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1.
通过利用金矿尾砂制备矿物聚合材料，系统地讨论了不同条件下材料抗压强度变化趋势。所用原料配比为80％金矿尾砂、20％变高岭石、固／液质量比为4．7及水/碱质量比为5，采用半干压法成型，在某一温度下固化一定时间，测定材料的力学强度。实验结果为固化温度从60℃升高到80℃、成型压力从8MPa、16MPa加大到24MPa及固化时间从24h延长到72h都会使材料的抗压强度提高；室温放置时间3、7、14、28d，抗压强度呈增高趋势；外加碱激发剂KOH比Na0H所形成的材料抗压强度高，当碱(Na20或Na20 K20)／SiO2摩尔比为1时，材料的强度达到最大值；钾长石含量较多的骨料比石英骨料及含钾长石较少的骨料材料抗压强度高。实验结果表明，温度升高、成型压力加大和固化时间延长均促进了聚合反应的发生。材料在室温下由于不断从空气中获得水分而使聚合反应不断发生。碱激发剂中K^ 比Na^ 更易使聚合作用进行。含料中高度聚合的钾可被释放出来参与聚合反应。骨料在矿物聚合反应过程中主要以惰性填充方式存在，但仍然参与了聚合反应。 相似文献
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高炉渣基矿物聚合材料的制备及其对铅离子的固定 总被引：1，自引：0，他引：1
以高炉渣和煅烧高岭土为粉体原料,KOH溶液为激活剂,采用振动成型方法,在20℃下养护24 h,制备矿物聚合材料。实验样品静置固化28 d,采用压力试验机可测得其抗压强度高达24~65 MPa。矿物聚合材料制品在1 d、3 d、7 d、28 d的X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等测试分析表明,高炉渣中的玻璃相在强碱的作用下发生溶解,之后形成Si、Al低聚体,最后形成各种晶体。采用矿物聚合材料可以有效地固定Pb2+。用含Pb2+的溶液配制矿物聚合材料,静置固化28 d,测其抗压强度以及Pb2+溶出率。实验结果表明,Pb2+的存在降低了矿物聚合材料的1 d的抗压强度,但对7 d及28 d抗压强度没有影响,聚合材料对Pb2+固定率达到99.9%。 相似文献
3.
利用粉煤灰制备高强矿物聚合材料的实验研究 总被引：14，自引：2，他引：12
以粉煤灰和内蒙古白云鄂博的富钾板岩提钾后的硅铝质滤渣为粉体原料,标准砂为骨料,采用振动成型方法,在90 ℃下养护24 h,制备了矿物聚合材料。实验结果显示：制品的7 d饱水抗压强度达78.5 MPa,28 d饱水抗压强度可达89.0 MPa;制品的含水率和吸水率分别为5.3%和15.0%;在20 ℃下,制品在浓度为1.0 mol/L的硫酸溶液中浸泡24 h,其质量损失率为2.1%。以制品的抗压强度为指标,研究了主要因素（提钾滤渣比例、固液质量比、硅酸钠含量和标准砂含量）对制品性能的影响。结果表明：干燥的提钾滤渣在粉体物料中的比例对制品的力学性能影响最大;硅酸钠水玻璃在液相中的比例约为70%,且标准砂占固相的比例为70%左右时,可制得力学性能良好的矿物聚合材料。矿物聚合材料的固结过程为：硅铝质原料在碱硅酸盐溶液中先分解为铝硅酸盐低聚体,低聚体再通过脱羟基聚合反应生成铝硅酸盐胶体相,进一步形成由[SiO4]4- 和[AlO4]5-四面体相互连接的具有三维网络结构的矿物聚合材料基体相,从而赋予制品良好的力学性能。 相似文献
4.
