水对碱激发地质聚合物微观结构及性能的影响

发布时间：2020-07-16 10:15

【摘要】：水是合成地质聚合物胶凝材料的重要组成部分,作为反应介质参与了整个地质聚合反应过程,并且会对地质聚合物的微观结构,力学性能产生重要影响。本文以偏高岭土为原料,以水玻璃和氢氧化钠为激发剂,制得偏高岭土基地质聚合物(Ⅰ)和(Ⅱ);以矿渣为原料,氢氧化钠为激发剂,制得矿渣基地质聚合物。研究了碱激发剂、水钠摩尔比对碱激发地质聚合物性能的影响;为探索水在地质聚合物中的作用,利用真空脱水的方法将水从地质聚合物中脱除,结合抗压强度、XRD、BET、SEM对地质聚合物进行表征,研究不同水钠摩尔比下的碱激发地质聚合物在真空脱水前后对性能及微观结构的影响。实验结论如下:(1)偏高岭土基地质聚合物(Ⅰ)、(Ⅱ)和矿渣基地质聚合物分别在钠铝摩尔比为0.67、0.85、0.87时获得了最高的力学性能。经XRD测试分析,偏高岭土基地质聚合物(Ⅰ)凝胶相以无定形结构为主;偏高岭土基地质聚合物(Ⅱ)呈现出Na-A型分子筛结构;矿渣基地质聚合物中除了非晶态结构,还生成了硅酸钙和水铝钙石等水化产物。(2)在增大地质聚合物水钠摩尔比的过程中:偏高岭土基地质聚合物(Ⅰ)抗压强度出现先增大后减小的趋势;偏高岭土基地质聚合物(Ⅱ)和矿渣基地质聚合物的抗压强度逐渐降低。三者的凝结时间和凝胶含量均随着水钠摩尔比的增大而增大。(3)结合BET和SEM分析,碱激发地质聚合物中随着水含量的增大,孔隙率增大,在内部产生了更多的孔道结构。在增大水钠摩尔比的同时地质聚合物在真空中失水后能够获得更大的比表面积。(4)偏高岭土基地质聚合物(Ⅰ)、偏高岭土基地质聚合物(Ⅱ)受地质聚合反应过程的影响,养护3天后被脱除的水分更多。矿渣基地质聚合物受生成水化产物的影响,养护1天后被脱除的水分更多。但是地质聚合物在养护早期失水会使得本身呈现的早强特性在后期出现倒缩,对整个地质聚合反应造成负面影响。(5)偏高岭土基地质聚合物(Ⅰ)、(Ⅱ)和矿渣基地质聚合物在养护3天,120℃真空的脱水过程中,最终的剩余水量分别为:4.24%、1.08%、7.91%。失水后的地质聚合物也保持了稳定力学性能,均未低于正常养护的抗压强度。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ177
【图文】：

ＡｈＳｈＯｓ（ＯＨ）４逦ＡｌｉＳｈＯｔ邋＋邋ＨｉＯ逦（３－１）逡逑图３－１是活性偏高岭土的ＸＲＤ衍射图谱，在图中我们发现了偏高岭土中存在的Ｓｉ０２逡逑石英相特征衍射峰，在２０角为２５°附近出现了较宽的弥散峰，说明制备得到的偏高岭土逡逑是一种非晶态的无定形结构。用Ｘ射线荧光光谱仪分析检测其氧化物构成如下表３－１所逡逑示：逡逑１５逡逑

２４ｈ后脱模得到偏高岭土基地质聚合物（Ｉ）。将脱模后的地聚物样品装入密封逡逑袋中，继续放在２６°Ｃ恒温箱中养护。制备偏高岭土基地质聚合物（Ｉ）的详细操作流程如逡逑图３－２所示。逡逑表３－３偏高岭土基地质聚合物（Ｉ）的组成逡逑Ｔａｂｌｅ邋３－３邋Ｔｈｅ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｍｅｔａｋａｏｌｉｎ－ｂａｓｅｄ邋ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ（邋Ｉ邋）逡逑Ａｃｔｉｖａｔｏｒ逦Ｎａ２0／Ａｂ0３逦Ｈ２0／Ｎａ２0逦Ｓａｍｐｌｅ邋ｌａｂｅｌ逡逑０．５７逦ＮａＳｉ－０．５７－１１逡逑０．６７逦１１逦ＮａＳｉ－０．６７－１１逡逑１．３Ｍ邋Ｗａｔｅｒ邋ｇｌａｓｓ逦０．７７逦ＮａＳｉ－０．７７－１１逡逑１１逦ＮａＳｉ－ＭＫ－１１逡逑０．６７逡逑１３逦ＮａＳｉ－ＭＫ－１３逡逑１９逡逑

