地质聚合物混凝土力学性能研究综述

经大量文献调研,根据原材料的不同,分别介绍粉煤灰基、偏高岭土基、矿粉基地质聚合物混凝土力学性能,为进一步完善地质聚合物混凝土的研究提供依据。分析可知,通过掺加矿粉、硅灰、高岭土等可提高粉煤灰基地质聚合物混凝土力学性能;高岭土煅烧温度对偏高岭土基地质聚合物混凝土的影响较大;矿粉基地质聚合物混凝土具有较高的早期强度和较强的耐酸性能;铬渣、钨矿废泥等可用于制备地质聚合物混凝土。     

钼尾矿基地质聚合物综述

针对钼尾矿排放量大且不易处理的问题,结合国内外钼尾矿制备地质聚合物的研究现状,论述了钼尾矿的利用现状,总结阐述了地质聚合物制备、反应机理及尾矿基地质聚合物的研究进展,指出了钼尾矿基地质聚合物在实际应用中存在的问题及未来钼尾矿基地质聚合物尚待深入研究的方向。     

粉煤灰基地质聚合物力学性能影响因素的研究进展

对地质聚合物技术做了一个简要的介绍,分别从原材料、激发剂、添加剂和养护条件四个方面对近年来国内外学者在粉煤灰基地质聚合物力学性能的影响因素方面所做的工作和研究成果进行了介绍。粉煤灰的物化特性对粉煤灰基地质聚合物的力学性能有决定性的影响;激发剂中的碱形式、碱浓度和硅含量对粉煤灰基地质聚合物的抗压强度影响较大;适当的添加剂能提高粉煤灰地质聚合物的抗压强度;相对较高的养护温度有利于粉煤灰基地质聚合物力学性能的发展。在所有的影响因素中,原材料的成分和性质是最难控制的因素。最后,对研究原材料对地质聚合物力学性能影响的研究给出了建议。     

煅烧锂渣基地质聚合物的微观结构及性能研究

以700℃煅烧锂渣(CLS)为原料制备煅烧锂渣基地质聚合物,研究不同硅铝比、氢氧化钠浓度对锂渣基地质聚合物性能及微观结构的影响。结果表明:当硅铝比为2.9、氢氧化钠浓度为3.5 mol/L时,煅烧锂渣基地质聚合物的强度较高,1、3、7、28 d抗压强度分别为59.0、46.8、57.8、71.3 MPa;煅烧锂渣基地质聚合物的主要产物为N-A-S-H凝胶,体系微观呈片状凝胶层层堆积的密实结构。     

3D打印地质聚合物的研究进展和应用探索

地质聚合物是一种以铝硅酸盐为原料与碱激发剂反应而成的绿色建筑材料,将该材料应用于增材制造(3D打印)中有助于环境的可持续发展。本文介绍了挤出成型地质聚合物砂浆的研究进展,着重比较了3D打印样品与铸模成型地质聚合物样品的力学性能,此外,简述了粉煤灰基地质聚合物水泥在大型建筑构件增材制造中的应用潜力,及其在金属矿和高价值矿物矿渣(宝石矿等)回收利用方面的应用可行性。     

玄武岩纤维地质聚合物在软土固化中的力学性能试验研究

为了解决水泥在寒冷地区加固天然土壤强度不足、脆性大等问题,制备了一种纤维基地质聚合物,用于软土和道路路基的加固。通过无侧限抗压、抗拉和剪切试验,同时结合SEM微观表征手段,对比分析了不同土壤体系的力学性能,揭示了纤维基地质聚合物微观加固机理。研究结果表明：碱激发粘合剂的含量为13%时,地质聚合物稳定土体系抗压强度值为725 kPa;纤维掺量0.6%、长度4 mm时,纤维基地质聚合物体系的力学性能达到最佳;不同土壤体系的抗拉和抗剪强度有所差异,其中纤维基地质聚合物体系的抗拉和抗剪强度最优,原状黏土最差;SEM微观表征分析证明,在纤维基地质聚合物稳定土中形成了凝胶状聚集体。该研究结果可为纤维基地质聚合物的应用和推广提供参考依据。     

非晶态生成物含量对粉煤灰基地质聚合物强度的影响

从生成物晶态或非晶态含量的角度出发,讨论粉煤灰基地质聚合物强度的影响因素。首先通过对碱性激发剂配比优化制备出高强粉煤灰基地质聚物,并在不同养护温度和养护龄期下获得不同的强度水平;然后利用扫描电子显微镜对地质聚合物的微观形貌进行分析,基于X射线衍射全谱拟合法对地质聚合物的矿相成分做定量分析,确定晶态或无定型态成分含量;最后分析地质聚合物无定型态成分含量与强度的相关性。结果表明:非晶态生成物含量与粉煤灰基地质聚合物强度正向相关。     

