碱激活地聚物泡沫混凝土稳定性的试验研究

采用试验和分析法,研究了低密度(500 kg/m 3级)碱激活地聚物泡沫混凝土(alkali-activated geopolymer foamed concrete,AAGFC)稳定性的影响因素、失稳机制及新拌AAGFC浆料稳定性对其硬化性能的影响。结果表明,AAGFC浆料的初始屈服应力对其稳定性的影响较初凝时间更显著;初始屈服应力较高的AAGFC浆料稳定性更高。当AAGFC浆料稳定性较高时,对应的硬化AAGFC试样具有孔径更小且分布更均匀的气孔结构。气孔特征对硬化AAGFC抗压强度的影响较基体强度影响大,具有孔径更小且均匀的气孔特征的AAGFC-1的抗压强度较AAGFC-3提高20.28%。

冷弯型钢-类地聚物泡沫混凝土柱轴压性能

为抑制冷弯型钢柱的屈曲变形及提高其承载力,对冷弯型钢-类地聚物泡沫混凝土组合柱的受力性能采用试验、数值仿真和理论相结合的方法进行系统性研究。对构件的荷载-轴向位移曲线、试验过程及破坏特征进行分析。比较不同形式构件的破坏模式及承载力结果,探讨不同因素对构件轴压性能的影响。结果表明:组合柱极限承载力相比拼合柱提高了1.4倍;板件宽厚比为60~100时,类地聚物泡沫混凝土利用率较高;泡沫混凝土密度每提高一个等级,组合柱的极限荷载约增加1.5%;从用钢量的角度考虑,设置对称单肋对组合柱极限承载力的提高更明显。在试验和数值仿真的基础上,依据现有相关规范中的计算方法对组合柱极限承载力进行了计算,发现JGJ 138—2016《组合结构设计规范》^([1])给出的计算方法可粗略估计组合柱极限承载力。最后,提出适用于组合柱轴压承载力的计算方法,并验证该公式的准确性。

地聚物基泡沫混凝土制备与性能研究

采用矿渣和偏高岭土作为矿物原料,水玻璃和NaOH为碱激发剂,制备地聚物胶凝材料;采用化学发泡的方法,以双氧水和MnO_2为发泡剂和催化剂,制备地聚物基泡沫混凝土。研究不同的矿物组成、碱性激发条件、液固比和发泡剂掺量对地聚物基泡沫混凝土性能的影响。研究表明,当矿渣∶偏高岭土=8∶2、水玻璃模数为1.4、液固比为0.55、双氧水掺量占矿物组成的7%时,制备出的地聚物基泡沫混凝土性能最佳,其28 d抗压强度为2.6 MPa,干密度为470 kg/m^3。

碱激发剂对粉煤灰地聚物混凝土的性能影响

以偏高岭土、一级粉煤灰和矿渣为原料,选择LiOH为碱激发剂,制备了不同LiOH掺杂量(1%,3%,5%,7%(质量分数))的粉煤灰地聚物混凝土。研究了LiOH掺杂量对粉煤灰地聚物混凝土力学性能和抗冻性能的影响。结果表明,掺入碱激发剂LiOH促进了地聚物混凝土中活性硅和活性铝发生反应,生成的凝胶数量增多,提高了混凝土的致密度;当LiOH的掺杂量为5%时,混凝土的抗压强度和抗折强度达到了最大值,分别为48.91和5.56 MPa;适量LiOH的添加提高了混凝土的热稳定性和抗冻性能,在950℃,当LiOH的掺杂量为5%时,混凝土的失重最低仅为3.9%;冻融循环100次时,LiOH的掺杂量为5%的混凝土的质量损失率最低为0.93%,相对动弹性模量最大为88.24%,抗冻性能最佳。综合分析可知,LiOH的最佳掺杂量为5%。

碱激活矿渣地聚物早期水化与碳化耦合作用过程研究

碱激活矿渣地聚物(AASGP)在早期水化和碳化的耦合作用下其物相和微观结构变化尚不明确。因此围绕在早期水化和碳化耦合作用下AASGP的物相和微观结构的演变过程采用X射线衍射仪(XRD)、孔结构和环境扫描电子显微镜(ESEM)进行分析。结果表明:AASGP的抗压强度在耦合反应开始后的前3 d损失最为显著,损失率为89.75%。AASGP试样在耦合反应开始7 d后累积孔隙体积从2.71 mL/g增加到5.03 mL/g,内部孔隙急剧增加,结构被完全破坏,抗压强度消失,无法满足实际应用。耦合作用对孔结构的影响和C-S-H与CO2反应而导致的脱钙解释了AASGP试样抗压强度衰退的原因。

