碱-偏高岭土胶凝材料的凝结硬化性能研究

对碱 偏高岭土胶凝材料的凝结硬化性能进行了研究.研究方法是将碱激发剂∶偏高岭土∶砂=0.7∶1∶1(质量比)混合并成型为3cm×3cm×3cm的试块,在规定的条件下养护到规定的时间,根据试块的抗压强度来评价凝结硬化性能.试验结果表明:碱 偏高岭土胶凝材料的胶砂强度随碱的浓度增加而加快;随养护温度升高和养护时间延长而加快;与水玻璃的模数有关.当水玻璃模数为0.75～1时,胶砂强度发展速率迅速;当水玻璃模数≥2时,砂浆在80℃养护24h不能脱模;当水玻璃模数为0.5时,砂浆拌合时发生闪凝.由此可以推断:当水玻璃模数为0.75～1时,水玻璃中SiO2初始状态有利于反应产物的形成以及(或者)偏高岭土在该水玻璃的碱浓度中的溶解度可能与反应物的形成速度相匹配.

养护条件对碱-矿渣-偏高岭土复合胶凝材料强度的影响

研究了偏高岭土对碱矿渣水泥强度的影响规律和不同养护条件下碱-矿渣-偏高岭土复合胶凝材料(M-AAS)的强度发展情况。结果表明:80%湿度和40℃温度下,掺入适量偏高岭土能提高碱矿渣水泥的强度性能,最佳掺量为20%左右;对于掺20%偏高岭土的碱-矿渣-偏高岭土复合胶凝材料,在80%湿度下,养护温度的提高有利于抗压强度的发挥,但对抗折强度的发挥不利;在80%湿度和20℃温度下,复合材料的抗折强度出现倒缩,对80%湿度养护和水中养护两种养护条件进行适当的组合,强度倒缩现象没有发生。

碱-偏高岭土基胶凝材料的热稳定性研究

将粉煤灰漂珠、G碱-偏高岭土基胶凝材料Geopolymer(普通水泥为对比样)和水按比例混合,成型为3cm×3cm×3cm的试块并养护28d;将试块在规定的温度和时间内煅烧,并用其剩余抗压强度来判断其热稳定性.试验结果表明:Geopolymer的剩余抗压强度随煅烧温度升高而提高,并从800℃到1000℃呈现大幅度提高的趋势,而相应的普通水泥的剩余抗压强度随煅烧温度升高而下降.对Geopoly mer和水泥的水化产物进行了差热分析和热失重分析,发现Geopolymer具有优良的热稳定性能,这可能是由Geopolymer特殊的水化产物而引起的.

偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间及早期力学性能的影响

研究了水胶比为0.4,水玻璃模数为1.4及Na 2O含量为10%(质量分数)时,单掺偏高岭土与复掺偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间和早期力学性能的影响。结果表明,两种复合方式对碱-矿渣复合胶凝材料均有缓凝作用,但复掺时的缓凝效果更明显。单掺时,碱-矿渣复合胶凝材料的早期抗折、抗压强度和折压比基本不随偏高岭土掺量的变化而变化,但其28 d粘接强度随偏高岭土掺量的增加而增大。复掺时,碱-矿渣复合胶凝材料早期抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小;与单掺时相比,该复合胶凝材料72 h抗折强度和折压比分别提高了40%和64%。除此之外,复掺时该复合胶凝材料28 d粘接强度比单掺时提高了45%,但粉煤灰掺量的影响较小。

碱激发偏高岭土胶凝材料水化硬化机理的研究

碱激发偏高岭土胶凝材料的水化同样可以分为初始期、诱导期、加速期、减速期以及稳定期。但是,各水化阶段的反应机理与传统的水泥基材料完全不同。初始期主要是偏高岭土对溶液组分的表面吸附;诱导期主要表现为活性硅铝氧化物的溶解;加速期表现为四面体基团的聚合;减速期水化速度降低的主要原因是扩散阻力加大,同时偏高岭土反应面积减少,液相中的碱含量降低也是重要原因。