煤矸石基地质聚合物混凝土梁高温性能研究

首先制备干粉激发煤矸石基地质聚合物混凝土，基于此，采用有限元方法研究了煤矸石基地质聚合物混凝土梁的高温特性。建立了不同截面尺寸煤矸石基地质聚合物梁的有限元模型，研究了地质聚合物混凝土梁不同高温作用下的温度分布和变形；在不同高温工况下，研究了不同混凝土保护层厚度对地质聚合物混凝土梁的开裂荷载和极限荷载变化的影响规律；揭示了煤矸石基地质聚合物混凝土梁在高温时的变形、承载能力等特性的变化规律。研究表明：高温下混凝土梁底层和侧面的保护层厚度对内部钢筋的升温均有影响；温度升高，梁跨中的挠度增大，且增大截面尺寸可以有效降低高温时梁构件的变形。混凝土保护层厚度对梁的开裂荷载和极限荷载均有影响，增大保护层厚度对于提高高温后梁的承载力的作用是积极的，地质聚合物混凝土梁的截面尺寸越大，高温下梁的开裂荷载和极限荷载越大。     

受激材料对地质聚合物砂浆强度的影响

介绍了一种新型无机胶凝材料——地质聚合物砂浆,以立方体抗压强度为指标,探讨了不同受激材料复掺体系对地质聚合物砂浆强度的影响,结果表明,粉煤灰基地质聚合物砂浆的强度随偏高岭土掺量的增加而降低,而随矿渣掺量的增加而提高,矿渣基地质聚合物砂浆的强度随偏高岭土掺量的增加也呈现降低的趋势。     

新疆粉煤灰基地质聚合物取代硅酸盐水泥的可能性分析

从生产成本与CO_2排放量2个角度出发,把以准东煤燃烧产生的粉煤灰为原料制得的新疆粉煤灰基地质聚合物与普通硅酸盐水泥进行了比较。采用燃料消耗、电能消耗、温室气体释放量和原料成本等4个指标,分析了新疆粉煤灰基地质聚合物取代普通硅酸盐水泥的可能性。结果表明:地质聚合物的经济成本和环境成本有很大的差异,其总体利害取决于位置来源、能量来源和运输方式;生产与普通硅酸盐水泥同等数量的地质聚合物时,温室气体排放量可减少44%～64%,而经济成本则可降低7%～39%。新疆粉煤灰基地质聚合物的凝胶化程度高、形貌均匀、有一定的热稳定性,是一种很有前途和潜力的建筑材料。     

养护温度及时间对粉煤灰基地质聚合物混凝土强度发展的影响

以砂、碎石为骨料,粉煤灰及少量的硅灰为胶凝材料,水玻璃、氢氧化钠为激发剂制备了地质聚合物混凝土,测试了不同养护温度及时间下粉煤灰基地质聚合物混凝土的抗压强度,旨在揭示养护温度及龄期对粉煤灰基地质聚合物混凝土强度发展的影响规律。结果表明:在20~80℃之间,提高养护温度可以提高粉煤灰基地质聚合物混凝土的抗压强度,并呈现线性增长的关系,进一步提高养护温度会导致试样表面微裂纹的产生,进而导致抗压强度有所下降;地质聚合物混凝土的抗压强度随龄期的增加而增大,并趋于稳定,该趋势可用指数函数加以描述;早期的高温养护会加速聚合化反应速度,降低聚合化反应时间,即高温短时养护可达到低温长时养护的效果。     

矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的基本性能研究

地质聚合物混凝土是一种新型混凝土类材料.为了研究地质聚合物混凝土的基本性能,以矿渣、粉煤灰为原料,以硅酸钠和氢氧化钠为激发剂,制备了矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土,测试了不同配合比下矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度以及7、14d和28d的抗压强度,分析了水胶比对和易性与抗压强度的影响,探讨了抗压强度的增长规律.结果表明:制备的矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土具有较高的抗压强度和良好的和易性,凝结硬化快,强度特性稳定;当水胶比为0.26,砂率为0.40,氢氧化钠和硅酸钠的质量比为0.29,碱溶液的浓度为56%时.矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度为110mm,标准养护条件下7、14d和28d龄期的抗压强度分别达到40.4、50.3MPa和60.20MPa;随着水胶比的增大,和易性不断增强,抗压强度先增加,后减小;随着养护龄期的延长,抗压强度不断增长,但增速降低.     

