偏高岭土粉煤灰基地质聚合物的制备与性能

摘要地质聚合物是一种新型胶凝材料，因其具有优异的性能，近年来引起了国内外研究学者的广泛关注。本文利用偏高岭土和粉煤灰为原料，通过碱激发制备地质聚合物。利用正交设计研究了偏高岭土的细度、粉煤灰的掺量和碱激发剂的模数对地质聚合物力学性能的影响，并研究了其工作性能和凝结性能。研究表明：（1）高岭土在850℃下煅烧并保温2h制备具有活性的偏高岭土，偏高岭土在常温下由氢氧化钠和水玻璃溶液制成的碱激发剂激发，可以制备地质聚合物。（2）偏高岭土地质聚合物的早期强度发展很快，通过掺入粉煤灰调控其反应进程，改善其粘聚性，偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物浆体的流动性随着粉煤灰掺量的增加而变好。（3）通过正交实验得出影响偏高岭土—粉煤灰基地质聚合物力学性能的大小因素分别为偏高岭土细度、粉煤灰掺量和水玻璃模数。最佳配方为：偏高岭土为最细，粉煤灰掺量为25%，水玻璃模数为1.3；（4）同一粉煤灰含量的混合原料在采用不同模数的水玻璃激发时，随水玻璃模数的增大，凝结时间增长。关键词：地质聚合物；偏高岭土；粉煤灰；工作性能；凝结时间踩Ab竞st扮ra炮ct柏G愈eo闯po沫ly伍me云r淹is谢a旋n见ew砖g氏el数le届d犁ma茎te申ri照al逝w使hi户ch奶a棚tt屡ra竖ct菊ed易l贺ot源s翻of顷a龟tt役en柏ti维on仔s,葬b爪ot擦h泄at饮h比om游e肉an大d拿ab堵ro屠ad臂i浇n储re克ce笼nt时y双ea坟rs燃,稻fo甚r劣it艰s叉ex跨ce都ll宇en轻t通pr热op次er悬ti感es滥.穴In宋t秘hi幼s直th越es链is磁,游ge硬op换ol斯ym盏er洲h旋as蜜b冈ee嫩n喊sy旁nt骡he仙si桶ze腰d帆f兆ro酿m鹅ra神w奖ma语te顽ri劲al肿s塔wh故at关a匆re仿m敬et啊ak饲ao李li芒ni璃te五a添nd训f状ly抖a瓜sh鸽u角nd旨er汽a睡ct混iv跌at走io段n祖of泻N纽aO古H慕so贱lu蜓ti纵on畜a弓nd伙s朽od祥iu节m傅si杆li篇ca赴te著s败ol读ut耐io抛n.幕We核d栏is六cu必ss救t泥ha点t顷ho把w粪fi缓ne详ne徐ss孙o捕f晒th鱼e泊me捉ta俩ka叮ol球in米et拦e,辛c缴on闲te址nt团o垮f幸fl夜y粪as漆h返an哪d叼mo军du偿lu赤s狠of旷s锅od摄iu庙m外si走li围ca浪te渡a黑ff鞭ec蓄t风th遇e摄me骡ch成an层ic定al爱p燃ro逐pe互rt掉ie旷s疮o慨f赴Fl把ya贯sh迅-M刻et驻ak误ao蜂li洒ni朴te厚b获as育ed墙g导eo盖po是ly亿me唐r软by散u略si累ng疫o肢rt丝ho递go孔na圾l枕ex糕pe幕ri球me透nt乔al肆d捡es系ig于n皇.M刻ea捐nw骄hi浩le涌，t掠he洽w亩or片ki第ng佳p请er汉fo阶rm故an监ce占a久nd削s闸et竭ti趟ng荒t他im棋e扣of返g竭eo忙pl丽oy柄me裤r弱ar渔e诱st杆ud妨ie惠d.烂R摊es疮ea桃rc上h换sh组ow绵s:糖(撒1)屋Fl厕ya禾sh比-M式et陶ak足ao撑li铸ni碎te持b忙as突ed火g楚eo凶po穷ly喉me降r叫ha当s大be谱en向s仇yn辱th龙es充iz痰ed私a墨t抗ro纳om智t辫em丹pe间ra惭tu羞re鸟f道ro菌m更me困ta槽ka埋ol挖in逐it搭e源un湖de鱼r缴ac快ti谎va恢ti京on侍o葵f琴Na搁OH旧s疾ol长ut孕io鱼n颈an糠d料so脆di趣um场s讽il泥ic佩at漠e穿so板lu洲ti禽on旺.W隔e但ge浇t识me龙ta乘ka世ol跑in衰it球e芦wi照th慌h勉ig弄h辱ac董ti桥vi钢ty夜f喂ro垮m五ka组ol权in面it较e咐wh姥ic各h布ha晃s浸be蚊en忘c灶al芳ci集ne聋d遣at迁8辈50叹℃浴,a质nd乱h涌ol万ds鹿2茫h第ou泥rs死.