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硅灰、偏高岭土对矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料性能的影响

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无机盐工业 2022年第6期54卷 102-108页

作者：刘应强呙润华刘喜杰新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830000 清华大学土木工程系

首先通过改变粉煤灰微珠掺量,确定满足快速修补要求的矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料基体的最佳配比,再调节偏高岭土、硅灰掺量,研究其对复合胶凝材料凝结时间、力学性能和水化机理的影响。研究发现,偏高岭土对凝结时间的改变较硅灰更敏感。... 详细信息

首先通过改变粉煤灰微珠掺量,确定满足快速修补要求的矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料基体的最佳配比,再调节偏高岭土、硅灰掺量,研究其对复合胶凝材料凝结时间、力学性能和水化机理的影响。研究发现,偏高岭土对凝结时间的改变较硅灰更敏感。通过化学结合水测试,分析了不同硅灰和偏高岭土掺量对矿渣-粉煤灰微珠胶凝材料水化反应程度影响的原因。力学实验结果表明:矿渣-粉煤灰微珠胶凝基体复合掺加5%硅灰(质量分数)+15%偏高岭土(质量分数),试块2 h抗压强度为11.5 MPa、28 d抗压强度达到75.2 MPa,且呈现缓慢递增的趋势。

关键词：硅灰偏高岭土水化机理凝结时间抗压强度

基于响应曲面法的三元地聚合物注浆材料耐久性能研究

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硅酸盐通报 2024年第3期43卷 938-947页

作者：陈士军龚木联刘溯逸花思旭金修伟王昊东华理工大学土木与建筑工程学院南昌330013

为满足复杂地层条件下隧道同步注浆材料耐久性能要求,以粉煤灰、矿渣、偏高岭土等材料制备三元地聚合物注浆材料,并对其耐久性能进行研究。在探究原料物化性质的基础上,采用响应曲面法中Box-Behnken设计耐久性试验,对试验结果进行显著... 详细信息

为满足复杂地层条件下隧道同步注浆材料耐久性能要求,以粉煤灰、矿渣、偏高岭土等材料制备三元地聚合物注浆材料,并对其耐久性能进行研究。在探究原料物化性质的基础上,采用响应曲面法中Box-Behnken设计耐久性试验,对试验结果进行显著性分析、方差分析以及三维响应曲面分析,结合XRD、SEM和EDS分析地聚合物结石体的微观形貌和水化产物。结果表明:粉煤灰、偏高岭土和矿渣能形成性能互补效应,三者相互作用对注浆材料的侵蚀系数影响显著,可有效增强其抗硫酸盐离子侵蚀能力;预测确定系数R_(pred)^(2)为0.9328,试验相对误差为0.71%,模型精确度高,通过优化获得最佳配合比参数为水泥45.183%(质量分数,下同)、粉煤灰20%、偏高岭土20%、矿渣14.817%;地聚合物注浆材料水化产物主要为方解石、C-A-S-H和N-A-S-H凝胶等物质,这些物质紧密交接,交错生长,形成致密的三维空间网络结构支撑体系,有效增强了材料的耐久性能。研究结果可为三元地聚合物注浆材料耐久性能的后续研究及生产应用提供参考。

关键词：地聚合物粉煤灰矿渣偏高岭土耐久性能

高浓度盐环境下偏高岭土对水泥石抗盐冻性能的影响

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材料导报 2022年第S2期36卷 170-175页

作者：宋立哲高旭王立权水中和张帆刘彦彦武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070 武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 邢台路桥建设集团有限公司河北邢台054001

为研究高浓度盐环境下偏高岭土对提高水泥石抗冻性的使用效能,本工作通过探究偏高岭土掺量对冻融循环后水泥石强度损失率、水化产物含量、盐侵蚀产物含量的影响规律,建立了水化及侵蚀产物含量与抗压强度损失率间的线性回归方程,并计算... 详细信息