SiO_2气凝胶在粉煤灰基地质聚合物中的稳定性

以SiO_2气凝胶(AG)、粉煤灰(CFA)、钠水玻璃和氢氧化钠(NH)为主要原料制备气凝胶-粉煤灰基地质聚合物。通过调节氢氧化钠浓度(0~8 mol/L)和蒸养温度(20~80℃),研究AG在粉煤灰基地质聚合物中的稳定性。结果表明:AG与不同NH浓度的碱激发剂溶液接触角均大于130°,当NH浓度为6 mol/L时,接触角最大为140.2°;且当蒸汽养护温度达到80℃时,AG在地质聚合物中均能稳定存在;当蒸养温度为60℃、NH浓度为6 mol/L时,气凝胶-粉煤灰基地质聚合物的150 d抗压强度达到29.0 MPa,AG可以在地质聚合物中长期稳定存在。     

基于强度指标的粉煤灰基地质聚合物设计

以粉煤灰为主要原材料,少量的硅灰为SiO2调节材料,以水玻璃和NaOH溶液作激发剂,制备了粉煤灰基地质聚合物材料,探讨了影响粉煤灰基地质聚合物强度的主要因素,结果表明:养护温度对地质聚合物强度影响最大,NaOH溶液摩尔浓度次之,NaOH溶液与水玻璃的质量比影响最小。     

纤维掺量对镍渣-粉煤灰基地聚合物韧性的影响

以镍渣和粉煤灰等工业固体废渣为主要原料制备地聚合物,并对其韧性进行优化。考察了粉煤灰对镍渣基地聚合物抗压强度的影响,并通过力学性能测试和扫描电镜观察研究了聚丙烯纤维(PP纤维)对镍渣-粉煤灰基地聚合物韧性的作用。结果表明,粉煤灰的掺入有利于镍渣基地聚合物抗压强度的提高,50℃养护3d和7d时,粉煤灰掺量为50%的镍渣-粉煤灰基地聚合物的抗压强度分别比镍渣基地聚合物提高了120.3%和119.6%。PP纤维能有效改善镍渣-粉煤灰基地聚合物的韧性,当纤维掺量为1.6%时,50℃养护3d和7d的地聚合物比未掺纤维试样的抗折强度提高了12.5%和25.0%,抗冲击功提高了173.7%和190.5%。     

磷渣在混凝土中的应用研究

介绍了磷渣的生产及主要成分,分析了磷渣的凝结机理,探讨了磷渣的作用,提出了目前的应用中存在的一些问题,以降低混凝土的水化热,提高其耐久性,促进磷渣在混凝土中的应用。     

用锰渣制备地质聚合物的研究

地质聚合物是一种新型胶凝材料,由于其形成机理特殊,很多工业固体废弃物都可作为它的主要材料,针对此特点以锰渣和矿渣分别作为地质聚合物的主要原料进行对比试验,通过测试其胶砂试块强度分析不同废渣掺量对两种地质聚合物力学性能影响,利用SEM、XRD等方法分析该类聚合物的反应产物,从而得出用锰渣制备地质聚合物的可行性.试验表明:用锰渣制备地质聚合物,锰渣掺量80%为最佳;制备得到的地质聚合物前期强度发展较快,抗折强度5 MPa以上,抗压强度62.5 MPa以上.     

石油焦渣激发地质聚合物矿粉基胶凝材料

研究不同掺量石油焦渣对矿粉基地质聚合物力学性能的影响。采用相同胶砂比和水胶比,研究相同水胶比的条件下按不同比例内掺石油焦渣,石油焦渣不同细度不同掺加量的条件下对矿粉基胶凝材料力学性能的影响。     

利用磷渣、磷石膏生产硫铝酸盐水泥熟料工业试验

磷渣、磷石膏是磷化工业的废渣弃物,每年的排放量很大,但目前的利用率只有6.0%左右,针对这一现象,我公司开展了磷渣、磷石膏在硫铝酸盐水泥生产中的应用研究,并组织了工业试生产,取得了良好的结果。     

磷渣在四川地区混凝土行业的应用构想

磷渣作为一种具有许多优良特性的新型混凝土矿物掺合料,目前贵州、云南等地已进行了相关的应用。四川地区磷矿资源丰富,但长期以来并未得到很好的利用,而目前当地受"城乡一体化"实施和"汶川5·12地震"灾后重建的影响,水泥供应相对紧张,为此,本文在对四川地区磷渣进行一系列磷渣性能试验分析及其在混凝土中的应用试验研究后,提出了磷渣在当地的生产应用及技术推行构想。