蚂(2踢)过Me冠ta绪ka边ol搅in卸it把e-唇ba假se茎d钱ge协op竿lo弯ym嫩er仅h复as颤g般oo暗d随pe载rf载or农ma里nc还e央in桥t吐he数d油ev形el厨op册me践nt芹o狂f纽th梦e俊ea巨rl退y浸st声re载ng俭th数.T代he抽r虑ea秧ct焦io态n希pr方oc鼻es搜s切is姑r战eg蹦ul利at划ed征b垒y冲mi脏xi忽ng峰t你he资f议ly筑as燕h师an程d顺he刺nc把e剧th距e占wo寒rk判ab岛il摩it念y衬is卸i炊mp缸ro境ve录d.胜Th哑e旬co呼nt丢en班t暑of朵f唤ly舟as件h锤in傻t棉he猎t教ot宪al苹r伶aw撒m编at篮er殃ia姓ls俗i浊nc扫re薯as喉ed瓣,煮th居e闻fl耀ow监ab雪il蛮it尚y阔of哨t创he帝s授lu窃rr妥y棵of锅F们ly国as投h-哪Me多ta誓ka春ol衫in讨it多e露ba甜se懒d杀ge膝op菠ol沟ym唯er始i袖s梢ge照ti另in福g支be逃tt旨er命.妥(由3)站We姐k扯no弯w究th熄at段间fi咱ne肆ne守ss菜o显f逼th凑e径me枝ta期ka除ol雄in趋et灯e,梯c嚷on拥te受nt灾o笛f趁fl烫y琴as舰h司an莲d箱mo馆du乎lu拔s凳of度s咬od计iu意m扬si朗li女ca体te爬a倍re掌t伙hr漆e口in征fl宰ue唤nc延in鸡g湿fa两ct胡or凝s.枕T质he篮b填es唱t减fo后rm贤ul负a促i银s绑th合e线fi雁ne搞ne妖st伟m倡et婆ak梅ao讨li冈ni断te虹,街fl纹y朽as兄h坐ac牌co涨un北te酒d贴fo授r澡25额%各of蛾t芒he规t滤ot阴al继r炭aw阶m器at馆er呆ia逝ls递a酱nd洪m脑od猴ul双us嘱o释f矮mo牺di穷fi谈ed石w救at狗er仅g制la法ss疤w主as错1锁.3怨.库(4招)裹Wh册en盛t迟he常r蜻aw详m谎at卧er蚀ia氏ls扛w习it腿h约th田e骗sa糖me忽c法on旁te道nt初o往f棚fl溜ya煤sh网g霸et蔑te自d嫩ac浙ti烟va敏te希d化by陵s楼od工iu戚m纽si谨li镰ca揪te阔w妥it陆h陵di包ff晶er燕en标t膀mo篮du烦lu凯s,剪th餐e盏se锻tt刑in功g旷ti食me街g增et沃ti尽ng遣l问on粉ge樱r隔al杯on候g虽wi宽th吉t婚he点i释nc狂re扑as任e展of绳t晓he熔m誓od吐ul声us押筋of缓t少he遮念so消di腾um速s商il场ic慧at全e.翻Ke再yw夜or茫ds浴:意Ge窄op击ol活ym茎er等Me订ta乱ka纷ol锐in赤it络e丧Fl迫y拴as篇h记尊W慎or赠ki斜ng制pe优rf伟or螺ma放nc绍e留Se猴tt锦in挑g赞ti唤me雪目利录缠摘云要这I雷Ab之st谈ra阿ct解II赵第一氏章访绪论富2捎1.准1婶地质化聚合丝物简贸介率2俩1.们2荡地质击聚合倦物的恐制备赶3责1.匆2.添1啄偏高台岭土袭地质胆聚合闻物的世制备尝3躬1.罚2.迈2薄粉煤池灰地坚质聚凉合物律的制势备浩4掏1.肃3科地质高聚合沸物的洋反应采机理蝇6康1.膏4种地质范聚合态物发慧展中阶的有锄利条喘件和药遇到嘱的问悔题圾7鱼1.其4.鲜1压地质春聚合服物的幅有利宗条件爆8梦1.纪4.睛2辽地质测聚合丘物发捐展中鸦遇到遵的问锻题烧9挺1.副5帝地质收聚合畅物的型应用俱前景开10毅1.僚6像本文除研究粉的主效要内窗容初11牲第二帖章妇试验夫部分麻11林2.钟1止试验勺原材痒料国11否2.没2咸试验极仪器泼及设记备极12钞2.绍3摔试验军材料挣准备衡及预依处理铲13拳2.耽3.宗1库偏高个岭土诵制备止13拘2.姐3.简2袜不同欢模数裤改性展水玻仗璃的蛛配制考13刘2.铁3.辞3茄试验砍原料汤配比患15赢2.费4争试验玩方法昂16谎2.三4.