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.     

钢渣微粉-粉煤灰基地质聚合物性能研究及微观结构分析

采用钢渣微粉和粉煤灰为主要原材料制备地质聚合物,以抗压强度为指标优化制备条件,探讨影响地质聚合物强度的因素,利用SEM、XRD和TG-DSC等手段对产物的微观形貌、物相组成和热稳定性进行分析表征。研究表明,地质聚合物的抗压强度随着钢渣微粉掺量和激发剂掺量增加先增加后减小,随温度增加而增加,其中养护温度影响最显著,水玻璃模数影响最小。最佳工艺条件为:水玻璃模数1.0、激发剂掺量20%(质量分数)、钢渣微粉掺量20%(质量分数)、液固比0.3、养护温度60 ℃。其3 d和7 d抗压强度高达40.11 MPa和43.03 MPa,固化Pb²⁺后对其强度影响较小,固化率在99.99%以上。地质聚合物表面致密度高,无明显裂纹,未观察到明显的钢渣颗粒轮廓,晶相结构主要为石英和莫来石,热稳定好。     

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.     

碱激发剂对铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物抗压强度的影响

以粉煤灰和铸造粉尘为主要原料,以KOH、NaOH、Na2SiO3、K2SiO3和水玻璃为碱激发剂,制备地质聚合物.研究了不同激发剂对铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物抗压强度的影响.结果表明:不同浓度的NaOH和KOH溶液的激发效果较差,制备的铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的抗压强度较低.NaOH和KOH溶液与K2SiO3溶液混配复合激发剂可提高铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的抗压强度.水玻璃溶液激发效果最好,随着水玻璃溶液模数的增加,铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的抗压强度逐渐提高;当水玻璃模数为1.2时,铸造粉尘基地质聚合物28 d抗压强度达到最大,为21.4 MPa;继续增大水玻璃模数,铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物28 d抗压强度趋于下降.     

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.     

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)。     

铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的力学性能和微观结构分析

以粉煤灰为主要原料,以铸造粉尘为掺合料,水玻璃溶液为碱激发剂,制备地质聚合物.研究了养护龄期和水灰比对铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物抗压强度的影响.结果表明,铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的抗压强度随养护龄期的延长而增大,随水灰比的增大先增大后减小;当水玻璃模数为1.2,水灰比为0.4时,地质聚合物28 d抗压强度达到最大,为21.4 MPa.X衍射分析表明,形成的地质聚合物主要为无定形矿物相;红外光谱分析表明,地质聚合物中有较多的非晶态铝硅酸盐生成;SEM分析显示地质聚合物具有良好的致密结构.     

粉煤灰基地质聚合物固化重金属离子的研究进展

本文简要介绍了粉煤灰基地质聚合物的反应过程、机理、产物,着重介绍了其在重金属离子固化方面的研究现状及主要成果,指出了当前粉煤灰基地质聚合物固化重金属研究中的不足并对其未来的研究进行了展望.     

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。     

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.     

粉煤灰对硫铝酸盐水泥水化历程的影响

研究了粉煤灰(FA)及其掺量对硫铝酸盐水泥(CSA)浆体的凝结时间、抗压强度和化学收缩的影响规律,并通过XRD、SEM等方法对72 h龄期时的水化产物进行分析.结果表明,粉煤灰缩短了硫铝酸盐水泥的凝结时间,当粉煤灰掺量为40％时,初凝时间和终凝时间分别缩短了76 min和94 min;掺入粉煤灰使得硫铝酸盐水泥的抗压强度降低,但在28 d龄期时,粉煤灰掺量为20％的硫铝酸盐水泥复合浆体的抗压强度仅略微降低;在硫铝酸盐水泥体系中掺入粉煤灰时,其浆体化学收缩随着粉煤灰掺量的增加逐渐减小,当粉煤灰掺量为20％和40％时,72 h龄期时的化学收缩值分别为0.138 mL/g和0.088 mL/g,较未掺粉煤灰时分别降低了26％和49％;微观分析表明,掺入粉煤灰后,72 h龄期时的水化产物主要是钙矾石和水化硅酸钙凝胶,并未发现氢氧化钙晶体.     

胶凝材料对高强混凝土孔隙和抗压强度的影响

本文主要研究了不同替代量的微硅粉对普通混凝土和粉煤灰混凝土的孔隙和抗压强度的影响.利用了SEM、EDS、粒度分布仪和金相显微镜分别分析了凝胶材料的微观形貌、成份及混凝土的表面孔隙.结果表明,在普通混凝土和粉煤灰混凝土中加入微硅粉和减水剂,制备的高强混凝土28 d最大抗压强度相比于普通硅酸盐水泥混凝土分别提高了37％和48％.掺入微硅粉后,粉煤灰混凝土比普通混凝土7d早强性的提高更明显.早期的吸水率比终期的吸水率大很多,这表明微硅粉和粉煤灰在混凝土中的火山灰反应是从养护7d后才开始起明显作用.     

