粉煤灰基地质聚合物材料性能研究

采用3种不同成分的粉煤灰在碱激发剂的作用下制备地质聚合物,研究了粉煤灰成分对地质聚合物抗压强度的影响,采用SEM和XRD对样品进行表征.结果表明,粉煤灰中Al含量高时,地质聚合物初期强度增长较快;Si含量高时,后期强度增长较快;Ca含量高时,样品中出现C-S-H胶体,它们对材料的强度有一定贡献.     

铝硅酸盐基地质聚合物制备工艺研究进展

铝硅酸盐基地质聚合物是由硅氧四面体和铝氧四面体组成的具有三维空间网状结构的无机胶凝材料。其因具有良好的力学性能和优异的耐久性、生产能耗低、碳排放量少等优点,近年来成为建筑材料领域的重点研究对象。综述了国内外铝硅酸盐基地质聚合物的制备工艺研究进展,分析了地质聚合物制备工艺对其物理性能和力学性能的影响规律并展望了其未来发展方向,为铝硅酸盐基地质聚合物的生产和应用提供一定的参考和借鉴。     

矿渣粉煤灰基地质聚合物材料的激发特性研究

为探究不同碱性化学试剂对矿渣、粉煤灰的活性激发效果以制备优质的地质聚合物材料,选取NaOH(NH)、KOH(KH)、Na2CO3( NC)、K2CO3(KC)四种常见的固态碱,以单掺、复合掺两种方式得到了10种不同类型的碱激发剂,并在不同碱激发剂的状态下制备了粉煤灰与矿渣的比值(Fly ash-Slag Ratio,FSR)为0.6、碱掺量(Alkali Content,AC)为6.0％、复合碱组分间的比例n=1.3、胶水比(Binder-Water Ratio,BWR)分别为2.8和3.2的两组净浆试件,测试了标准养护3、7、28 d的静态力学性能,并从综合性能、经济性两方面进行对比研究.结果表明:苛性碱与碳酸盐复合类作为碱激发剂在激发效果方面表现出了“超叠加效应”,成功地解决这两类碱在单独作用时的弊端,能充分发挥矿渣、粉煤灰复合胶凝材料的潜在活性,相对地提高了利用率；从激发的综合性能的角度来讲,NH与KC复合碱方案为最优,但结合经济性评价,权衡性能和成本两方面因素,最佳碱激发剂配制方案为NH与NC的复合碱.由此可见,采用NH与NC复合碱组分可制备性能优越、经济的地质聚合物材料.     

钼尾矿基地质聚合物综述

针对钼尾矿排放量大且不易处理的问题,结合国内外钼尾矿制备地质聚合物的研究现状,论述了钼尾矿的利用现状,总结阐述了地质聚合物制备、反应机理及尾矿基地质聚合物的研究进展,指出了钼尾矿基地质聚合物在实际应用中存在的问题及未来钼尾矿基地质聚合物尚待深入研究的方向。     

硼砂对碱激发粉煤灰地质聚合物性能的研究

为了研究不同含量的硼砂成分在地质聚合物中的作用行为与反应效应,探索碱激发粉煤灰中加入硼砂后反应,研究在不同质量分数下硼砂含量对碱激发粉煤灰地质聚合物凝结时间及不同龄期(1 d,7 d,28 d)下抗压强度测定,采用扫描电镜、X-射线光谱分析产物的组成及其微观形貌结构.结果表明:硼砂可以有效地改善碱激发粉煤灰的凝结时间,...     

矿渣基地质聚合物轻质保温砂浆的制备与性能研究

采用矿渣基地质聚合物制备轻质保温砂浆,研究了2种粒径聚苯(EPS)颗粒与玻化微珠掺量对保温砂浆干密度、吸水率、导热系数、抗压强度及粘结强度的影响,通过SEM揭示了玻化微珠对改善地聚物保温砂浆力学性能的作用机理。结果表明：掺EPS颗粒可迅速降低地聚物保温砂浆的干密度和导热系数,掺量为6%时可制备干密度446 kg/m³、导热系数0.078 W/(m·K)的保温砂浆,但内部空隙增多,吸水率高达13.4%。掺加0.5～1.0 mm小粒径EPS颗粒可有效降低砂浆内部空隙,促使吸水率降低。在EPS颗粒掺量为5%的基础上掺加10%的玻化微珠,可使砂浆获得581 kPa的最高粘结强度,当玻化微珠掺量为20%时可获得3.26 MPa的最高抗压强度。     

