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为了降低注浆材料中水泥的使用和开发新型的注浆材料,以粉煤灰和矿渣为前驱体,采用碱激发的方式制备了地质聚合物注浆材料。采用聚丙烯纤维对注浆材料性能进行优化,研究了纤维对地质聚合物注浆材料工作性、力学性能和微观结构的影响。研究结果表明:添加纤维可以提高地质聚合物注浆材料的凝结时间和降低材料的流动性;纤维的掺入显著提高了地质聚合物注浆材料的抗压强度、抗折强度和抗冻性能,同时纤维还能降低材料的干燥收缩率;综合试验结果得出纤维的最优掺量为3%。微观结构测试结果表明添加纤维后,地质聚合物注浆材料的微观结构更加均匀和致密。纤维可以作为地质聚合物注浆材料中的微集料以优化材料的性能。 相似文献
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水玻璃激发矿渣制备纳米地质聚合物研究 总被引:1,自引:0,他引:1
采用扫描电镜(SEM)、结合能量散射X-射线能谱分析(EDXA)、场发射扫描电镜(FESEM),对水玻璃激发矿渣细粉水化产物的生成及发展进程中的微观形貌进行了系统的研究.在水化早期,矿渣玻璃体快速解体,形成大量的硅溶胶和铝溶胶覆盖于矿渣表面;随着龄期的延长,硅铝溶胶之间发生缩聚反应,生成相互搭接的树枝状网络结构的地质聚合物凝胶体,表明矿渣玻璃体的解体是一个形成溶胶的过程.而缩聚反应是一个形成凝胶的胶凝过程.纳米地质聚合物结构密实,抗压强度从1d的26.5MPa增至28d的60.IMPa.地质聚合物是由20nm左右的颗粒搭建成的网络结构所组成. 相似文献
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煤气化粗渣可以作为前驱体制备地质聚合物,其耐高温性需要进一步探究。本文分别对煤气化粗渣中掺入10%TiO2、30 粉煤灰和30%矿渣制备的地质聚合物进行高温处理,探究在不同温度下4种28 d地质聚合物的热稳定性。结果表明,在100 ℃时,样品抗压强度与常温时相差不大;在200 ℃、400 ℃和800 ℃时,4种样品的抗压强度均出现不同程度的下滑,其中强度衰减最为明显的是掺入矿粉的样品,强度衰减较小的是掺入TiO2的样品;随着温度的升高,地质聚合物出现了开裂现象,在100 ℃和200 ℃时仅煤气化粗渣地质聚合物有开裂现象,在400 ℃时仅掺入TiO2的地质聚合物未开裂,在800 ℃时所有地质聚合物均开裂。掺入TiO2的地质聚合物因含有锐钛矿而具有较好的耐高温性。 相似文献
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地质聚合物多孔材料是一种具有三维结构的无定形多孔胶凝材料,因其优异的物理化学性能及绿色简便的制备方法被认为是未来最具发展潜力的胶凝材料之一。针对国内外地质聚合物多孔材料的最新研究,对地质聚合物多孔材料的制备方法,性能以及相关应用进行了总结,着重阐述了溶剂挥发法、直接发泡法、添加多孔填料法等传统制备方法及其特点,同时还归纳了颗粒堆积法、3D打印法、模板法等新兴的制备方法;在相关的性能和应用研究方面,主要对其抗折压的机械性能,隔热保温的热学性能、对有机无机物的吸附和催化性能、膜分离、电磁波吸收等性能做了总结,指出了其在建筑领域、环境治理领域、电磁屏蔽领域的主要应用场景。论文论述了地质聚合物多孔材料发展现状和瓶颈,指明了当前地聚物多孔材料制备研究中存在成孔方法单一,成孔机理有待深入研究;在性能和应用研究中存在实验室固废试验与实际工业试验偏差大,规模化推广应用难。本文旨在总结最新地质聚合物多孔材料相关制备方法和应用研究,进一步推动地质聚合物多孔材料发展。 相似文献
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尾矿矿渣制备地质聚合物材料工艺条件的研究 总被引:2,自引:0,他引:2
以矿渣和尾矿为主要原料,氢氧化钠为激发剂,工业液体硅酸钠作结构模板剂,制备了无机矿物聚合物材料,分别对不同制备条件的地质聚合物的7 d抗压强度进行测试。结果表明,尾矿质量为矿渣质量的80%时所得到的产品的抗压强度最大,为45.10 MPa。Na2SiO3与NaOH的质量比为50%∶50%时所得到的产品的抗压强度最大,为63.79 MPa。固液比为0.35时所得到的产品的抗压强度最大,达38.35 MPa。养护期为14 d时所得到的产品的抗压强度最大,达71.25 MPa。加入钢渣量为固体总量20%时抗压强度最大,为61.86 MPa。 相似文献
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煤矸石的不合理处置会给生态系统带来巨大的压力和威胁,为了解决煤矸石再利用困难和利用率低的问题,提出利用煤矸石生产地质聚合物的高附加值策略。以未煅烧的煤矸石为原材料,采用单因素实验设计法,研究了高炉矿渣掺入量、水玻璃模数、碱激发剂添加量、液固比和初始24 h养护温度等因素对地质聚合物基体抗压强度的影响。结果表明,初始24 h养护温度、碱激发剂添加量和水玻璃模数对煤矸石-高炉矿渣基复合地质聚合物的性能有显著影响。通过X射线衍射分析和扫描电镜分析发现,在碱激发剂的作用下,未煅烧的煤矸石结构被破坏,与高炉矿渣协同生成水化铝硅酸钠(N-A-S-H)、水化铝硅酸钙(C-A-S-H)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,从而形成了致密的微观结构。这为煤矸石的大规模资源化利用提供了合理的依据。
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通过偏光显微镜、扫描电镜,对含稀土高炉渣的矿物组成和钍的赋存状态进行了分析研究。结果表明:黄长石、枪晶石、二价金属硫化物、铈钙硅石是构成高炉渣的主要矿物。元素钍存在于稀土矿物中,其自身不能形成独立矿物,而是以类质同像混入物的状态分散于铈钙硅石矿物中。 相似文献
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Frédéric J. Doucet 《Minerals Engineering》2010,23(3):262-269
Industrial mineral carbonation of alkaline wastes, an increasingly promising component of carbon capture and storage, may play an important role as a CO2 mitigation strategy in the context of climate change. Steelmaking slags are of particular interest owing to their high content of calcium. The cumulated ‘effective’ CO2-specific sequestration capacity (calculated on the basis of calcium and magnesium extracted to a 0.5 M HNO3 solution) of three basic oxygen and one electric arc furnace slags generated at steel mills in South Africa was 253 kt CO2 per annum, which was 25.2% lower than their cumulated ‘theoretical’ capacity (estimated on the basis of total calcium and magnesium content in slags). The mineralogical composition and solubility characteristics of slags conferred very distinct leaching behaviours to the slags, including differences in: (i) the amount of heat generated during their dissolution, (ii) their buffering capacity, (iii) the rate and extent of calcium and magnesium extraction from the slags, and (iv) the mineralogical composition of the non-dissolved residues. These findings suggest that separate leaching processes may need to be developed for slags with largely distinct mineralogical compositions and structural features. 相似文献