为研究高浓度盐环境下偏高岭土对提高水泥石抗冻性的使用效能,本工作通过探究偏高岭土掺量对冻融循环后水泥石强度损失率、水化产物含量、盐侵蚀产物含量的影响规律,建立了水化及侵蚀产物含量与抗压强度损失率间的线性回归方程,并计算出偏高岭土对提升水泥石抗盐冻性能的最佳掺入范围。结果表明:偏高岭土可有效提高水泥石的抗盐冻性能,且材料的强度损失率随掺量的增加呈线性降低趋势;高浓度盐环境下水泥石表层氢氧化钙会与钙离子和氯离子反应生成膨胀型晶体水合氯氧化钙;氢氧化钙和水合氯氧化钙的含量随偏高岭土掺量的增加呈下降趋势,且线性相关;以强度损失率作为评价标准拟合出水泥石免受破坏的氢氧化钙和水合氯氧化钙临界值分别为9.2%和7.1%。

关键词：水合氯氧化钙(CAOXY) 偏高岭土水泥石抗盐冻性冻融循环

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偏高岭土对磷酸镁水泥耐高温性能的影响

偏高岭土对磷酸镁水泥耐高温性能的影响

作者：郝括沈阳理工大学

学位级别：硕士

磷酸镁水泥(MPC)是一种现代工程中常用的修补材料,具有早期强度高、与老旧混凝土粘结性能好等优势,但由于重烧氧化镁成本贵,凝结时间快、水化过程中放热量大以及高温下力学性能会发生劣化的问题,在一定程度上限制了它的推广应用。偏高... 详细信息

磷酸镁水泥(MPC)是一种现代工程中常用的修补材料,具有早期强度高、与老旧混凝土粘结性能好等优势,但由于重烧氧化镁成本贵,凝结时间快、水化过程中放热量大以及高温下力学性能会发生劣化的问题,在一定程度上限制了它的推广应用。偏高岭土的改性性能良好,可作为矿物掺合料应用于水泥、混凝土中。本文主要通过掺加偏高岭土制备磷酸镁水泥研究偏高岭土对磷酸镁水泥耐高温性能的影响,首先以偏高岭土掺入磷酸镁水泥原料中,探究其对磷酸镁水泥工作性能及水化热的影响,其次从静态、动态两个方面测试偏高岭土改性磷酸镁水泥的力学性能随温度的变化情况,最后研究高温变化对磷酸镁水泥水化产物及微观结构的影响,探讨偏高岭土改性磷酸镁水泥在高温下的劣化机理。研究结论如下:研究了掺加偏高岭土后对磷酸镁水泥工作性能及水化热的影响,研究结果表明,偏高岭土的掺入具有延缓磷酸镁水泥凝结时间的效果,最高时可提高166.7%,但流动度会随着偏高岭土掺量的增加呈现不断下降的趋势,偏高岭土掺量增加到40%时,磷酸镁水泥净浆的流动度降低了46.4%;偏高岭土改性磷酸镁水泥水化放热普遍低于未改性的磷酸镁水泥。从静态和动态两方面研究偏高岭土对磷酸镁水泥力学性能的影响。结果表明,各个温度段下偏高岭土改性磷酸镁水泥的表观形貌要优于未改性的磷酸镁水泥;以偏高岭土制备的磷酸镁水泥会大幅提高其力学性能,并在30%的掺量下最优,较不掺时最多可提高79.2%。磷酸镁水泥在加热升温后力学性能会发生劣化,但在600℃时强度会有一定程度的增长。在加热升温到400℃之前,10%的偏高岭土掺量可以提高磷酸镁水泥的耐高温性能,而400℃之后其耐高温性能并没有改善;常温到200℃这一过程中,峰值应力逐渐降低,而在600℃时磷酸镁水泥由于高温固结反应峰值应力出现升高,且同一温度下随着偏高岭土掺量的增加磷酸镁水泥的峰值应变都有小幅度的提高。研究高温变化对磷酸镁水泥水化产物及微观结构的影响。研究结果表明,温度会影响磷酸镁水泥水化产物,200℃鸟粪石部分分解为了dittmarite和Mg HPO,HO和NH以气体的形式排出,结构遭到破坏,这也是此阶段力学性能发生劣化的主要原因,继续升温到600℃的过程中,Mg HPO和dittmarite分解形成大量MgPO,且由于磷酸镁水泥的高温固结作用,其微观结构重新变得致密,受热温度为800℃时,其水化产物均为松散的薄片状物质(Mg(PO));掺入偏高岭土后磷酸镁水泥的主要水化产物除Mg NHPO·6HO及未反应完的Mg O,还会有含铝的无定形物质磷酸铝盐(APH)生成,物质呈絮状,并包裹在水化产物周围,使得结构致密;加热后水化产物随温度的变化与未掺加偏高岭土时基本一致,不同的是随着温度的升高,会有非晶态磷酸铝(Al PO)生成。