固体硅酸钠激发粉煤灰-矿渣基地质聚合物抗压强度的试验研究

本文拟以高炉矿渣和粉煤灰为前驱体,固体硅酸钠为碱性激发剂,制备“一步法”粉煤灰-矿渣基地质聚合物。研究粉煤灰掺量、硅酸钠模数、碱激发剂摩尔浓度、龄期等因素对地质聚合物抗压强度、凝结时间、流动度和微观结构发育的影响。结果表明:掺入粉煤灰能提高地质聚合物的流动度及和易性,但其抗压强度随粉煤灰掺量增加而减小;随着硅酸钠模数和碱激发剂摩尔浓度提高,地质聚合物抗压强度呈先升后降的趋势。本研究中当前驱体为100%高炉矿渣(粉煤灰含量0%),固体硅酸钠模数为1且碱性激发剂浓度为5.0mol/L时,地质聚合物28d抗压强度可达9.19MPa。在地质聚合物中产生硅铝酸钠和水化硅(铝)酸钙等凝胶,随着龄期增长,形成致密结构,从而提高了其抗压强度,但过量粉煤灰使地质聚合物产生较多孔隙,使其强度降低。     

基于强度指标的粉煤灰基地质聚合物设计

以粉煤灰为主要原材料,少量的硅灰为SiO2调节材料,以水玻璃和NaOH溶液作激发剂,制备了粉煤灰基地质聚合物材料,探讨了影响粉煤灰基地质聚合物强度的主要因素,结果表明:养护温度对地质聚合物强度影响最大,NaOH溶液摩尔浓度次之,NaOH溶液与水玻璃的质量比影响最小。     

粉煤灰基地质聚合物力学性能影响因素的研究进展

对地质聚合物技术做了一个简要的介绍,分别从原材料、激发剂、添加剂和养护条件四个方面对近年来国内外学者在粉煤灰基地质聚合物力学性能的影响因素方面所做的工作和研究成果进行了介绍。粉煤灰的物化特性对粉煤灰基地质聚合物的力学性能有决定性的影响;激发剂中的碱形式、碱浓度和硅含量对粉煤灰基地质聚合物的抗压强度影响较大;适当的添加剂能提高粉煤灰地质聚合物的抗压强度;相对较高的养护温度有利于粉煤灰基地质聚合物力学性能的发展。在所有的影响因素中,原材料的成分和性质是最难控制的因素。最后,对研究原材料对地质聚合物力学性能影响的研究给出了建议。     

碱-矿渣制备高性能无机聚合物混凝土试验研究

以矿渣为原料,掺入Na2SiO3和NaOH复合碱激发剂,制备了无机聚合物混凝土(IPC),并通过工作性、强度、静水压力和氯离子渗透及快速冻融循环试验,研究了IPC的物理力学和耐久性能,分析了矿渣用量和溶胶比对IPC性能的影响规律.结果表明:IPC坍落度在160 mm以上,为大流动性,工作性优良.IPC坍落度随矿渣用量或...     

非晶态生成物含量对粉煤灰基地质聚合物强度的影响

从生成物晶态或非晶态含量的角度出发,讨论粉煤灰基地质聚合物强度的影响因素.首先通过对碱性激发剂配比优化制备出高强粉煤灰基地质聚物,并在不同养护温度和养护龄期下获得不同的强度水平;然后利用扫描电子显微镜对地质聚合物的微观形貌进行分析,基于X射线衍射全谱拟合法对地质聚合物的矿相成分做定量分析,确定晶态或无定型态成分含量;最...     

CFBC固硫灰地质聚合物强度性能研究

100%以CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion)固硫灰为胶凝材料,采用碱激发方法,选取水玻璃模数、激发剂含碱量、养护温度、养护时间和碱液陈化温度等为变量,系统研究了其对CFBC固硫灰地质聚合物砂浆试块强度性能的影响。结果表明当水玻璃模数为1,养护温度60℃,养护时间3 h,陈化温度为50℃时,砂浆块的抗压强度最高。     

水库底泥制备免烧砖试验研究

水库中沉积大量底泥,对水库环境造成极大危害,采用水库底泥、石灰、粉煤灰、河砂及水玻璃按一定比例混合制备免烧砖,通过试验研究免烧砖的抗压强度、吸水率、抗石灰爆裂、抗冻融循环,确定材料的最佳掺量。结果表明:在外掺3%水玻璃的情况下,m(水库底泥)∶m(石灰)∶m(粉煤灰)=40∶36∶24时,所制备的免烧砖抗压强度可达19.04 MPa,吸水率、15次冻融循环后的质量损失率和强度损失率最小,分别为11.50%、0.73%和3.41%。     

矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的基本性能研究

地质聚合物混凝土是一种新型混凝土类材料.为了研究地质聚合物混凝土的基本性能,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混凝土,测试了不同配合比下矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度以及7、14d和28d的抗压强度,分析了水胶比对和易性与抗压强度的影响,探讨了抗压强度的增长规律.结果表明:制备的矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土具有较高的抗压强度和良好的和易性,凝结硬化快,强度特性稳定;当水胶比为0.26,砂率为0.40,氢氧化钠和硅酸钠的质量比为0.29,碱溶液的浓度为56%时.矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度为110mm,标准养护条件下7、14d和28d龄期的抗压强度分别达到40.4、50.3MPa和60.20MPa;随着水胶比的增大,和易性不断增强,抗压强度先增加,后减小;随着养护龄期的延长,抗压强度不断增长,但增速降低.     

