硅灰对新型地质聚合物胶凝材料力学性能影响的研究进展

发布时间：2021-08-31 21:20

　　硅灰是冶炼金属硅或硅铁合金过程中产生的主要固体废弃物。目前,对硅灰的资源化利用受到了广泛的关注。根据地质聚合物所使用原料的不同,简要综述了硅灰对粉煤灰和偏高岭土基地质聚合物力学性能的影响。通过对比分析发现,硅灰掺杂能有效促进地质聚合物中N-A-S-H相的形成,从而改善其力学性能。与偏高岭土相比,粉煤灰中惰性石英相含量较高,难以活化,因此对硅灰需求量较大,这对于实际工业应用具有重要的指导作用,也为硅灰固体废弃物的高附加值利用新思路提供理论基础。 

【文章来源】：武汉工程大学学报. 2020,42(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

地质合物抗压强度与Si/Al摩尔比的关系

Uysal等[19]以硅灰部分替换偏高岭土制备不同替换量的偏高岭土地质聚合物基混凝土，结果表明，当硅灰质量替换量分别为10%,20%,30%和40%时，所得混凝土块体的抗压强度与抗折强度均随替换量增加先增加后减小，当质量替换量为20%时，硅灰-偏高岭土-粒化高炉矿渣-沙子混凝土的7 d抗压强度达到62.11 MPa与，而当硅灰质量替换量达到40%时，抗压强度降低到40.79 MPa。这与Wan等[18]的研究结果一致，表明硅灰的掺入量存在最优值。然而，如前文所述，硅灰是Si O2和Si气体与空气中的氧气反应并迅速冷凝而形成的一种超细固体颗粒，因此，有些类别硅灰中可能含有大量的未被氧化的单质硅，这类硅灰掺入偏高岭土基地质聚合物后，单质Si在强碱性环境中与水反应生成H2，起到发泡作用[20-22]。由此所得地质聚合物力学性能会明显下降[23-25]。如图3和图4所示，地质聚合物中掺入硅灰发泡后，块体体积明显增加，当硅灰质量掺入量为2.5%时，抗压强度为10.0 MPa；而当硅灰质量掺入量为7.5%时，抗压强度降低到6.5 MPa[26]。值得注意的是，还有部分研究硅灰掺入偏高岭土地质聚合物的其他非力学性能的研究表明，一般都是当Si和Al的摩尔比为2的时候，地质聚合物的性能（如重金属离子吸附效果）最好[27]。

由此所得地质聚合物力学性能会明显下降[23-25]。如图3和图4所示，地质聚合物中掺入硅灰发泡后，块体体积明显增加，当硅灰质量掺入量为2.5%时，抗压强度为10.0 MPa；而当硅灰质量掺入量为7.5%时，抗压强度降低到6.5 MPa[26]。值得注意的是，还有部分研究硅灰掺入偏高岭土地质聚合物的其他非力学性能的研究表明，一般都是当Si和Al的摩尔比为2的时候，地质聚合物的性能（如重金属离子吸附效果）最好[27]。图4 地质聚合物发泡材料抗压强度与硅灰质量掺量的关系

【参考文献】：
期刊论文
[1]碱激发硅灰-粉煤灰基矿物聚合物的研究[J]. 王亚超,张耀君,徐德龙.  硅酸盐通报. 2011(01)



本文编号：3375632