利用富钾岩石提钾后的废渣代替硅酸钠 (钾 )、大部分高岭石和氢氧化钠 (钾 ) ,以粉煤灰为主要原料 ,制备出矿物聚合材料 ,并采用正交实验确定其优化工艺条件为 :煅烧高岭石用量为 10 %～ 15 % ,废渣用量约 35 % ,氢氧化钠用量为 5 %～ 6 %。代表性样品的 7d抗压强度可达到 4 0～ 5 0MPa ,耐酸性、耐碱性分别为 99.99%和 10 0 % ,密度1.77～ 1.88g/cm3 ,收缩率 0 .13%～ 0 .2 8% ,导热系数 0 .4 8～ 0 .5 1W/m·K ,平均硬度 3.4 3。X射线粉末衍射分析表明 ,由铝硅酸盐聚合反应形成的基体相呈非晶态。扫描电镜分析絮凝状的基体相与粉煤灰玻璃体结合紧密 ,从而为制品具备良好的力学性能提供了结构基础。该矿物聚合材料成本低廉 ,同时又能利用粉煤灰等工业固体废物而达到改善环境的目的 相似文献
5.
以高岭土、水玻璃和NaOH为原料,在常压和一定温度下,快速合成矿物聚合物。研究原料配比、固化温度、养护温度和养护时间对矿物聚合物早期抗压强度的发展及矿物聚合物耐HCl、H2SO4和NaOH的腐蚀性。通过2个正交实验得出矿物聚合物的最佳合成条件为:高岭土600℃煅烧4h,m(MK)∶m(水玻璃)∶m(NaOH)=7∶4.5∶1,60℃固化,60℃养护1h,矿物聚合物早期抗压强度可达85MPa。矿物聚合物耐HCl腐蚀性强,耐H2SO4腐蚀性稍差,NaOH能促进矿物聚合物的早期抗压强度发展。 相似文献
6.
滨海盐渍土中易溶盐遇水溶解,引起强度明显下降,变形增大,严重影响其作为生土材料的工程性能。利用丙烯酰胺（AM）原位聚合对盐渍土进行改良,探讨固化条件对其力学性能与耐水性能的影响。试验结果表明,当加热温度为70 ℃、加热时间为6 h,AM单体用量为盐渍土用量的3%,引发剂用量为AM用量的3%,且不加入交联剂时,用量较为经济且具有较高的抗压和抗折强度,在龄期为7、14、28 d时,其抗折强度分别可达到2.265、3.603、5.255 MPa;抗压强度分别达到5.6、13.7、16.2 MPa;与28 d龄期的原试样进行对比,AM聚合固化后试样的抗折强度和抗压强度分别提高了4～5倍,相比传统砌体砂浆材料强度大幅提高,加固后试样的耐水性能和收缩率也都得到明显的改善。利用电镜扫描（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）对其微观机制变化进行了初步探讨,发现改良后土样孔隙含量大大减小,且其矿物结构并未发生变化,可视为一种新型环保生土建筑材料应用于工程建设中。 相似文献
7.
为弥补传统秸秆建筑材料在抗压强度、防火性能、保温能力等方面的不足,本实验将秸秆掺入地质聚合物中合成一种新型复合保温建筑材料,研究了不同秸秆含量对材料保温性能的影响,并考察了材料的耐高温性能。结果表明:秸秆地质聚合物具有良好的保温性能,秸秆掺量由1%增至6%时,材料的导热系数由0.0981 W/m·K减至0.0692 W/m·K。秸秆掺入量为4%时,抗压强度为32.78 MPa。耐高温实验结果显示,当煅烧温度低于250℃时,地质聚合物对秸秆具有一定的保护作用。当材料在600℃温度下煅烧120 min后,其抗压强度依然达到35.94MPa。温度在800℃以内材料具有稳定的矿物组成,热稳定性良好。 相似文献
8.
