本文關(guān)鍵詞：Na-粉煤灰基地聚合物膠凝材料的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地聚合物是一種由堿激發(fā)硅鋁質(zhì)材料而形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型綠色膠凝材料。具有快凝早強、耐高溫及耐久性好等多方面優(yōu)良性能,高硅高鋁質(zhì)的天然礦物或固體廢棄物(如粉煤灰、煤矸石以及礦渣等)均可做為其原料,是低成本、高性能、環(huán)保型材料。以陜北亞華電廠粉煤灰為基礎(chǔ)硅鋁質(zhì)原材料,偏高嶺土、硅灰和礦渣為輔助原材料,在由水、NaOH和納米Si O2制備的可調(diào)控堿激發(fā)劑作用下制備Na-粉煤灰基地聚合物膠凝材料。利用正交試驗研究地聚合物膠凝材料的基本配合比,并對制備工藝進行優(yōu)化。通過XRD、IR、SEM等手段對地聚合物膠凝材料的力學(xué)性能、耐久性能、熱穩(wěn)定性能及其在水泥路面修補中的應(yīng)用進行了研究。研究結(jié)果表明:當(dāng)Si/Al摩爾比為2.5、NaOH含量(MNaOH/M固灰%)為7.5%、可溶SiO2含量(MSiO2/M固灰%)為7.5%時,體系內(nèi)SiO4和AlO4基團的數(shù)量比例、堿度及反應(yīng)前期可溶Si O2含量在最合適的范圍,地聚合反應(yīng)充分,所制備試樣性能最優(yōu)。IR試驗說明地聚合反應(yīng)過程中AlO4四面體鍵接在SiO4四面體上,形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);XRD試驗說明地聚合反應(yīng)幾乎沒有新的晶相生成,反應(yīng)產(chǎn)物主要是非晶無定形硅鋁酸鹽凝膠相。粉煤灰活化預(yù)處理(球磨)后,活性提高,球磨2h細(xì)度達到最小,3h后活性最大;攪拌時間過長會打亂硅鋁酸鹽凝膠連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成;提高養(yǎng)護溫度會促進地聚合反應(yīng)速率,但對體系后期強度影響不大;適量的水有助于地聚合反應(yīng)的進行。適量的富鈣質(zhì)原材料(礦渣)摻入有助于試樣的快速凝結(jié)和強度增長。地聚合物膠凝材料耐久性較普通硅酸鹽水泥(OPC)好。凍融循環(huán)50次,質(zhì)量損失2%,強度損失8.2%;在5%wt的鹽酸、硫酸、硫酸鈉、氯化鎂液中浸泡28天后,質(zhì)量損失分別為4.2%、3.5%、-0.2%、1.6%,強度損失為30%、20%、5%、10%。地聚合物膠凝材料熱穩(wěn)定性能較OPC好。在高溫下會發(fā)生瓷化反應(yīng),1000℃高溫煅燒1h后,質(zhì)量損失2.4%、強度損失8%。地聚合物水泥混凝土具有快凝早強的性能特點,凝結(jié)時間(終凝)為105min,7d抗壓強度達到45.4Mpa,其力學(xué)強度、粘結(jié)強度、收縮率均滿足路面修補混凝土的技術(shù)要求。
【關(guān)鍵詞】：粉煤灰 地聚合物 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 耐久性 熱穩(wěn)定性 修補材料
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ177
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 粉煤灰及利用現(xiàn)狀9
• 1.2 地聚合物及研究現(xiàn)狀9-19
• 1.2.1 原材料10-11
• 1.2.2 原材料配比11-12
• 1.2.3 成型方法12-13
• 1.2.4 反應(yīng)機理13-14
• 1.2.5 微觀結(jié)構(gòu)14-16
• 1.2.6 性能特點16-17
• 1.2.7 應(yīng)用前景17-18
• 1.2.8 存在的問題18-19
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線19-21
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容19-20
• 1.3.2 技術(shù)路線20-21
• 第二章 原材料選取及試驗方法21-29
• 2.1 原材料及性能分析21-27
• 2.1.1 硅鋁質(zhì)原材料21-24
• 2.1.2 富鈣質(zhì)原材料24-26
• 2.1.3 堿激發(fā)劑原材料26
• 2.1.4 其他材料26-27
• 2.2 制備工藝及性能測試27-29
• 2.2.1 地聚合物水泥的制備27
• 2.2.2 激發(fā)劑的制備27
• 2.2.3 地聚合物膠凝材料的制備27-28
• 2.2.4 性能測試28-29
• 第三章 地聚合物膠凝材料配比設(shè)計及性能分析29-47
• 3.1 基本配合比設(shè)計及工藝優(yōu)化29-41
• 3.1.1 地聚合物膠凝材料基本配比設(shè)計29-34
• 3.1.2 凝結(jié)時間及力學(xué)性能34-36
• 3.1.3 工藝優(yōu)化36-41
• 3.2 富鈣質(zhì)原材料對地聚合物膠凝材料的性能影響分析41-45
• 3.2.1 試驗41
• 3.2.2 結(jié)果與分析41-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第四章 耐久性能研究47-57
• 4.1 孔結(jié)構(gòu)47-48
• 4.1.1 孔的分類48
• 4.1.2 地聚合物膠凝材料孔結(jié)構(gòu)48
• 4.2 抗凍性能48-51
• 4.2.1 凍融循環(huán)試驗48-49
• 4.2.2 結(jié)果及分析49-51
• 4.3 耐化學(xué)腐蝕性51-56
• 4.3.1 耐化學(xué)腐蝕性試驗51
• 4.3.2 結(jié)果及分析51-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 熱穩(wěn)定性能研究57-64
• 5.1 熱穩(wěn)定性能試驗57-58
• 5.1.1 高溫力學(xué)性能試驗57-58
• 5.1.2 導(dǎo)熱性及熱膨脹性能試驗58
• 5.2 結(jié)果與分析58-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 地聚合物水泥路面快速修補材料64-74
• 6.1 引言64
• 6.2 修補材料的制備64-66
• 6.2.1 混凝土配合比及力學(xué)性能64-66
• 6.3 修補材料粘結(jié)性能66-71
• 6.3.1 粘結(jié)性能表征與試驗66-67
• 6.3.2 結(jié)果與分析67-68
• 6.3.3 聚灰比影響分析68-70
• 6.3.4 微觀SEM分析70-71
• 6.4 收縮率71-72
• 6.4.1 試驗71-72
• 6.4.2 結(jié)果與分析72
• 6.5 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論與展望74-76
• 參考文獻76-83
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果83-84
• 致謝84

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