以砂、碎石為骨料,粉煤灰及礦渣為膠凝材料,水玻璃、氫氧化鈉為激發(fā)劑制備了粉煤灰基地質(zhì)聚合物混凝土,研究了礦渣摻量對其高溫性能的影響。結(jié)果表明:不同礦渣摻量試樣的質(zhì)量損失率均隨作用溫度的升高而增大,300、600、900℃時質(zhì)量損失率分別約為5%、6%、7%。礦渣摻量由0增大至30%,初始態(tài)抗壓強(qiáng)度由6.5 MPa提高至55.6 MPa;300℃作用后抗壓強(qiáng)度分別提高至17.9、68.4 MPa;600℃作用后,試樣表面出現(xiàn)少量裂縫,礦渣摻量小于30%試樣的強(qiáng)度較300℃時有所降低,但仍保持在初始態(tài)的1.24～2.08倍,而礦渣摻量為30%的試樣強(qiáng)度則降低為初始態(tài)的77%;900℃作用后,試樣表面開裂加劇,強(qiáng)度保持在19 MPa左右。 

【文章來源】：新型建筑材料. 2020年10期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

地質(zhì)聚合物混凝土經(jīng)受高溫后的表觀形貌

圖2為地質(zhì)聚合物混凝土與硅酸鹽水泥混凝土在不同溫度作用后質(zhì)量損失率的對比曲線，地質(zhì)聚合物混凝土采用未摻礦渣組的數(shù)據(jù)，硅酸鹽水泥混凝土數(shù)據(jù)根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]繪制。分析得知，硅酸鹽水泥混凝土質(zhì)量損失大致分為3個階段：（1)100～300℃為快速失重階段；（2)300～500℃為平緩失重階段；（3）高于500℃后為加速失重階段，至900℃時混凝土質(zhì)量損失率達(dá)17%左右。相對而言，地質(zhì)聚合物混凝土質(zhì)量損失可分為2個階段：（1)60～300℃為快速失重階段；（2）高于300℃為恒速失重階段，近似質(zhì)量損失速率為1%/300℃，至900℃時混凝土質(zhì)量損失率僅為7%左右。結(jié)合反應(yīng)機(jī)理分析質(zhì)量損失差異性：硅酸鹽水泥混凝土為水化反應(yīng)，反應(yīng)過程中熟料礦物與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成結(jié)晶水合物。100～300℃間快速失重，主要是試樣內(nèi)部自由水的高溫蒸發(fā)；當(dāng)溫度高于500℃時，由于C-S-H凝膠體脫水分解，層間結(jié)合水不同程度地分解，形成水蒸汽，導(dǎo)致試樣加速失重。而地質(zhì)聚合物混凝土屬于聚合反應(yīng)，反應(yīng)過程中水僅作為反應(yīng)媒介，不參與反應(yīng)。60～300℃間快速失重，主要是試樣內(nèi)部自由水的高溫蒸發(fā)；當(dāng)溫度高于300℃時，由于地質(zhì)聚合物反應(yīng)過程中生成硅鋁酸鹽非晶相物質(zhì)，高溫下不易分解，因此試樣質(zhì)量損失緩慢，最終維持在6%左右，與試樣制作過程中所添加水（包括Na OH溶液以及Na2Si O3溶液中的水）的質(zhì)量基本吻合。為驗證該試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，另取試樣在105℃養(yǎng)護(hù)箱中恒溫養(yǎng)護(hù)28 d后測試其質(zhì)量損失情況，結(jié)果與前文所述吻合，驗證結(jié)果正確。

圖3為礦渣摻量和作用溫度對地質(zhì)聚合物混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。由圖3可見，隨著作用溫度的升高，地質(zhì)聚合物混凝土的抗壓強(qiáng)度呈先提高后降低的趨勢。礦渣摻量由0增大至30%時，初始態(tài)（60℃養(yǎng)護(hù)1 d）抗壓強(qiáng)度由6.5 MPa提高至55.6MPa;300℃高溫作用后抗壓強(qiáng)度分別提高至17.9、68.4 MPa;600℃高溫作用后，試樣表面出現(xiàn)少量裂縫（見圖1），礦渣摻量小于30%試樣的強(qiáng)度較300℃時有所降低，但仍為初始態(tài)的1.24～2.08倍，而礦渣摻量為30%的試樣強(qiáng)度則降低為初始態(tài)的77%；當(dāng)溫度升高至900℃，試樣表面開裂加�。ㄒ妶D1），最后抗壓強(qiáng)度保持在19 MPa左右。綜上所述，地質(zhì)聚合物混凝土高溫后的殘余強(qiáng)度變化特征為，在相同礦渣摻量下，可將其分為2個階段：第1階段，常溫～300℃，為強(qiáng)度提高階段，這主要是由于溫度的升高促進(jìn)了地質(zhì)聚合物進(jìn)一步的聚合化反應(yīng)，同時也使得地質(zhì)聚合物中的內(nèi)部水分蒸發(fā)，使得地質(zhì)聚合物更加致密，地質(zhì)聚合物混凝土抗壓強(qiáng)度明顯提高；第2階段，作用溫度高于300℃，為強(qiáng)度衰減階段，地質(zhì)聚合物混凝土初始態(tài)強(qiáng)度越高，高溫條件下強(qiáng)度損失越快，如礦渣摻量為30%的地質(zhì)聚合物混凝土在經(jīng)受900℃高溫作用1 h后，其抗壓強(qiáng)度僅為初始態(tài)的32%。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]纖維高性能混凝土高溫、明火力學(xué)與爆裂性能研究[D]. 董香軍.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：2937872