矿物聚合材料固化过程中的聚合反应机理研究 总被引：15，自引：2，他引：13
以粉煤灰、高岭石等为原料,制备出具有良好力学性能和耐酸性的矿物聚合材料制品,可代替部分硅酸盐水泥制品。根据矿物聚合材料制品在3 d、7 d、14 d、28 d的X射线衍射(XRD)、红外光谱（IR）、扫描电镜（SEM）、核磁共振（NMR）等测试分析结果,研究了该材料固化过程中的聚合反应机理。研究结果表明,矿物聚合材料在固化过程中的反应如下：（1）粉煤灰中的玻璃相在强碱的作用下首先发生溶解,其中部分Si-O、Al-O键发生断裂;（2）断裂之后的Si、Al组分在碱金属离子Na+、OH- 等作用下形成Si、Al低聚体（-Si-O-Na、-Si-O-Ca-OH、Al(OH)-4、Al(OH)2-5、Al(OH)3-6）,而后随着溶液组成和各种离子浓度的变化,这些低聚体形成凝胶状的类沸石前驱体;（3）前驱体脱水形成非晶相物质。核磁共振分析结果表明,28 d制品中,Si的存在方式以Q4为主。研究结果为进一步揭示矿物聚合材料的形成机理、改善制品的性能奠定了良好的基础。 相似文献
9.
利用钾长石尾矿制备矿物聚合材料的实验研究 总被引：32，自引：1，他引：32
以福建沙县田口钾长石尾矿粉体为主要原料，以煅烧高岭石作配料，硅酸钠作结构模板剂，氢氧化钠作激活剂，进行了制备矿物聚合材料的实验研究，实验样品静置固化7－28d，其抗压强度高达19.4-24.9MPa。耐酸性，耐碱性指标均优于相似建材的国家标准。在配料组成中，控制高岭石用量为20％，适当提高硅酸钠的用量和固／液化，有利于提高制品的力学性能。实验表明，材料抗中度随固化时间的延长而叶抛物线式发展，矿物聚合材料的形成过程为：铝硅酸盐固体组分的溶解络合，分散迁移，浓缩聚合，脱水硬化。由铝硅酸盐凝胶相固化而在的基体相，其化学组成与沸石相近，微观结构极可能与蛋白质类似，物理形态上呈三维网状结构，将未溶解的晶质颗粒胶结为坚硬块体，是矿物聚合材料获得良好力学性能的结构基础。 相似文献
10.
基体相在矿物聚合材料结构中起与其他矿物表面键合的作用 ,是材料强度的来源。本实验以富钾岩石提钾后的硅铝质溶胶相加NaOH固体 ,在 6 0℃下制备矿物聚合材料基体相 ,并采用XRD、SEM、IR、NMR等分析手段研究了不同固化时间基体相的结构。研究结果表明 ,在基体相的形成过程中 ,没有新的结晶相产生 ,说明基体相为一种半晶质到非晶质物相 ;随着固化时间的变化 ,其自身 [SiO4]4-四面体发生解聚又重新聚合 ,聚合后基体相形成了致密完整的块体 相似文献
11.
隧道结构的围岩-支护特征曲线理论表明,初期支护强度变化及支护时机将极大地影响隧道周围围岩的变形及应力分布。相应地,作为初期支护重要组成部分的喷射混凝土,其喷射后的强度增长变化规律及硬化速度也极大地影响着围岩的变形及应力重分布。为探明喷射混凝土的强度增长规律及其硬化速度对初期支护性能的影响,结合隧道工程实践,进行了一系列喷射混凝土现场试验,建立了喷射混凝土强度和弹性模量增长规律,确定了喷射混凝土硬化速度对初期支护性能的影响规律。分析表明：（1）隧道喷射混凝土早期强度发展较快、较平稳,24 h抗压强度平均值为6.4 MPa,48 h抗压强度平均值为11.4 MPa。（2）在软弱围岩中提高喷混凝土的早期强度十分重要,是控制围岩变形和稳定的关键,喷混凝土早期强度越大,隧道初期支护作用越明显。（3）喷混凝土硬化速度对控制拱顶沉降变形效果较显著。与慢速硬化相比,喷射混凝土快速硬化时拱顶沉降减少10.4%,拱脚处减小17%,边墙水平收敛减少了30.7%。（4）喷射混凝土硬化速度对控制围岩塑性变形方面差异较小。（5）应充分考虑喷射混凝土的强度硬化过程,不考虑喷射混凝土硬化速度会在一定程度上高估初期支护性能,使其相应支护结构位移明显小于考虑硬化速度时相应的结构位移。 相似文献
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既有研究表明,活性MgO固化土经CO2碳化几小时后其强度能达到甚至超过28 d的水泥固化土强度,碳化反应生成镁的碳酸化合物能有效降低固化土的含水率和孔隙率,提高土颗粒胶结能力。通过室内试验进一步研究碳化固化土的抗硫酸盐侵蚀特性。采用硫酸钠溶液、硫酸镁溶液浸泡碳化固化土,对浸泡不同龄期后的碳化固化土进行无侧限抗压强度试验和微观测试（XRD,SEM和MIP）,并与硫酸盐侵蚀后的水泥固化土进行试验对比。结果表明：活性MgO固化粉土碳化3 h,试样的无侧限抗压强度可达5 MPa左右,经硫酸盐溶液浸泡28 d后其强度基本保持不变,试样质量变化也不大;而水泥土试样的早期强度（7 d）则有一定增长,随龄期增长,强度大大降低,质量则明显增长。通过对硫酸盐侵蚀前后的碳化土的微观机制分析,发现活性MgO碳化固化土中的镁碳酸化合物的化学成分并未发生明显变化,孔隙结构也未明显改变,从而保证其强度稳定。因此,活性MgO固化粉土碳化后具有比水泥固化土更强的抗硫酸盐侵蚀能力。 相似文献
13.
《Applied Geochemistry》2002,17(8):1143-1148
