钢渣基多孔地质聚合物的制备及吸附性能研究

以钢渣为主要原料,水玻璃为激发剂,H₂O₂为发泡剂,制备多孔地质聚合物材料。采用XRD、FTIR、SEM、BET等对原料及最终试样进行表征,研究钙硅比、激发剂和H₂O₂掺量对该材料性能的影响。将所制备的多孔地质聚合物用作吸附剂,初步考察该材料对Cu²⁺的吸附效果。试验表明:当钙硅比为1.0,水玻璃掺量为20.4%(质量分数),发泡剂掺量为4%(质量分数)时,该材料性能良好,总孔隙率86.4%,抗压强度0.5 MPa,体积密度0.408 g/cm³,体积吸水率56.31%,钢渣使用率65.85%,比表面积与孔容显著提高。吸附结果显示:该材料对Cu²⁺吸附效果良好,去除率可达91.44%,平衡吸附量达到15.239 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型。     

钾基地聚物防火涂料性能与陶瓷化研究

钢结构因具有多种优点而被广泛应用于工程建筑领域,但其在火灾高温环境下会丧失力学性能,造成结构失效,因此对钢结构进行防火保护成为关键。以偏高岭土、矿粉和憎水处理后的膨胀珍珠岩为主要原材料,模数为1.5的钾水玻璃为激发剂,制备非膨胀型钾基地聚物基防火涂料,并采用大板燃烧法研究该涂料在1 200 ℃下的防火性能;同时,对其在室温、1 000 ℃以及1 100 ℃热处理前后的力学性能、表观形貌、物相组成、微观结构演变进行了表征分析,探究地聚物在高温过程中的陶瓷化过程。结果表明:该防火涂料具有优异的防火能力,在1 200 ℃下进行2 h耐火极限试验后,钢板背面温度低于160 ℃;防火涂料在1 100 ℃高温热处理2 h后,抗压强度大幅增加至室温强度的5.8倍,达30.80 MPa;防火涂料基体的无定型地聚物相在800 ℃开始发生陶瓷化转变,1 100 ℃时生成的陶瓷相主要为钙长石、莫来石以及白榴石。     

基于地聚反应的冷拌沥青混合料强度特性与机理探讨

利用马歇尔稳定度(MS)强度评价指标,对冷拌沥青混合料(简称冷拌料)在不同地聚添加剂、浸水、不同养生龄期等条件下进行宏观强度试验分析,并采用荧光显微镜及离散元模拟等方式,对集料表面的细观结构与地聚物的抗压机理进行研究,结果表明:冷拌料的MS随地聚物掺量的增加先增大后减小,在基质沥青与地聚添加剂质量比为4:3时达到峰值,...     

粉煤灰基地聚物的性能影响因素及其凝胶产物研究进展

粉煤灰基地聚物材料因绿色、低碳等优点受到建材行业关注.本文基于地聚物的形成及优势,分析了粉煤灰作为硅铝基材的优点,着重阐述了激发剂离子、养护方式和钙组分对粉煤灰基地聚物材料性能的影响,综述了粉煤灰基地聚物材料的凝胶产物变化及其反应机理研究进展.目前含钙固废作为添加物逐渐应用于改性粉煤灰基地聚物中,因此明确凝胶产物组成和...     

活化煤矸石地质聚合物的制备与性能研究

对原状煤矸石进行了定性和定量双重分析,优化了煤矸石活化的煅烧温度,探究了钠铝比(n(Na)/n(Al)=0.52、0.57、0.62)和激发剂模数(M=0.66、0.69、1.32、1.65)对活化煤矸石地质聚合物抗压强度和微观结构的影响。利用XRD、FT-IR和SEM对活化煤矸石地质聚合物的微观结构进行了分析表征。结果表明,高温活化煤矸石有助于激发煤矸石中的活性组分,在煅烧温度为600 ℃时,高岭岩相完全消失,“鼓包峰”面积相对较大,可用于制备活化煤矸石地质聚合物。n(Na)/n(Al)的提高促进了地质聚合反应的进行,抗压强度也随之提高,同时随着激发剂模数的增加,抗压强度也随之增加。当n(Na)/n(Al)为0.62,激发剂模数为1.65时,试样7 d的抗压强度可达到52 MPa。活化煤矸石地质聚合物的聚合产物主要为水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶,水化产物致密,性能优良。     

