偏高岭土基地质聚合物的配合比及养护条件对其力学性能及凝结时间的影响研究

本文以煅烧得到的偏高岭土为原料,以氢氧化钠与水玻璃作为复合碱性激发剂制备地质聚合物,系统考察了氢氧化钠、硅酸钠和水等组分含量的变化,对地质聚合物力学性能及凝结时间的影响;以及在最优激发剂配合比的选择下,不同的养护条件对于地聚物力学性能的影响。研究结果表明:地聚物力学性能及凝结时间随氢氧化钠用量增加先提高后降低;且影响作用趋于一致。水的用量对地聚物的强度基本无影响,但对凝结时间影响较大。适当提高养护温度可以提高地质聚合物的强度,适当延长养护时间可以提高地质聚合物的早期强度。

偏高岭土活性的煅烧温度影响及测定方法研究

偏高岭土基地质聚合物在土木工程领域具有广泛的应用前景,其中偏高岭土的活性对生成的地质聚合物性能具有重要影响。评定偏高岭土活性的最直接方法是比较生成的偏高岭土基地质聚合物的抗压强度,但该方法周期较长,不利于实用。本文通过对高温煅烧后偏高岭土的DSC-TG分析、XRD分析和NMR分析,讨论了偏高岭土活性与其中活性氧化铝含量的相关性,探索了偏高岭土的高温活化机理和活性测定原理,提出了改进的滴定络合法和紫外分光光度计法并应用于偏高岭土活性测定,进而通过偏高岭土地聚物的力学性能试验予以验证。试验结果表明,煅烧温度对偏高岭土的活性有显著影响,随煅烧温度升高呈现先提高后降低的规律;滴定络合法和紫外分光光度计法可以测定铝的溶出率并且用于偏高岭土活性的快速测定。

地聚物再生混凝土粗骨料的优化设计

为研究粗骨料不同参数对地聚物再生混凝土性能的影响,采用三因素三水平的正交试验设计方法对粗骨料进行优化设计,分析不同因素对粗骨料配比的作用以及不同水平间的差异。探讨粗骨料最大粒径、分形维数及天然骨料对再生骨料的取代粒径这三因素对再生混凝土性能的影响规律和机理。试验结果表明:对于混凝土的流动性与抗压强度,粗骨料粒径的大小始终是影响地聚物再生混凝土性能的关键因素;骨料优化后的混凝土强度基本可达到C50级别,与基准混凝土相比,优化后混凝土的性能得到明显改善;混凝土的抗压强度与粗骨料各因素之间存在良好的线性关系。

激发剂浓度对偏高岭土基地聚物性能的影响机制

研究了激发剂、固化温度等外部因素对地聚物力学性能的影响及其机制,以NaOH和Na2SiO_3作为激发剂,通过正交试验考察了偏高岭土基地聚物的力学性能对激发剂模数、激发剂浓度、固化温度和固化时间等影响因素的敏感性。通过微量热、红外光谱和扫描电镜-能谱方法分析了激发剂浓度影响聚合反应过程及地聚物性能的作用机理。试验结果表明:激发剂浓度是影响地聚物力学性能的最关键因素,地聚物抗压强度随激发剂浓度增加而提高;次关键因素是激发剂模数,地聚物强度随激发剂模数增大而降低。随着激发剂浓度增大,聚合反应逐渐充分,地聚物力学性能也随之提高;激发剂浓度为80%时聚合反应趋向完全,地聚物强度提高到99.98 MPa,生成物Si/Al大于1。