和FTIR对试样进行表征,并对该材料的应力-应变曲线进行了研究。结果表明:粉煤灰地质聚合物的抗压强度随着激发剂掺量的减少而增大,水玻璃在激发剂中的比值与粉煤灰地质聚合物的抗压强度呈现正相关,其中粉煤灰与碱激发剂质量比为1.8,水玻璃与氢氧化钠溶液质量比为2.5且氢氧化钠溶液的浓度为10 mol/L时,120 d龄期的抗压强度可达51.98 MPa。对应力-应变曲线分析得出,在一定程度上,激发剂的掺入量对粉煤灰地质聚合物的破坏应变和弹性模量有较大影响。SEM、XRD和FTIR分析表明随着养护时间增长,胶凝材料体系内结构更致密,生成了更多的硅铝酸盐凝胶。     

粉煤灰基地聚合物反应机理及各组分作用的研究进展

地聚合物指采用天然矿物或固体废弃物及人工硅铝化合物为原料,在高碱性条件下通过矿物缩聚而形成的由硅氧四面体与铝氧四面体组成的三维网状聚合胶凝材料。地聚合物兼有陶瓷、水泥、高分子材料的特点,是近年来国内外新型绿色胶凝材料研究的热点。针对粉煤灰基地聚合物反应机理综述了国内外研究现状;介绍了 Glukhovsky 模型、受碱激发的描述性机理模型、纳米结构模型以及体积分数量化模型;并重点介绍了碱、硅铝组分、钙组分和水在地聚合反应中的作用。     

Fly Ash-based Geopolymer Lightweight Concrete Using Foaming Agent

In this paper, we report the results of our investigation on the possibility of producing foam concrete by using a geopolymer system. Class C fly ash was mixed with an alkaline activator solution (a mixture of sodium silicate and NaOH), and foam was added to the geopolymeric mixture to produce lightweight concrete. The NaOH solution was prepared by dilute NaOH pellets with distilled water. The reactives were mixed to produce a homogeneous mixture, which was placed into a 50 mm mold and cured at two different curing temperatures (60 °C and room temperature), for 24 hours. After the curing process, the strengths of the samples were tested on days 1, 7, and 28. The water absorption, porosity, chemical composition, microstructure, XRD and FTIR analyses were studied. The results showed that the sample which was cured at 60 °C (LW2) produced the maximum compressive strength for all tests, (11.03 MPa, 17.59 MPa, and 18.19 MPa) for days 1, 7, and 28, respectively. Also, the water absorption and porosity of LW2 were reduced by 6.78% and 1.22% after 28 days, respectively. The SEM showed that the LW2 sample had a denser matrix than LW1. This was because LW2 was heat cured, which caused the geopolymerization rate to increase, producing a denser matrix. However for LW1, microcracks were present on the surface, which reduced the compressive strength and increased water absorption and porosity.     

土聚水泥技术在飞灰资源化中的应用

固体废物焚烧处理技术在我国日益得到推广应用,这导致我国垃圾焚烧飞灰产量巨大.垃圾焚烧飞灰中含有浸出毒性较高的重金属,属危险废弃物.但飞灰中含有丰富的活性组分,可以作为合成材料的原料而加以综合利用.飞灰基土聚水泥作为一种新型碱激活胶凝材料,可以大大降低飞灰中重金属的浸出毒性,同时具有较高的抗压强度.本文在介绍土聚水泥聚合机理的基础上,从飞灰预处理、外加硅铝原料的添加、碱激发剂浓度和掺量、水灰比、骨料、养护条件等方面阐述了对飞灰基土聚水泥强度和重金属浸出毒性的影响,最后对飞灰基土聚水泥重金属浸出毒性方面研究提出了建议.     