关键词：偏高岭土磷酸镁水泥力学性能水化产物耐高温性能

新拌石灰石粉-偏高岭土-水泥系统流变特性研究

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硅酸盐通报 2023年第2期42卷 411-419页

作者：李威刘豫李慧于欣欣朱建平河南理工大学材料科学与工程学院焦作454000

石灰石粉和偏高岭土复掺可以替代部分水泥,有效降低水泥制品的碳排放。采用安东帕MCR 302旋转流变仪测试了新拌石灰石粉-偏高岭土-水泥浆体系统的流变特性。通过单纯形重心法对石灰石粉-偏高岭土-水泥砂浆系统进行了试验设计,利用Viscom... 详细信息

石灰石粉和偏高岭土复掺可以替代部分水泥,有效降低水泥制品的碳排放。采用安东帕MCR 302旋转流变仪测试了新拌石灰石粉-偏高岭土-水泥浆体系统的流变特性。通过单纯形重心法对石灰石粉-偏高岭土-水泥砂浆系统进行了试验设计,利用Viscometer 5型混凝土流变仪对不同配比砂浆的流变特性进行了测试。结果表明:随着偏高岭土掺量的增加,水泥浆体的屈服应力和塑性黏度显著增大;随着石灰石粉掺量的增加,水泥浆体的屈服应力和塑性黏度呈先增大后减小的趋势;改变砂浆胶凝材料的配比能够显著影响砂浆的流动性以及流变参数。

关键词：偏高岭土石灰石粉流变特性屈服应力塑性黏度坍落扩展度单纯形重心法 Bingham模型

赤泥-偏高岭土复掺对水泥胶砂力学性能及水化特性影响

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材料科学与工程学报 2023年第5期41卷 753-759页

作者：欧孝夺曾昱楚江杰吕政凡陈海量广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004 广西金属尾矿安全防控工程技术研究中心广西南宁530004 广西瑞宇建筑科技有限公司广西南宁530031

以拜耳法赤泥、偏高岭土和水泥为原料,将拜耳法赤泥与偏高岭土按不同配合比制备水泥胶砂,分析了赤泥和偏高岭土掺合料对水泥胶砂的力学性能的影响,并借助X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对复合水泥... 详细信息

以拜耳法赤泥、偏高岭土和水泥为原料,将拜耳法赤泥与偏高岭土按不同配合比制备水泥胶砂,分析了赤泥和偏高岭土掺合料对水泥胶砂的力学性能的影响,并借助X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对复合水泥胶砂的物相组成及微观形貌进行表征。研究结果表明:当赤泥掺量10%、偏高岭土掺量10%时,水泥胶砂28 d抗压强度最高,可达到47.38 MPa;赤泥和偏高岭土中的活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3)掺入能消耗水泥产生的Ca(OH)_(2),发生二次水化反应,生成水化硅酸钙及斜方钙沸石(CaAl_(2)Si_(2)O_(8)·4H_(2)O)填充于内部空隙,增加了结构密实度,提高了复合水泥胶砂的力学性能。

关键词：拜耳法赤泥偏高岭土水泥胶砂力学性能水化产物微观分析

偏高岭土水热合成高硅SAPO-5分子筛及其表征

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无机材料学报 2009年第3期24卷 581-585页

作者：周新涛刘起峰苏达根来兰梅商丘师范学院化学系商丘476000 华南理工大学材料学院广州510640

以具有一定活性的偏高岭土兼作铝源与硅源,正磷酸作磷源,三乙醇胺和十六烷基三甲基溴化铵为复合模板剂,采用分段晶化的方法水热合成了高硅磷酸硅铝分子筛(SAPO-5).利用X射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、29Si,27... 详细信息

以具有一定活性的偏高岭土兼作铝源与硅源,正磷酸作磷源,三乙醇胺和十六烷基三甲基溴化铵为复合模板剂,采用分段晶化的方法水热合成了高硅磷酸硅铝分子筛(SAPO-5).利用X射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、29Si,27Al MAS-NMR(固态核磁共振)、X光电能谱(XPS),吸附氨的程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对产物进行了表征.研究结果表明:采用十六烷基三甲基溴化铵复合三乙醇胺作模板剂,可以促进SAPO-5晶体产物的形成,其产物形貌为尺寸大约20μm×5μm×5μm的规则柱状晶体.IR、MAS-NMR及XPS分析表明,反应后结构中的Si、Al的配位环境发生了较大的变化,形成了较多Al(OP)4及Si(AlO)4两种四配位结构,其Si/Al为0.56.产物分子筛中的总酸量为0.578mmol/g,中强酸与弱酸比例为0.684.

