粉煤灰-偏高岭土基地质聚合物胶凝材料的研究

粒 ， 有较 高 的 火 山 灰 活 性 。据 统 计 ， 国 每 年 具 我
引 言
地 质 聚合物胶 凝 材料是 近 年来 国际上研究 非 常 活跃 的非金 属材 料 之一 ， 是 以偏 高 岭 土 或 其 他 硅 它 铝 质材 料 为主要 原料 ， 经碱 激发 ， 较低 温度 条件 下 在 反 应 得到 的一类 新型无 机 聚合 物材 料 。和硅 酸盐 水
得的地质聚合物 ， 受压破坏面物相成分较杂乱 ， 较多的球状粉煤 灰颗粒和裂缝 ； 单 用偏高岭 其 有 与
土作原 料制备的地质聚合物相 比， 试样 各龄期抗压强度值均不高 。 关键词 ： 地质聚合物胶凝 材料 ； 粉煤灰 ； 抗压强度 ； 观形貌 微
中 图 分 类 号 ：Ｑ ７ Ｔ ５ ６ Ｔ １７。Ｕ ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０４ ７ ５ （０ １ ０ —０ ７ ０ １０ —００ ２ １ ）２０ ０ —４
第３ ｌ卷 第 ２期
２ １ 年 ４月 ０１
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西
化
工
Ｖｏ． Ｎｏ ２ １ ３ｌ ． Ａｐ ． ２ １ ｒ ０１
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粉 煤 灰 一 高 岭 土 基 地 质 聚 合 物 胶 凝 材 料 的 研 究 偏
表 １ 粉煤 灰 的化 学 组 成 ％
料 的 主要 原料 ， 者性 质类 似 。近几 年 ， 两 由于偏 高岭 土价格 不断攀 升 ， 一 定 程 度 上 限 制 了其 发展 。粉 在
煤灰 是火 力发 电厂 的副 产 品 ， 一 种 极 细 的球 状 颗 是
收 稿 日期 ：０ １ ２２ ２ １－ － ０ ４
（ １ ３ （ ｉ２ （ ａ （ Ｏ ） （ ｅ０ ） 其他 ） Ａ２ ） ＳＯ ） Ｏ ＣＯ） Ｓ ３ Ｆ２ ３ （
８． ３１ ５ ４ ３． ８ ６． ２ ３ ０． ６２ ６． ２ ５ ４． ５ ７
碱激 发剂 ： 售 水 玻 璃 （ 市 固态 ） 和氢 氧 化钠 （ 化 学纯 ） 配制 而成 。
２ｅ ２ｅ ２ｅ 的试 件 中 ， 动 １ｍ ｎ 在 ２ ｍ× ｍ× ｍ 振 ｉ ， ０℃ 、
作者简介 ： 谭俊华 ， ，９ ２年出生 ， 女 １８ 太原理工大学 在读硕 士研究生
助 教 。研 究 方 向 ： 机 非 金 属 建 筑 材 料 。 无
水： 自来 水 。
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１２ ．
实验 方 法
发 剂激发并溶解 ， 响后 续聚合反 应 的进行 ， 影 最终使 掺 有粉煤灰试 样 的抗 压 强度 较低 。２ ）当粉煤 灰 掺 人量 较大时 ， 参 加反应 的偏高 岭土 和粉煤 灰 颗 粒 未
谭 俊 华 ， 义 宁。 任
（． １ 太原理工大 学， 山西 太原 ０ ０ ２ ；． ３０ ４ ２ 太原工业学院 ， 山西 太原 ０ ００ ； ３０ ８
３ 太原 晋 砼 外加 剂 有 限 公 司 ， 西 太 原 ． 山 ００ ２ ） ３ ０４
摘要 ： 研究 了以粉煤 灰替代 偏 高 岭土为 主要 原料 制 备 的地质 聚合 物 胶凝 材料 的抗 压 强度 ， 并用 Ｓ Ｍ观察其 微观形貌 。结果表 明， 含有质量分数 ２ ％ 、ｏ 、０ Ｅ 用 ０ ４ ％ ６ ％粉煤灰替代偏高岭 土为原料制
粉 煤 灰 的排 放 量 达 ２亿 ｔ 以上 。 目前 ， 除部 分 用 于 水 泥 混合材 料 和加气 混 凝 土 砖 的 生产 外 ， 有 大 量 仍 作 为废 弃物排 放 ， 造成 了严重 的环 境污染 。所 以 ， 用
产 量 丰富而价 格低 廉 的粉煤 灰替 代偏 高岭 土制备 地
质 聚合 物胶凝 材 料具有 重大 的意 义 。 本 文 以粉 煤 灰 部分 替 代 偏高 岭 土 为原 料 ， 以硅 酸 钠 和氢氧化 钠 为激 发 剂 ， 备 了地 质 聚合 物胶 凝 制 材 料 ， 测试 了其抗 压 强度 ， 并 观察 了其微 观形 貌 。
残 留于地 质 聚 合 物 胶 凝 材 料 结构 内 部形 成 缺 陷 ，
Ｉ ２ １ 力学性 能 测试 ．．
Ｂ 、 ｄ 巡
分别 取偏 高 岭 土粉 末适 量 ， 粉煤 灰 按质 量分 用
数分 别 为 Ｏ 、 ０ 、０ 、 ０ 的 比例 掺 人 替 代 。 ％ ２％ ４％ ６％ 将二者 混合 均匀 后倒 人 胶 砂搅 拌 锅 内 ， 边搅 拌边 加 入配好 的模 数 为 １ ３的 碱 激 发 剂 （ 质 量 分 数 为 ． 碱 １ ％ ） 液 。搅 拌 ３ｍｉ ， ０ 溶 ｎ后 将搅 拌均匀 的浆体倒 人
泥相比， 该类 材料 因其 具 有 材 料 强度 高 、 化快 、 硬 耐
久 性好 、 原料 来源 广泛 、 工艺 简单 、 能耗少 、 境友好 环 等特点 而被 广泛 应用 于汽 车及航 空 工业 、 土木 工程 、
非 铁铸 造工 业 、 交通工 程 、 有毒 废料 及放 射性 废料 处 理 等领 域 ¨２。国 内外 学 者 对 地 质 聚合 物 胶 凝 材 料 ． Ｊ 进 行 了大量 的研究 。Ｐ ｎａ 等制 备 了粉 煤 灰基 地 ａｉ Ｄ ｓ 质 聚合物材料 ， 并研究 了氢 氧化钠及 硅酸钠 等碱激 发 剂对 抗压强度 的影 响 ； 朱晓敏 、 云芬等 ’对粉煤 灰 侯 ４ 基地 质聚合物材料 的制备及其性 能进行 了研究 。 粉 煤灰 和偏 高岭土 都是 生产 地 质聚合 物胶 凝材
１ 实验 部 分
１ １ 实验原 料 ．
偏 高岭 土 ： 用 大 同高 岭土 ， ８ ０ ｏ 选 经 ０ Ｃ煅烧 ， 再 保 温焙 烧 ６ｈ后 ， 自然 冷却 至室 温 ， ８ ｍ的方孔 经 ０ 筛筛 分 而 ， 成分 如表 １ 某 其 。