Finding means of utilising waste products is a very important field of research at the moment. In this study, fly ash, a waste product of the electricity and petrochemical industries, was investigated as a basic ingredient of a new geopolymeric material. The similarity of fly ash to natural pozzolans has encouraged the use of this waste product in the synthesis of geopolymers, which, in turn, can best be viewed as consisting of a polymeric Si–O–Al framework. Manufacturing of the geopolymers was conducted by mixing fly ash, kaolinite, sodium silicate solution, NaOH and water. The samples were cured at 40, 50, 60 and 70 °C for different time intervals (6, 24, 48 and 72 h). The optimum condition was found to be at 60 °C for a period of 48 h. Compressive strength measurements show a maximum strength of almost 8 MPa after 28 days. Infrared spectroscopic measurements were obtained of the samples after 7 and 28 days. X-ray diffraction measurements show quartz as the main constituent with the largest part of the geopolymer structure being amorphous and glass-like. 相似文献
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不同养生龄期下水泥土经冻融循环后力学性能试验探究 总被引：4，自引：2，他引：2
针对季节性冻土区域,对不同养护期龄的水泥改良土在不同冻融循环次数条件下进行单轴抗压强度试验。探究养护期龄、冻融循环次数对抗压强度、质量损失率以及变形模量E50的影响。结果表明：受冻融循环与水泥水化反应的影响,龄期28 d时,二者共同作用,使其结构重塑,导致三种掺量下的抗压强度随冻融循环次数增加均先减小后增大;质量损失率均先下降后上升,且小于0;变形模量E50数据随循环次数增加整体呈收敛趋势,即掺量10%时呈下降趋势,6%时呈上升趋势。而龄期90 d后,水化反应基本完全,结构近于稳定,经冻融循环造成不可修复的损伤,导致抗压强度均随循环次数增加呈下降趋势;掺量6%时的质量损失率也逐渐增长大于0;E50数据整体呈发散状。 相似文献
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为了给吉林西部乾安地区盐渍土边坡水渠工程施工提供理论依据及施工参考,利用新型泥土超疏水乳液（CN）对该区盐渍土进行了处理,研究了不同处理条件下CN对盐渍土土体力学强度的影响,将经过不同处理的素土与CN土无侧限抗压强度进行对比,结果表明：1）在不同含水率条件下,CN土的无侧限抗压强度均有较大提升,且在14.86%含水率时取得最大提升率98.90%;随着含水率的增加,素土与CN土应力-应变曲线均存在由硬化型向软化型的转变,其阈值在最优含水率附近。2）随着压实度的增加,CN土无侧限抗压强度逐渐增强,在90%压实度条件下取得最大提升率130.77%;且CN处理后,原本呈塑性硬化型的素土转变成脆性软化型。3）盐分的增加对于CN土无侧限抗压强度起到了抑制作用,在0.3%含盐量条件下取得最大无侧限抗压强度1.33 MPa;过量的盐分结晶会破坏CN形成的纳米结构疏水膜,使得在高含盐量条件下,CN土的抗压强度低于素土。4）扫描电镜实验对CN土微观机理探讨,CN处理后使得土颗粒团聚呈大颗粒,颗粒表面光滑,孔隙发育减少。结构单元体和孔隙单元体的分析证明了处理后土体连结更为紧密,从而提升抗压强度。 相似文献
