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单组分地聚物砂浆的力学性能和微观结构分析

2021-02-01杨世玉赵人达靳贺松李福海

西南交通大学学报 2021年1期

杨世玉 ,赵人达 ,靳贺松 ,李福海 ,乔 瑜

(西南交通大学土木工程学院,四川 成都 610031)

地聚物的概念最早是由Davidovits提出来的. 地聚物可以简单地通过将富硅铝酸盐(如矿渣、粉煤灰、偏高岭土等)的无机矿物溶解于激发剂溶液(如NaOH、KOH)中制得. 因其具有优异的力学性能、防火耐热、绿色环保及固定有毒金属等优点而受到广泛的关注[1-3].

为提高粉煤灰等工业废渣的利用率,国内外学者开展了大量粉煤灰地聚物的研究,结果表明,激发剂的种类和组分对碱激发材料的力学性能影响显著[4]. 其中,最典型的激发剂为NaOH、水玻璃.BAKHAREV[5]分别采用这两种激发剂制备粉煤灰地聚物,结果表明,采用水玻璃的固化效果要优于NaOH,并且水玻璃在6 h的激发效果胜于24 h,但是NaOH激发的地聚物更加稳定. RATTANASAK等[6]设计了两种激发剂溶液的混合程序,制作了地聚物浆料,方法Ⅰ为NaOH溶液与粉煤灰混合10 min后加入水玻璃;方法Ⅱ为同时混合粉煤灰、NaOH溶液和水玻璃. 结果表明,粉煤灰的溶解度取决于NaOH的浓度及与NaOH混合的持续时间,并且方法Ⅰ获得的砂浆强度比方法Ⅱ稍好. PANIAS等[7]研究后认为,在地聚物的生成过程中,NaOH提供的碱性环境使得Si、Al元素溶出,而水玻璃则可以调整胶凝体系中SiO2和Al2O3的比例,从而提高地聚物的聚合度. 可见,研究NaOH溶液与生成地聚物的宏观和微观联系至关重要.

目前,国内外学者对NaOH与水玻璃复合激发剂对地聚物力学性能的影响进行了卓有成效的研究[8-10],但对NaOH单独作用的力学性能的研究较少. ATIŞ等[11]研究了NaOH浓……

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