粉煤灰基矿物聚合材料抗压强度与其物相关系研究

本文以粉煤灰、矿渣、铁尾矿为原料制备矿物聚合材料,以7d抗压强度为指标,对主要影响因素进行了四因素三水平正交试验,表明当粉煤灰/矿渣=80％/20％,尾矿掺量=20％,液固比=0.22,NaOH/水玻璃=60％/40％时,所得粉煤灰基矿物聚合材料制品7d抗压强度可达100.67 MPa,并以试验验证之.在此基础上,利用扫描电镜和X射线分析方法,对不同抗压强度的制品进行了微观结构和物相分析,结果表明,制品中非晶相的含量与粉煤灰基矿物聚合材料的抗压强度关系密切,随着制品中菲晶相物质含量增加,制品7d的抗压强度也在逐步增加.该研究为粉煤灰基矿物聚合材料的材料设计提供了基础数据.     

粉煤灰-矿渣基矿物聚物的强度影响因素及机理分析

试验以三种不同化学成分的粉煤灰与矿渣组成二元胶凝体系,在碱硅酸盐激发下制备了粉煤灰-矿渣基矿物聚合物.研究了粉煤灰中CaO的含量、形态以及碱硅酸盐激发剂模数对所制备矿物聚合物抗压强度的影响规律,并结合NMR、XRD和SEM等微观测试手段分析了其作用机理.试验结果表明:粉煤灰中非晶态CaO含量越高,粉煤灰-矿渣基矿物聚合物的抗压强度越大;粉煤灰中晶态CaO含量高是导致后期强度倒缩的主要原因;随着碱硅酸盐激发剂模数的增大,粉煤灰-矿渣基矿物聚合物的抗压强度先增大后减小,当激发剂模数为1.2时,抗压强度最大.     

粉煤灰基地质聚合物的研究进展

论述了粉煤灰基地质聚合物的特殊网状结构,激发剂的类型和配比,养护制度和应用方面的国内外研究情况,并对粉煤灰基地质聚合物的发展进行了展望.     

粉煤灰地聚物反应体系下的反应动力学研究

本文以实验数据为基础,利用“Jander”动力学方程,借助现代分析手段,对粉煤灰地聚物反应体系下的反应动力学进行了研究。主要研究内容有：液固比对粉煤灰在强碱体系下反应过程的影响;粉煤灰在地聚物体系下反应动力学阶段的划分;温度及碱浓度对动力学各反应阶段的影响以及地聚物宏观强度产生的机理等。研究结果表明：液固比的降低会造成反应速率的下降,固相产物形成所需的反应程度提前及反应产物形态的变化;地聚物反应过程以动力学方程模型中N＝2和N＞2以扩散反应阶段为主;温度的升高在提高各阶段反应速率的同时可降低反应时长。碱浓度的升高可有效提高各阶段的反应速率。粉煤灰主体与反应产物在化学成分上的明显差异与地聚物反应过程及其宏观强度的形成有密切关联。     

粉煤灰生产地聚水泥的研究现状及效益展望

研究发展节能、环保、耐久性能好的建筑材料是社会可持续发展之需，地聚水泥就是一种在工艺、性能、用途等方面集有机高聚物、陶瓷、水泥等多种材料之特性为一体的材料。文章详细总结了用粉煤灰生产地聚水泥的研究现状和发展概况，全方位展望了粉煤灰地聚水泥的成本优势、能源优势、资源优势和环境优势。     

钙对F-型粉煤灰基地聚物性能的影响

在F-型粉煤灰原料中分别加入氧化钙、氢氧化钙和硫酸钙,制备F-型粉煤灰地聚物(FFAG)和加钙F-型粉煤灰地聚物(Ca-FFAG),探索钙盐对地聚物机械性能、坯体收缩和抗腐蚀性的影响,通过扫描电子显微镜、能谱和X射线衍射研究不同钙盐对F-型粉煤灰地聚物性能的影响.结果表明:钙的加入提高了F-型粉煤灰地聚物早期强度和抗腐蚀性,同时减少了坯体的收缩,硫酸钙比氧化钙和氢氧化钙更有效.