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由于降雨、季节引起地下水位升降等原因,地壳中岩体常处于干湿循环状态。为研究干湿循环对岩石动态力学性能的影响,以安徽恒源煤矿北风井-259 m处砂岩为研究对象,采用?50 mm变截面分离式霍普金森压杆试验装置,对长径比为0.5的煤矿砂岩试件经干湿循环作用后实施单轴冲击压缩试验,获得了砂岩动态单轴压缩应力-应变曲线。研究发现,由于自由水的Stefan效应,干湿循环1次对砂岩具有增强作用,单轴动态抗压强度最高;其后,随着干湿循环次数的增加,砂岩受水侵蚀物理弱化作用,砂岩动态单轴抗压强度呈乘幂关系降低,砂岩试件的冲击破碎块度逐渐变小。试验结果表明,干湿循环12次时砂岩动态抗压强度比干湿循环1次降低约24%,表现出较强的劣化效应。 相似文献
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采用水玻璃、生石灰和絮状木质纤维作为污泥改性剂对城市污泥改性后,在不同养护龄期和不同改性剂配比下对改性污泥复合材料开展三轴固结不排水力学强度和破坏特征试验研究。改性剂设置3种配比5%、10%和15%,在相同围压下,养护5 d改性污泥复合材料破坏强度相对于原污泥相应地提高到1.25～1.426、1.12～1.33、1.2～1.5;养护10 d分别提高到1.33～1.45、1.154～1.35、1.56～1.67,改性剂配比5%和10%试验比15%硬化速度较快。养护10 d改性污泥在主应力差为20 kPa时,初始切线模量发生很大的突变,并且10%和15% 组有3%～5%应变延时期。养护10 d时5%和10%配比的试样内摩擦角 值大于15%配比的试样,而黏聚力 值明显小于15%配比的试样。基于Konder应力-应变双曲线方程,利用主应力差渐近值作为归一化因子,建立改性污泥在三轴固结不排水条件下的主应力差-应变关系方程 相似文献
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Nuno Cristelo Stephanie Glendinning Lisete Fernandes Amândio Teixeira Pinto 《Acta Geotechnica》2013,8(4):395-405
This paper studies the effects of sodium-based alkaline activators and class F fly ash on soil stabilisation. Using the unconfined compressive strength test (UCS), the effectiveness of this binder is compared with that of a common cement-based binder. Influence of the activator/ash ratio, sodium oxide/ash ratio and sodium hydroxide concentration was also analysed. Sodium hydroxide concentrations of 10, 12.5 and 15 molal were used for the alkaline-activated specimens (AA), with activator/ash ratios between 1 and 2.5 and ash percentages of 20, 30 and 40 %, relatively to the total solids (soil + ash). UCS was determined at curing periods of 7, 28, 90 and 365 days, and the most effective mixtures were analysed for mineralogy with XRD. The results showed a clear increase in strength with decreasing activator/ash ratio (up to a maximum of 43.4 MPa), which is a positive result since the activator is the most expensive component in the mixture. Finally, UCS results of the cement and AA samples, at 28 days curing, were very similar. However, AA results proved to be just between 20 and 40 % of the maximum UCS obtained at 1 year curing, while cement results at 28 days are expected to be between 80 and 90 % of its maximum. 相似文献