稻壳灰基地质聚合物混凝土力学性能及微观结构研究

设计并制作10组不同地质聚合物取代率的稻壳灰基地质聚合物混凝土试件,并测试试件抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和吸水率,研究地质聚合物取代率、养护龄期及纤维掺量等因素的影响。通过扫描电镜对混凝土微观结构进行观察,分析混凝土强度形成机理,并对混凝土CO_2排放量进行计算。研究结果表明,混凝土强度基本随着地质聚合物取代率的增加而增大,但吸水率减小,力学性能及抗渗性能得到改善;聚丙烯纤维可提高混凝土抗折强度和劈裂抗拉强度;混凝土水化反应生成的凝胶结构可将混凝土界面过渡区进行有效黏结,且稻壳灰颗粒可填充孔隙结构,从而提高混凝土整体密实度;采用地质聚合物代替水泥,可显著降低混凝土生产过程中CO_2排放量。     

赤泥基碱激发胶凝材料的制备及机理研究

系统总结了国内外对赤泥基胶凝材料的研究成果,分析了赤泥种类、掺合料和激发活化措施对赤泥基碱激发胶凝材料力学性能的影响。研究表明烧结法赤泥活性较高,受热活化和水玻璃激发效果较为显著,抗压强度普遍高于25 MPa;拜尔法赤泥较则难以被激发,而目前90%的铝业公司使用拜耳法生产Al2O3。结合已有研究,利用工业固体废弃物脱硫石油焦渣激发拜耳法赤泥,确定了赤泥基激发胶凝材料的基本配合比,经标准养护28 d抗压强度达到25.6 MPa。利用XRD进行的微观分析发现,赤泥中的铝硅酸盐矿物可以在碱性激发剂的作用下发生反应,经过溶解-聚合反应生成聚合物凝胶是赤泥受激发产生强度的主要原因。研究将赤泥用于制备胶凝材料,可以实现赤泥大规模、高附加值的资源化再生利用。     

偏高岭土地质聚合物仿瓷材料的试验研究

以偏高岭土为原料,水玻璃为激发剂制备了地质聚合物材料,研究了激发剂的模数、掺量、水土比及养护方式对地质聚合物抗压强度的影响,确定了此类地质聚合物的最佳制备条件为水玻璃模数1.0,碱掺量10%,水土比0.25,自然条件下养护,并探讨了地质聚合物的开裂和气泡问题,从而制备了性能优良的地质聚合物仿瓷材料。     

湖泊底泥制备烧结墙体材料的研究

试验探究了湖泊底泥掺量、烧结温度和烧结保温时间对烧结墙体材料试样的物理性能、力学性能的影响规律,结果表明:在采用湖泊底泥和瘠性页岩为主要原料能够满足原料的塑性要求和干燥敏感性系数要求,并且当污泥掺量≤85%时,烧结温度为950℃,保温时间为6 h,可以制备出强度等级达到MU20(GB5101-2003)并满足工程实用的烧结墙体材料。     

黄金尾矿制备充填材料试验研究

选择水泥体系和碱激发体系两种胶凝材料体系制备充填材料,研究了料浆浓度、灰砂比、黄金尾矿掺量等因素对充填材料工作性能和力学性能的影响规律。结果表明：水泥体系和碱激发体系制备的充填材料均随着料浆浓度的降低,流动度提高,各龄期抗折、抗压强度降低,随着灰砂比的降低各龄期抗折、抗压强度降低。黄金尾矿掺量占集料50%的水泥体系充填材料标准养护7 d后产生大量的裂纹,导致28 d抗折强度低于7 d抗折强度,28 d抗压强度与7 d抗压强度基本不变。黄金尾矿掺量占集料30%的水泥体系充填材料和黄金尾矿掺量占集料50%的碱激发体系充填材料抗折、抗压强度随着龄期逐渐增加,且未产生大量的裂纹。充填材料试块产生裂纹的主要原因是黄金尾矿中黄铁矿与氧和水接触时发生氧化,形成酸和硫酸盐,然后与水泥的矿物相铝酸三钙和水化产物氢氧化钙反应,生成钙矾石和石膏,反应过程会发生膨胀,最终导致充填材料强度降低。