碱-偏高岭石-矿渣系胶凝材料的凝结硬化性能研究

研究了不同粒化高炉矿渣掺量对"碱-偏高岭石-矿渣"体系在室温下凝结硬化性能的影响和对反应物的NH4+交换容量的影响。结果表明:在温度(20±1)℃并保湿养护条件下,随矿渣掺量的增加,碱-偏高岭石-矿渣系胶凝材料的凝结时间缩短,抗压强度提高,反应物中结构类似沸石的产物含量下降。

碱激发冶炼铅渣-偏高岭土复合胶凝材料的制备及水化机理

为探究水玻璃碱激发条件下冶炼铅渣和偏高岭土基复合胶凝材料的力学性能,采用单因素试验与正交试验,研究冶炼铅渣球磨时间、碱当量、碱激发剂模数和偏高岭土与冶炼铅渣的质量比对复合胶凝材料力学性能的影响。利用XRD、SEM和FTIR对复合胶凝材料的水化机理进行综合分析。结果表明:以上因素对复合胶凝材料28 d抗压强度的影响顺序依次为碱激发剂模数、冶炼铅渣球磨时间、碱当量、偏高岭土与冶炼铅渣的质量比;当冶炼铅渣球磨时间为4 h,碱当量为6%(质量分数),碱激发剂模数为1.4,偏高岭土与冶炼铅渣的质量比为3∶7时,复合胶凝材料28 d抗压强度达56.18 MPa;偏高岭土能够促进冶炼铅渣水化,产生更多凝胶和网状结构的硅铝酸盐类晶体填充基体孔隙,对胶凝体系后期强度发展起到促进作用。

水泥-粉煤灰-矿粉-偏高岭土四元胶凝材料氯离子固化机理研究

本文在水泥、粉煤灰和矿粉组成的三元胶凝材料基础上掺入第四元矿物掺合料偏高岭土,利用X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA/DTG)定性分析了四元胶凝材料水化产物与氯离子固化能力的关系,并在此基础上利用TGA/DTG和Rietveld外标法定量分析不同形态氯离子固化量。研究表明,掺入偏高岭土能够增加体系早期水化反应速率,促进粉煤灰和矿粉早龄期水化,增加了四元胶凝材料水化AFm相(单硫型水化硫铝酸钙)和C-S-H凝胶含量。同时也增加了体系中铝钙摩尔比,使得单硫型硫铝酸钙(Ms)在碳酸盐存在的条件下更加倾向于转化为半碳型碳铝酸钙(Hc)。氯离子等温吸附结果表明,AFm相含量与氯离子固化能力呈正相关。Rietveld外标法结果表明,掺入偏高岭土后四元体系的氯离子化学固化能力提高,物理吸附能力降低,与三元体系相比,氯离子化学固化量提高了94.16%,物理吸附量降低了7.62%,TGA/DTG定量结果表明Rietveld定量分析具有可行性。

古陶瓷修复用碱激发偏高岭土基胶凝聚合材料的制备及性能

以修复要求最高的白瓷胎体为修复目标,选用超白高岭土为铝硅酸盐原料,钠水玻璃及NaOH为复合激发剂,制备出了可用于古陶瓷修复的碱激发偏高岭土基胶凝聚合材料,探讨了高岭土锻烧温度、激发剂模数、激发剂用量及水用量对其抗弯强度与抗水解性能的影响。对最优样品的白度、透光度、粘结瓷胎强度及收缩率与石膏作了对比分析,并采用采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射分析了其结构特征。结果表明,聚合反应生成的是纳米级小球状的硅铝胶凝聚合物,没有晶体及类晶体生成;制备出的最优样品抗弯强度可达10.72 MPa,抗水解性能最优,对其制备影响最大的因素是高岭土的活化温度及水的用量;最优样品粘结瓷质胎体和陶质胎体的强度分别是石膏的31.71倍和5.29倍;白度和透光度与石膏相近,但膨胀系数大于石膏。本研究工作拓宽了碱激发胶凝聚合材料的应用领域,对于古陶瓷的修复研究具有重要的意义。

钠钙粉作为添加剂制备赤泥激发偏高岭土胶凝材料

采用XRD、IR、SEM、和EDS等分析手段,研究了钠钙粉作为添加剂制备的赤泥偏高岭土胶凝材料的力学性能和水化产物。结果表明:钠水玻璃模数为1.0、水灰比为0.34、钠钙粉加入量为6%时效果最好,同时得知偏高岭土经强碱激发后的水化产物为C-S-H凝胶和硅铝酸钙。随着试样养护龄期的增长胶凝材料结构更密实,形成PSS型结构.