地聚物超高性能混凝土复合板抗接触爆炸试验与数值模拟

为提升工程结构的抗爆安全性,同时降低水泥基超高性能混凝土高水泥用量对环境的不利影响,提出了一种基于地聚物超高性能混凝土的新型复合板,通过现场爆炸试验和数值模拟研究了该复合板在接触爆炸荷载作用下的动态响应与破坏机理。共测试了1块普通混凝土板和3块地聚物超高性能混凝土复合板,其中地聚物超高性能混凝土复合板由地聚物超高性能混凝土、钢丝网和吸能层制备而成。研究结果表明:采用地聚物超高性能混凝土代替普通混凝土能够有效提升混凝土板的抗爆性能;吸能层材料的高可压缩性和低抗剪强度是造成冲切破坏的主要原因;随着聚氨酯泡沫板层数的增加,复合板的爆坑深度增加,板底跨中位移增大;对复合板进行抗爆设计时,必须考虑吸能泡沫材料的可压缩性及其与地聚物超高性能混凝土之间的波阻抗匹配问题,才能有效提升复合板的抗爆性能。

地聚物泡沫混凝土的研究与应用

地聚物泡沫混凝土是一种新型轻质多孔材料,具有轻质高强、吸声隔热、吸能抗震、节能利废、耐酸耐腐等优良性能。本文综合介绍了地聚物泡沫混凝土的制备工艺及研究现状,并对其性能和应用现状进行了探讨,最后指出了其应用中常见的问题,展望了未来地聚物泡沫混凝土的应用前景与发展方向。

地聚物泡沫材料的制备、性能与应用研究进展

地聚物泡沫材料由于其卓越的性能、低廉的成本和绿色低碳的制备方案,使其能成为普通硅酸盐水泥基材料的替代品,在过去几年中已成为研究的热点。本文概述了地聚物反应原理,对地聚物泡沫材料的研究现状、以及包括硅铝酸盐固体废弃物原料、地聚物反应碱激发剂、发泡方式和稳泡剂的地聚物泡沫材料制备工艺进行了综述,对地聚物泡沫材料的隔热、吸音、吸附和吸能等性能及相应的应用现状进行了探讨,指出了该领域未来的发展前景以及需要注意的问题。

地聚物泡沫混凝土的性能和孔结构研究

以粉煤灰和矿渣为胶凝材料,采用化学发泡法制备密度等级为300~1000 kg/m3的地聚物泡沫混凝土(GFC),对其抗压强度、导热系数和干燥收缩进行测试,并通过Image Pro Plus软件表征了不同密度等级下的孔结构参数。结果表明:(1)随着密度等级逐渐增加,抗压强度和导热系数逐渐升高,其中抗压强度与密度等级之间呈指数函数关系,导热系数与密度等级之间呈线性关系,干燥收缩随密度等级的增加而减小,与其呈二次函数关系。(2)GFC孔结构参数与密度等级之间同样具有强相关性,随着密度等级逐渐增加,其孔隙率逐步下降,平均孔径逐渐减小,孔隙形状逐渐接近于圆形。

地聚物混凝土的力学性能研究综述

地聚物混凝土作为非水泥基建筑材料,在利用工业固废的同时具备低碳排放量、低能耗的突出特点,有望替代水泥基混凝土成为新一代绿色建筑材料。优良的力学性能是地聚物混凝土应用于工程实际的基础。通过收集分析前人的相关研究成果,从碱激发剂、胶凝材料及水胶比方面综合论述地聚物混凝土的力学性能,归纳总结地聚物混凝土力学性能的研究现状。

基于废弃混凝土粉体的地聚物形成条件及微观机理分析

以废弃混凝土粉体与碱激发剂混合形成地聚物,通过室内试验研究碱激发剂浓度、溶液组分质量比、液固质量比、养护条件等因素对地聚物强度的影响,结合微观试验及理论分析研究废弃混凝土粉体与所形成地聚物的微观结构、形貌和相特征,最终确定基于废弃混凝土粉体的地聚物形成条件。结果表明:增大NaOH溶液浓度、水玻璃掺量和液体碱激发剂与废弃混凝土固体粉料质量比以及合适的养护温度、养护时间和养护方式均会促进地聚合反应。

地聚物胶凝材料制备及应用研究现状

本文主要概述了地聚物胶凝材料的定义,结构及其性能优点,并总结了其制备方法及应用情况。地聚物是具一类新型建筑胶凝材料,在建筑行业得到了广泛关注,且在其它领域也得到了一定应用。地聚物可由含有硅铝酸盐的原料加入适量碱激发剂制备得到。它具有三维网状结构,能够固定工业废水废渣中的重金属离子,而且胶凝迅速,早期强度高。地聚物是一种具有良好应用前景的胶凝材料,不久的将来将会取代水泥,成为建筑行业主要原料。