关键词：高岭土偏高岭土水热 SAPO-5

偏高岭土协同石灰抑制红黏土收缩的行为与机制

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岩土力学 2019年第11期40卷 4213-4219页

作者：谈云志胡焱邓永锋曹玲左清军明华军三峡大学特殊土土力学研究所湖北宜昌443002 东南大学岩土工程研究所江苏南京211189

红黏土失水易收缩开裂而诱发工程灾害,为抑制或缓减红黏土的收缩特征,添加4%偏高岭土和5%石灰改善其水敏性。按照最优含水率制备压实试样,养护180 d后抽真空饱和,脱湿到预定含水率,随后开展收缩、无侧限抗压强度、吸力和孔隙分析等试验... 详细信息

红黏土失水易收缩开裂而诱发工程灾害,为抑制或缓减红黏土的收缩特征,添加4%偏高岭土和5%石灰改善其水敏性。按照最优含水率制备压实试样,养护180 d后抽真空饱和,脱湿到预定含水率,随后开展收缩、无侧限抗压强度、吸力和孔隙分析等试验。结果表明,压实红黏土随着含水率降低,其无侧限抗压强度呈现先增大后减少的变化规律,这是脱湿导致的红黏土衍生微裂隙,进而引起结构性损伤所致。红黏土掺入石灰,尤其是掺入石灰-偏高岭土后,虽然脱湿也会引起强度减小,但接近完全干燥时,其强度又会增大。由此说明,偏高岭土协同石灰可以更加有效地抑制红黏土收缩效应,提高其整体强度。究其原因,是偏高岭土含有大量无定形硅、铝氧化物,且呈现边-面"搭接"的独特结构形态,使其能够快速捕获氢氧化钙溶液中的钙离子,在红黏土团(颗)粒间形成了胶结性水化物。

关键词：红黏土偏高岭土收缩微裂隙吸力

偏高岭土增强石灰-水泥固化淤泥的耐久性研究

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岩土力学 2020年第4期41卷 1146-1152页

作者：谈云志柯睿陈君廉吴军邓永锋三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002 中国地质大学工程学院湖北武汉430074 东南大学交通学院江苏南京211189

淤泥富含有机质,分解后产生腐殖酸,进而影响淤泥固化效果。仅掺入12%水泥固化淤泥,当标准养护期超过60 d,其强度不增反减。联合掺入3%石灰和12%水泥,固化淤泥的pH值持续180 d处于10.5以上;无侧限抗压强度由750 kPa(养护期28 d)提升到150... 详细信息

淤泥富含有机质,分解后产生腐殖酸,进而影响淤泥固化效果。仅掺入12%水泥固化淤泥,当标准养护期超过60 d,其强度不增反减。联合掺入3%石灰和12%水泥,固化淤泥的pH值持续180 d处于10.5以上;无侧限抗压强度由750 kPa(养护期28 d)提升到1500 kPa(120 d),说明借助石灰营造强碱性环境,可以提高水泥固化淤泥的强度;但养护到180 d后,其强度又降到1250k Pa;钙离子浓度变化规律表明,这是由于腐殖酸溶蚀水泥和石灰的水化胶结物所致。借助偏高岭土卓越的火山灰反应能力,掺入3.0%偏高岭土,提升石灰(3%)-水泥(12%)固化淤泥的耐久性,发现180 d养护期内,其强度始终处于增长趋势,究其原因是偏高岭土富含无定形硅、铝氧化物,具有快速捕获氢氧化钙溶液中钙离子的能力,形成稳定的胶结物,而且不易受腐殖酸的侵蚀作用,证明偏高岭土能够有效提升石灰-水泥固化淤泥长期强度。

关键词：淤泥腐殖酸偏高岭土有机质含量耐久性