最后在６０°Ｃ下对样品进行密封养护，２４ｈ后脱模得到偏高岭土基地质聚合物。对脱模后逡逑的地聚物样本装入密封袋中，继续放在２６°Ｃ恒温箱中养护。制备偏高岭土基地质聚合物逡逑（ＩＩ）的详细操作流程如图３－３所示。逡逑表３－４偏高岭土基地质聚合物（ＩＩ）的组成逡逑Ｔａｂｌｅ邋３－４邋Ｔｈｅ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｍｅｔａｋａｏｌｉｎ－ｂａｓｅｄ邋ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ（邋ＩＩ）逡逑Ａｃｔｉｖａｔｏｒ逦Ｎａ２0／Ａｂ0３逦Ｈ２0／Ｎａ２0逦Ｓａｍｐｌｅ邋ｌａｂｅｌ逡逑０．６５逦Ｎａ－０．６５－１０．６２逡逑０．７５逦Ｎａ－０．７５－１０．６２逡逑１０．６２逡逑０．８５逦Ｎａ－０．８５－１０．６２逡逑０．９５逦Ｎａ－０．９５－１０．６２逡逑ＮａＯＨ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ逦１０．６２逦Ｎａ－ＭＫ－１０．６２逡逑

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨敬斌;方媛;李东旭;;碱胶凝材料水化产物C-A-S-H与N-A-S-H的研究进展[J];硅酸盐通报;2017年10期

2 崔潮;彭晖;刘扬;张建仁;蔡春声;彭安银;;矿渣掺量及激发剂模数对偏高岭土基地聚物常温固化的影响[J];建筑材料学报;2017年04期

3 李巧云;贺艳;徐梦雪;刘菁;何苗;黄栌聪;崔学民;;地质聚合物基无机膜去除水中钙、镁离子的研究[J];功能材料;2017年01期

4 李款;卢都友;李孟浩;陈贤瑞;许仲梓;;水用量对偏高岭土基地聚合物微观结构及反应过程的影响[J];硅酸盐学报;2016年02期

5 袁媛;李巧云;贺艳;王开拓;崔学民;;偏高岭土基地质聚合物自支撑无机膜制备及表征[J];陶瓷学报;2015年05期

6 薛彩红;聂金合;高莉;姜显园;周详云;马清;龚里;;水玻璃对偏高岭土基地质聚合物材料性能的影响[J];非金属矿;2015年05期

7 张锦;贺艳;王艺频;葛圆圆;崔学民;;地聚物凝胶转换法制备大尺寸方沸石晶体[J];人工晶体学报;2013年11期

8 杨涛;姚晓;张祖华;诸华军;;NaOH溶液浓度及反应时间对偏高岭土地质聚合反应的影响[J];南京工业大学学报(自然科学版);2013年04期

9 刘震;盛世亮;崔学民;刘海锋;巢启;;地质聚合物基外墙外保温材料的研制[J];新型建筑材料;2012年01期

10 胡志华;林华强;马菊英;严云;赵海君;;地聚合物基EPS轻质隔热板的研究[J];新型建筑材料;2010年06期

相关博士学位论文 前3条

1 王开拓;碱基地质聚合物在低温及真空条件下的反应机理与应用探索[D];广西大学;2016年

2 贺艳;地质聚合物原位转化NaA分子筛制备机理研究与应用[D];广西大学;2013年

3 焦向科;石煤提钒尾矿地聚物胶凝材料的制备、表征及其性能研究[D];武汉理工大学;2012年

相关硕士学位论文 前4条

1 李巧云;偏高岭土基地质聚合物无机膜的制备及其对自来水的处理[D];广西大学;2017年

2 祝贺;碱矿渣基地质聚合物的制备及其高温性能研究[D];广西大学;2016年

3 乔卫丽;煅烧高岭土及地质聚合物在水泥中的应用研究[D];太原理工大学;2010年

4 吴静;新型地聚合物基建筑材料的研究[D];武汉理工大学;2007年

本文编号：2757878