高钙粉煤灰作为添加剂制备赤泥偏高岭土胶凝材料

采用XRD、IR、SEM、和EDS等分析手段,研究了高钙粉煤灰作为添加剂制备的赤泥偏高岭土胶凝材料的力学性能和水化产物.结果表明:合适掺量的高钙粉煤灰(<14%)有助于试样力学性能的提高;高钙粉煤灰作为添加剂所制备的赤泥偏高岭土胶凝材料,其水化产物主要有水化硅酸铝钙、沸石相、羟基硅酸铝、钙长石、蓝晶石、水化硅酸钙和叙永石.随着试样养护龄期的增长胶凝材料结构更密实,形成PSS型结构.

偏高岭土和硅灰对三元胶凝材料的改性

为了提高水泥基材料中辅助性胶凝材料用量,对比研究偏高岭土(MK)和硅灰(SF)对高粉煤灰(FA)掺量的三元胶凝材料体系抗压强度和微观结构的影响。结果表明:适量MK和SF均能提高FA掺量的三元胶凝材料不同龄期的强度,两者对强度的提高幅度随掺量和浆体龄期的改变而稍有改变;MK和SF均能显著降低三元胶凝材料浆体中Ca(OH)2(CH)的含量、优化浆体孔结构,但两者反应形成的产物有明显不同。MK和SF的物理填充、火山灰效应可优化三元胶凝体系浆体的微观结构、改善不同相界面结合。高品质MK可代替SF用于制备高FA含量三元胶凝材料体系。

偏高岭土对钢渣水泥基胶凝材料的改性效应

以川南高岭石型硫铁尾矿为原料,通过煅烧、球磨制备了不同细度偏高岭土(MK);加入少量钢渣(SS),制备偏高岭土-钢渣水泥基胶凝材料。考察MK细度、掺量及MK与钢渣复掺对胶凝材料的影响,并通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)表征,研究了偏高岭土-钢渣水泥基胶凝材料的水化性能。结果表明,在一定粒度范围内,MK粒径对胶凝材料强度影响显著,其中掺入15%的800目(15μm)MK胶凝材料28 d抗压强度较未掺MK提高13.6%;MK掺量小于25%时,其28 d抗压强度均大于纯水泥基胶凝材料;加入MK和SS不会改变胶凝材料水化产物的种类;在相同龄期内,加入MK和SS能有效促进钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H凝胶)生成并改善微观结构。

偏高岭土对水泥基胶凝材料耐久性能的影响

以粉煤灰、矿粉和硅灰为混合材,与硅酸盐水泥熟料和石膏复合制备一种水泥基胶凝材料,通过内掺法研究偏高岭土对水泥基胶凝材料力学性能和耐久性能的影响,并利用激光粒度分布曲线、XRD和SEM验结果表明,随偏高岭土掺量的增加,水泥砂浆3d强度逐渐下降,28d强度逐渐增加,然后趋于稳定。当掺量超过9%时,强度的改善效果不显著;同时,偏高岭土的掺入,提高了砂浆的抗渗性能、降低了混凝土的氯离子扩散系数,并在偏高岭土掺量为0%-9%范围内作用效果明显。

石膏-矿渣胶凝材料的碱性激发作用

采用扫描电镜、X射线衍射、差示扫描量热分析-热重分析表征了碱激发石膏-矿渣胶凝材料的水化产物。研究表明:添加质量分数为0.5%的碱性激发剂时,石膏-矿渣胶凝材料的各项强度和耐水性能最好。碱激发石膏-矿渣胶凝材料的水化产物主要为二水石膏(CaSO4·2H2O)、水化硅酸钙凝胶(C-S-H)以及少量的钙矾石(ettringite,AFt)和莱粒硅钙石[Ca5(SiO4)2(OH)2]。C-S-H凝胶含量越高,材料的强度越高、耐水性能越好。