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.     

掺钢渣-矿渣-粉煤灰复合微粉混凝土高温后抗压强度数学分析

对掺钢渣-矿渣-粉煤灰复合微粉混凝土高温后抗压强度进行了正交试验的极差分析和方差分析.分析结果表明:在试验各个温度下,钢渣的最优掺量为2.5％,矿渣的最优掺量为2.5％或15％.在常温时,粉煤灰的最优掺量为2.5％,在高温下,粉煤灰的最优掺量为5％.并且矿渣对混凝土高温后抗压强度的影响最为明显,粉煤灰对混凝土高温后抗压强度的影响较明显,而钢渣在400℃以下时,影响效果很小,在600℃时开始产生影响,在800℃时和矿渣的影响效果相当.     

钢渣粉对硫铝酸盐水泥水化过程的影响及热力学模拟

通过测试水泥浆体的凝结时间、抗压强度、电阻率,同时结合水化产物分析及热力学模拟,研究了不同掺量钢渣粉对硫铝酸盐水泥水化行为的影响规律。结果表明,随着钢渣粉质量掺量的增大,初凝时间呈先延长后缩短的趋势,且在掺量为20%时达到最大值。在28 d龄期内,掺入钢渣粉的水泥硬化浆体抗压强度均小于未掺入钢渣粉的硬化浆体,但在龄期达到60 d和90 d时,掺入40%钢渣粉试样的抗压强度均大于未掺入钢渣粉的试样。钢渣粉与硫铝酸盐水泥复合浆体的电阻率在水化初始阶段随着钢渣粉掺量的增大而增大,在水化后期(约3 h后)则随钢渣粉掺量的增大而减小。在1 d龄期内,钢渣粉掺量为40%的试样中的钢渣粉发生了水化反应,使得水泥浆体在减速期的水化速率最大。由热力学模拟结果可知：在钢渣粉掺量为40%的试样中,C₂S在10 h后开始进行水化反应,C₂ASH₈则在168 h后开始生成;当钢渣掺量大于15%时,随着钢渣粉掺量的增大,钙矾石和铝胶的生成量逐渐减少,C₂ASH₈的生成量逐渐增多。     

粉煤灰掺量对碱激发矿渣砂浆减缩特性研究

研究粉煤灰掺量对碱激发矿渣砂浆的凝结时间、抗压强度、化学收缩和自收缩的影响因素和影响规律.结果表明,加入粉煤灰不仅能有效改善碱激发矿渣砂浆凝结快,收缩变形大的问题,同时也能够解决碱激发粉煤灰砂浆在常温条件下早期强度低和强度发展缓慢等问题.配比不同掺量的粉煤灰,以寻求最佳的掺量,在保证碱激发矿渣砂浆强度的同时提高减缩效果.     

粉煤灰对硫氧镁水泥抗压强度的影响

为了研究粉煤灰对硫氧镁水泥抗压强度的影响,对不同H2O/MgSO4摩尔比的硫氧镁水泥掺入粉煤灰后的硬化体的抗压强度进行了测试,讨论了粉煤灰对硫氧镁水泥抗压强度和水化产物的影响.结果表明,在龄期1d时,各配比硫氧镁水泥抗压强度均随粉煤灰掺量的增加(0％～50％)而降低,在28 d龄期时,对于H2O/MgSO4的摩尔比为20时,硫氧镁水泥抗压强度随粉煤灰掺量增加而增加,对于H2O/MgSO4的摩尔比为28时,硫氧镁水泥抗压强度随粉煤灰掺量增加而呈降低趋势.粉煤灰颗粒的填充孔隙作用使得硫氧镁水泥硬化体更加密实,可提高硫氧镁水泥抗压强度.     

碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的性能研究

研究了碱激发剂中SiO2与Na2O含量对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系凝结时间和抗压强度的影响,并采用扫描电镜对样品的微观形貌进行表征,研究结果表明:碱激发粉煤灰/矿渣的凝结时间在15～705 min总体而言,激发剂中Na2O含量越高(＞4％),样品的凝结时间越长;SiO2含量越高(＞2％),样品的凝结时间越短.激发剂中SiO2含量为4％,Na2O含量为6％时,样品抗压强度增幅最大.扫描电镜(SEM)结果表明,SiO2含量越高,材料结构越致密;当Na2O含量高于6％时,材料结构变松散.颗粒较细,比表面积较大的粉煤灰碱激发活性高,样品的抗压强度也越高.