富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物的制备与性能表征

以工业固体废弃物富镁镍渣和粉煤灰为原料,以水玻璃和NaOH为碱激发剂,制备了一系列富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物。研究了不同粉煤灰掺量对地质聚合物力学性能的影响,并测定地质聚合物的线性收缩和碱溶出,通过XRD、IR、DTA等手段对产物进行表征。结果表明:富镁镍渣-粉煤灰基地质聚合物的强度随粉煤灰的掺入先升高后降低,当掺量为30%(质量分数)时,地质聚合物的抗压强度可达最高值22.15 MPa,较镍渣基地质聚合物强度提高42.2%;XRD分析表明富镁镍渣中MgO以镁橄榄石相存在,而非游离态,故地质聚合物具有良好的体积安定性。     

固体碱激发矿粉/粉煤灰注浆材料性能及机理研究

以矿粉和粉煤灰为主要原料,NaOH和Na₂SiO₃·5H₂O为固体碱激发剂,制备地聚合物注浆材料,考察激发剂的模数、掺量及养护条件对材料性能的影响。当固体碱激发剂模数为1.0,掺入量为8%(质量分数)时,注浆材料初凝时间为120 min,工作时间可达50 min,经28 d养护后抗折和抗压强度分别可达7.1 MPa和42.7 MPa。相较于非密闭养护,密闭养护有利于早期强度形成,1 d、3 d、7 d抗压强度分别提高了38.0%、38.2%和19.3%。XRD、FT-IR、SEM/EDS测试结果表明,原料水化完全,最终产物包含无定形水化产物、钙沸石、水合铝硅酸钠钙矿和C-S-H凝胶等组分。反应过程中原料的Si—O—Al、Si—O—Si发生重组生成凝胶物质,并团聚成钙沸石类球形产物,提高材料强度。     

体型化NaA分子筛的制备研究

以粉煤灰一步酸溶法提取氧化铝剩余的酸溶渣为原料制备具有一定强度的地质聚合物,经过水热反应原位转化NaA分子筛。通过研究合成过程中的硅铝比、碱量、液固比等因素对制备体型化分子筛的影响,得到了制备酸溶渣基地质聚合物原位转化NaA型分子筛的最佳条件：在二氧化硅与三氧化二铝物质的量比为1.8、氧化钠与三氧化二铝物质的量比为1.0、水与酸溶渣质量比为1.2条件下制备出地质聚合物,之后在0.5 mol/L的75 mL氢氧化钠溶液中晶化,在晶化温度为100 ℃、晶化时间为8 h条件下可以制备出晶相单一、结晶度高的NaA体型化分子筛。制备的NaA体型化分子筛具有明显的立方体形貌,颗粒分布均匀,孔径为0.685 nm,比表面积为86.75 m²/g,抗压强度为4.5 MPa。     

GPs-PVA/MCE多功能杂化膜的制备及性能

地聚物微纳米粒子（GPs）经聚乙烯醇（PVA）修饰后,采用真空抽滤法将其组装在混合纤维素基膜（MCE）表面,得到多功能地聚物颗粒-聚乙烯醇/混合纤维素杂化膜（GPs-PVA/MCE）。本文考察了GPs的添加量对杂化膜结构和性能的影响,通过SEM、FTIR、AFM、XRD等表征杂化膜的结构。结果表明GPs添加量为0.15g时制备的杂化膜性能最佳,水通量为11293L/(m²·h·MPa)。该多功能杂化膜对不同污染物均表现出优异的去除性能：通过孔道截留作用可去除水中100%的50nm聚苯乙烯微球和99.87%的乳化油;通过吸附作用亦可去除水中100%的阳离子型染料;比原始MCE膜分别提升了528.54%、25.78%、90.96%。特别是在连续处理含油乳液时,该杂化膜使用1h后通量仅降低了21.70%,远低于MCE膜的95.70%,说明其抗污染性能得到显著提升,显示出良好的应用潜力。     

地聚合物复合水泥混凝土性能研究

通过实验室的试件试验,比较了地聚合物复合水泥(GBC)混凝土与普通混凝土的物理力学性能和耐久性能.试验结果表明,GBC混凝土的干缩小于普通混凝土,抗裂性能高于普通混凝土.GBC具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能.GBC混凝土比普通混凝土具有更强的抗氯离子扩散性能,其水溶性氯离子有效扩散系数只有普通混凝土的17%.