碱矿渣-黏土复合胶凝材料水化物粉体对铯离子的吸附(英文)

研究了碱矿渣黏土复合胶凝材料(alkali-activated slag clay composite cementitious material,AASCM)水化物粉体对模拟放射性核素Cs+的吸附性能及其影响因素。将AASCM水化物粉体的吸附性能和硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥水化粉体的吸咐性能进行对比。结果表明:实验条件下,母液浓度提高,AASCM水化物粉体对Cs+的吸附量增大,吸附比减小。温度升高,吸附平衡时间缩短,Cs+吸附量和吸附比下降。pH值下降,Cs+吸附量下降。Cs+在AASCM粉体中的吸附在一定浓度范围内服从Freundlich吸附等温方程且为放热过程。AASCM水化物粉体较硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥具有更强吸附Cs+的能力。

NaOH-nNa_2SiO_2激发制备碱-双渣胶凝材料研究

研究了采用 ＮａＯＨ－ｎＮａ２ＳｉＯ３激发制备碱－双渣胶凝材料的方法和技术途径。结果表明：将固体碱激发剂、矿渣、高钙粉煤灰渣三种原料按一定比例混合入磨进行粉磨，制备得到的碱－双渣胶凝材料 ２８ ｄ强度达到 ３０～６０ ＭＰａ。凝结时间正常；这种胶凝材料生产成本低，性能优良，是一种环保的新型胶凝材料。

碱激发偏高岭土-矿渣砂浆的碱骨料反应机理研究

碱激发胶凝材料是一种新型低碳材料,其液相环境的碱度普遍高于水泥基材料,势必导致碱骨料反应引起的体积变形不同于水泥基材料。为探究碱激发胶凝材料的碱骨料反应行为与液相碱度的关系,选取花岗岩为代表性骨料制备碱激发偏高岭土-矿渣砂浆,研究在不同浓度NaOH溶液浸泡下的砂浆变形行为。结合微观分析表明,碱激发胶凝材料的体积收缩能很好地抑制碱骨料反应产生的膨胀,不同浸泡条件下碱激发偏高岭土-矿渣砂浆会呈现不同的变形行为。碱激发偏高岭土-矿渣砂浆的膨胀是由碱骨料反应生成产物以及原类沸石结构的水化硅铝酸钠凝胶向沸石结构转化所造成的。当碱激发胶凝材料的孔溶液氢氧根离子浓度大于0.209 mol/L时,碱骨料反应会发生。

硬脂酸钠对碱激发矿渣-赤泥胶凝材料吸水速率的影响

碱激发矿渣-赤泥胶凝材料(AASR)由于吸水速率较大,水分和侵蚀性离子易进入AASR内部,对其耐久性构成重大威胁。本文利用硬脂酸钠(NaSt)改善AASR的孔结构,并在孔隙壁上引入憎水膜,降低AASR的吸水速率。通过对AASR孔结构、接触角和微观形貌的分析,揭示了NaSt对AASR吸水速率的改善机理。结果表明:NaSt在AASR内部引入了较多的封闭孔,内部孔隙之间的连通性会被这些封闭气孔阻断,从而阻断水分在AASR孔径中的传输;NaSt在毛细孔壁形成憎水膜,增大了孔壁接触角,降低了毛细管吸力;掺入质量分数为0.5%的NaSt后,AASR的初始吸水速率的降低幅度高达83%,但对力学性能影响较小。

养护制度对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝灌浆材料性能的影响

本文研究了养护制度对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝灌浆材料性能有着明显的影响。结果表明:升高养护温度能使碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝灌浆材料的早期抗压强度得到很大幅度的提高,但对材料后期强度的提高作用有限;水中养护会降低材料各龄期的强度,当矿渣掺量较低和养护较高时,强度降低尤为明显,90d龄期时材料强度甚至发生倒缩;养护温度升高时,材料微观形貌更为多样化。