灯1拆地质大聚合貌物试汽样制道备泛16矩2.乏4.贝2指地质殖聚合当物浆敌体流穗动度索的测谜定丙17帆2.先4.额3领抗压咽强度托试验屋17贸2.厌4.甩4炕正交立优化需设计尊试验寨17雪第三矿章阴结果蔽与讨贫论估18奋3.路1细正交疾实验捕分析姑18嘱3.绕1.叔1向偏高持岭土以细度朽对材床料抗摘压强周度的砍影响犹19炎3.签1.冬2搬粉煤适灰掺虎量对额材料温抗压众强度园的影危响缘20畏3.跟1.锐3斥水玻评璃模遍数对院材料老抗压裂强度晨的影溉响洁22枯3.创2转偏高影岭土鲁-嫁粉煤顷灰基菠地质中聚合饭物性腊能研山究政23旨3.缸2.念1旦流动冤性研康究估23规3.肠2.屈2赴凝结斧时间鞠研究耻24补第四仇章感结论彻与展胞望敌25团4.装1象结论提25惨4.华2相展望北26逝致恭谢衡26茄参考测文献钩27旬第一傍章概绪论枯1.煤1睁地质坦聚合跃物简抄介敞地质验聚合仆物最研早由蓄法国朵的D堤av歇id剑ov苗it堵s知J教狠授在建研究拆古罗内马建县筑和镜埃及肆金字怒塔时剥提出欣的队[1锄]染。G脚eo烫po段ly诸me系r一跪词原荐意指误由地经球化触学作纤用或北地质善合成例作用晒而形险成的狡铝硅弯酸盐布矿物蒸聚合碎物，近故此板人们乳将地坊质聚捐合物驱又称馅为地的聚合愧物、掏矿物键聚合母物、宏土聚极水泥插、土顶壤聚肺合物井、化法学键室陶瓷李材料葬、低蛋温铝啦硅酸兵盐玻牌璃等灶[2档-7豪]胖。地刊聚合谱材料赚属于装碱激稻发材姐料，焦即强风碱溶诊液与忘硅酸鞭盐矿辜物颗扰粒发递生反撇应，林在其拳表面涌形成闭具有峡硅酸乡盐长耽链结已构的棕凝胶菠相，报凝胶替相固戏化脱狂水后督形成夏的物盘相称乓之为丹基体杯相，赏呈非荒晶态熔或半腥晶态醉，强锅度较法低，鸭而基肃体相坡将未管反应才的矿闻物颗叠粒或烂骨料据粘结照在一妨起，代形成绒具有放一定鹿强度的的材琴料瑞[8金]舱。劝这类暴胶凝敢材料郑具有芬传统当水泥吐所不增具有猜的优拼异性给能疲[9魂]壮：早免强快损硬，除体积皱稳定沉性好体，耐屑化学设腐蚀任，界越面结首合力毁强，狡抗渗烛性好骂，耐顶高温喇性好于，耐跪水热砍作用弦，耐煮久性少好，乖可自拢调温航调湿贝等。餐它以兽其独贯特的蚁性能趣]语以及起在建彩筑材余料、桃高强金材料款、固右核固碍废材贱料、脚密封雄材料揭和耐扁高温揭材料衣等方嗽面所削显示锣出广什阔的校应用府前景深，已嚼成为富世界列各国之材料斗科学苗工作恢者关球注的催目标勇之一诊[1组0-序15羡]炕。汉地聚吸合物貌材料访具有承类似躬有机济高聚倒物的策链接防结构汁，其品基本拣结构惊单元犁为无室机的圣S绕i-灰O四签面体泽和A冰l-翅O四已面体话，其协终产妙物以展离子首键及高共价税键连梨结为屯主，宜范德扔瓦尔辅斯键究以及露氢键菜连结捏为辅岗。D谊av更id拦ov墨it裂s筑J以南硅铝识比为桥依据窃对地锅聚合物物进益行了衣系统旬的划缓分如抗下图设，将矛地聚迅合物确的长沉链结月构分养为3书种类肝型：压硅铝驰长链凡，即耳PS悔(S垂i/律Al洞=l套)，到双硅持铝长医链，租即P困SS俘(S栏i傅/A授l=板2)散和三改硅铝垦长链卵，即圈PS视DS悄(S队i/北Al棚=3位)，桥如图替l.异l所卷示。心图1嫁.1颤地涂聚合笑物的绸分类怖地聚复合物摩是由诵硅氧扑四面回体和荐铝氧城四面研体以笨顶角塑相连返而成难的具蚕有不醉规则句三维缺网状霜结构评，金携属离早子充默填网轻络空缸隙而因形成叼的非命晶态仅至半未晶态读的固厦体材份料，庆在化纱学成灾分上汤类似企于沸鸣石，谜但是厘地质任聚合永物为席一种晕无定仗型凝炭胶体形。地泰聚合响物主肝要是烦由不左同比挠例的生硅氧却四面野体和排铝一夸氧四缠面体番连接秧成的造多维费网络处结构抹，碱瞧没有惕直接稠进入压到网奏络结制构中估，但引是起盗到了翠平衡季电价捷的重屿要作舰用。羊图项1.纪2缴地聚灶合物疗的结璃构模榴型膛1.宽2页地质晓聚合析物的老制备网地质呼聚合族物的匆制备仰研究占不仅盗可以头改变飘反应粥条件晋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