基于COMSOL的地聚物基屋面保温系统传热模拟与设计

通过COMSOL仿真软件模拟了以地聚物基泡沫混凝土和真空绝热板为原材料制备的地聚物基泡沫混凝土屋面保温系统。确定了地聚物基泡沫混凝土屋面保温系统的构造形式,通过COMSOL仿真软件计算出夏热冬暖地区宜采用115 mm地聚物基泡沫混凝土+20 mm真空绝热板+115 mm地聚物基泡沫混凝土的屋面保温系统构造,满足传热系数0.2 W/(m^(2)·K)的要求。严寒地区采用140 mm地聚物基泡沫混凝土+20 mm真空绝热板+140 mm地聚物基泡沫混凝土的屋面保温系统构造,满足传热系数0.15 W/(m^(2)·K)的要求。

小檗碱对THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞胆固醇流出的影响

目的观察不同浓度小檗碱对THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞胆固醇流出的影响,并探讨其可能的作用机制。方法佛波酯(PMA)刺激THP-1细胞分化为巨噬细胞后经乙酰化低密度脂蛋白(AcLDL)诱导泡沫化,建立THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞模型。根据小檗碱干预与否及干预浓度将泡沫细胞分为空白对照组和小檗碱(5～20μmol/L)干预组。细胞经分组处理24h后,流式细胞仪检测AcLDL聚集量;酶法检测胆固醇和乙酰甘油含量;闪烁计数法检测各组胆固醇流出率,同时分析过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)抑制剂GW9662预处理对胆固醇流出率的影响(以吡格列酮作为阳性对照);RT-PCR检测肝X受体α(LXRα)和三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)mRNA表达。结果与空白对照组比较,不同浓度小檗碱干预组泡沫细胞内AcLDL聚集量及胆固醇和乙酰甘油含量均显著减少(P<0.01),而胆固醇流出率上升(P<0.01),并呈现一定的量效关系。GW9662预处理后,不同浓度小檗碱干预组泡沫细胞的胆固醇流出率与对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。不同浓度小檗碱干预组泡沫细胞LXRα和ABCA1mRNA表达均高于空白对照组。结论小檗碱可增加THP-1巨噬细胞源性泡沫细胞胆固醇的流出量,其作用机制可能与激活PPARγ途径,增加LXRα和ABCA1mRNA表达有关。

用自然纤维增强地聚物材料:综述

自然纤维是一种来源广泛、低价环保的可再生资源,用自然纤维替代合成纤维制备复合材料的研究受到了人们的普遍关注。另外,地聚物是一种新兴的无机硅铝酸盐胶凝材料,被认为是普通硅酸盐水泥的理想替代品,同样备受瞩目。地聚物混凝土具有早期强度高、防火、耐高温、绿色环保及有效固定重金属等优点,但是其脆性大、抗裂性差。在地聚物混凝土中掺入自然纤维具有轻质、保温隔热及延缓混凝土开裂等特性,而且对生态友好,可以促进资源可持续发展,具有较好的应用前景。为了确定自然纤维对地聚物混凝土结构的增强效果和机理,本文评述了近期国内外有关自然纤维对地聚物混凝土力学性能影响的研究报道。首先总结了自然纤维的来源、处理方式及基本力学性质;其次详述了自然纤维对碱激发粉煤灰/矿渣/偏高岭土地聚物复合材料力学性能影响的相关研究;最后讨论了自然纤维增强地聚物混凝土的耐热性,并对今后需进一步研究的相关问题提出了建议。

再生混凝土粉掺量和细度对碱激发矿渣地聚物性能的影响

再生混凝土粉作为一种硅铝质废料在碱激发作用下具有一定的胶凝活性,以矿渣和再生混凝土粉为碱激发胶凝材料的前驱体,以氢氧化钠和水玻璃为碱性复合激发剂制备碱激发地聚物,研究了再生混凝土粉掺量和细度对碱激发矿渣地聚物流动性、凝结时间、抗压强度和抗折强度的影响。测试结果表明:再生混凝土粉有利于改善碱激发矿渣地聚物的流动性和延长凝结时间,其中粒度小于75μm的再生混凝土粉对碱激发地聚物浆体的流动度略有削减,而对凝结时间的延长作用明显降低。再生混凝土粉有利于改善碱激发矿渣地聚物的抗压强度和抗折强度,其中混合再生混凝土粉掺量的增加有助于碱激发矿渣地聚物早期抗压抗折强度的提升,而不利于后期强度的发展。当粒度小于75μm的再生混凝土细粉掺量为50%时,碱激发矿渣地聚物3,14,28 d抗压强度分别提升45.3%、28.3%和29.4%,其3,14,28 d抗折强度分别提升28.5%、50.9%和39.7%,其流动度为210 mm,初凝结时间为80 min。