地聚合物凝胶结构特性的分子动力学研究

通过分子动力学模拟的方法,在参照实验数据构建起的初始结构模型的基础上,根据N-A-S-H凝胶体系的结构特点,选取Na原子、H2O分子及Si2Al O10基团作为基本单元的组成,构建了地聚合物凝胶结构模型。根据模拟过程中体系的运动轨迹,进行多次优化模拟操作,计算出N-A-S-H凝胶体系的径向分布函数(RDF)、XRD模拟图谱及力学性能等有关参数,并结合实验数据对所建结构模型的准确性进行了验证。结果表明,分子动力学模拟值与实验值吻合较好,不仅验证了所建结构模型的有效性,也为其在N-A-S-H凝胶体系的进一步深入研究提供了可能。     

高温短期养护对低钙粉煤灰地质聚合物性能的影响

以低钙粉煤灰为硅铝原料,NaOH和钠水玻璃为激发剂,粉煤灰和NaOH混合后加水玻璃并在50℃、60℃、70℃、80℃和90℃的烘箱内养护6h、12h和18h制备地质聚合物。探讨了高温短期养护对地质聚合物力学性能的影响,并对在80℃下养护18 h的地质聚合物进行了XRD和TG分析,表明形成了具有耐高温性能的低钙粉煤灰地质聚合物。在较低温度下只有经较长时间养护才能获得较高抗压强度的地质聚合物;而在较高温度下可以在较短时间内获得较高抗压强度。     

地聚合物注浆技术在道路养护工程中的应用

研究了地聚合物注浆材料在道路养护工程中的应用,并采用弯沉测试、钻孔取芯法和复注法对注浆效果进行了评估。结果表明:采用地聚合物注浆材料注浆加固道路基层与路基,治理因路基和基层强度不足、水稳定性不好导致的各种路面病害,能显著改善路基的水稳定性,提高道路承载力、改善道路弯沉值。     

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。     

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。     

3D打印混凝土技术在澳大利亚的最近研究进展

3D打印,又被称为增材制造,是通过逐层累积叠加制造三维物体的一种技术手段。过去几年中,这种技术吸引了越来越多来自建筑业的关注。与传统混凝土浇筑技术相比,3D打印混凝土的应用可以实现更加高效的自由建筑制造,同时减小对人工劳动力的依赖。在全球范围内,由于相关高校和科研单位的积极参与,关于3D打印混凝土的研究工作取得了巨大的进展,其中包括澳大利亚的相关研究。本文主要对澳大利亚在3D打印混凝土研究方面有代表性的两所高校的最新进展进行介绍,两所学校分别是皇家墨尔本理工大学(RMIT大学)和斯威本科技大学。本文首先介绍了两所高校的打印设备及其特点,随后讨论了具体研究领域和近期发表的相关文章。RMIT大学主要侧重于研究纤维增强对3D打印混凝土力学性能方面的影响,而斯威本科技大学则着重研究3D打印地聚物混凝土的性能。本文旨在促进相关领域研究人员对澳大利亚3D打印混凝土研究团队和研究进展的理解。     

Fibre reinforcement and fracture response in geopolymeric mortars

The inorganic polymeric cement called geopolymer or PSS, has been studied in recent years as a binder for mortar and concrete. The present work reports the fracture toughness studies in mortars made of PSS cement matrix reinforced by wollastonite microfibers (Ca(SiO₃)). K_I‐curves for PSS cement composites were determined according to the superposition asymptotic assumption and compared with reference Portland cement (PC) composites. The maximum toughness gain occurs in both composite systems with V_f = 2%. For higher fibre volumes (3 and 5%), K_I values decrease, due to an increase in porosity. Microstructural analyses showed that toughening mechanisms, as debonding and pullout of the fibers, are more common in PSS cement composites than in the reference PC composites. The difference of toughness between PSS and PC cement (0% of fibers) is about 80%. This demonstrates the high performance of these geopolymeric materials.     

聚合物胶凝材料-地聚合物

地聚合物是一类新型的高性能无机聚合物材料,它与水泥基材料相比具有更高的强度、更优良的耐久性、无污染等特点。它在工业、民用、军事、高科技等领域都具有广阔的应用前景。本文详细介绍了地聚合物的性能、发展状况以及应用前景,分析和讨论了其主要优缺点和适用范围,并指出这一领域中值得进一步研究的一些问题和可能发展的方向。     

CFA基地聚合物协同处置MSWIFA及其安全性研究

利用高钙粉煤灰（CFA）基地聚合物协同处置城市垃圾焚烧飞灰（MSWIFA）,研究了CFA—MSWIFA复合地聚合物中MSWIFA的掺量、养护制度、反应产物及其安全性。结果表明：CFA—MSWIFA复合地聚合物中MSWIFA的掺量宜控制在10％以内;较佳的养护制度是室温薄膜包覆养护。CFA基地聚合物反应产物中,地聚合物与水化产物并存;与CFA基地聚合物相比,CFA-MSWIFA复合地聚合物体系的水化系数提高,而聚合系数降低,反应产物中水化产物的比重增加。利用CFA基地聚合物处置5％-15％MSWIFA,其重金属浸出浓度均远低于标准最高限值,安全性可靠。     

纳米SiO_2和PVA纤维增强地聚合物砂浆抗压强度研究

为研究纳米SiO_2和PVA纤维对地聚合物砂浆工作性和抗压强度的影响,进行了地聚合物砂浆坍落扩展度和抗压性能试验。结果表明,在一定的掺量范围内,随着纳米SiO_2掺量的增加,地聚合物砂浆的坍落扩展度、立方体抗压强度、折后抗压强度和轴心抗压强度均先增大后减小,在纳米SiO_2掺量为1.5%时,抗压强度达到最大值;在试验PVA纤维掺量范围内,随着PVA纤维掺量的增加,地聚合物砂浆坍落扩展度逐渐减小,地聚合物砂浆各试件抗压强度也都呈先增大后减小的趋势,当PVA纤维掺量为0.6%时,抗压强度达到最大值;同时掺加纳米SiO_2和PVA纤维地聚合物砂浆各试件抗压强度比单掺纳米SiO_2或PVA纤维地聚合物砂浆高。