水玻璃性能对粉煤灰基矿物聚合物影响.pdfVIP

维普资讯 无机硅化合物(D SiliconCompound)2008年第 塑墨箜竺塑：堡塑童查堕 一! 水玻璃性能对粉煤灰基矿物聚合物影响 侯云芬 ，王栋民 ，李 俏 ，路宏波 2 (1．中国矿业大学，北京 100083；2．北京建筑工程学院，北京 100044) 摘 要：研究了水玻璃的不同模数和含固量(固相与水的质量比)对粉煤灰基矿物聚合物抗压 强度的影响，同时将钠水玻璃和钠钾水玻璃对粉煤灰基矿物聚合物抗压强度的影响也进行了对 比。结果表明：随着水玻璃模数的增大，粉煤灰基矿物聚合物的抗压强度增大，但是当模数超 过 ll4后，其抗压强度降低，且当模数大于2．0以后，其抗压强度显著降低。同时随着水玻璃含 固量的增大，粉煤灰基矿物聚合物的抗压强度提高；对于钠水玻璃，水玻璃含固量为 32％时， 其抗压强度达到最大值，随水玻璃含固量继续提高，其抗压强度降低；而对于钠钾水玻璃，其 抗压强度随着水玻璃含固量从 16％增大到36％，而一直呈现提高的趋势。比较两种类型水玻璃 激发效果发现：随着水玻璃模数和含固量的不同，钠水玻璃和钠钾水玻璃对粉煤灰的激发效果 疥不同。在常温标准养护条件下，用模数为 1且含固量为32％的钠水玻璃和模数为1．2且含固量 为36％的钠钾水玻璃制得抗压强度分别为38．5MPa和42．1MPa的粉煤灰基矿物聚合物。用X 射线衍射和红外光谱分析了粉煤灰和粉煤灰基矿物聚合物激发前后的微观结构变化，分析了水 玻璃激发作用的机理。 关键词：水玻璃；粉煤灰；地质聚合物；激发剂 矿物聚合物一词是由法国科学家JosephDavidovits于2O世纪70年代提出的，其原意是 指由地球化学作用形成的铝硅酸盐矿物聚合物，即是由无机的[SiO4】和[A104]四面体链接形 成的具有三维网络状结构的无机聚合物。从此研究人员对矿物聚合物进行了大量的研究工 作，如：煅烧高岭土的煅烧温度和时间、激发剂溶液的含固量和种类对偏高岭土矿物聚合作 用的影响以及矿物聚合物的微观结构等。此后，Xu等研究利用天然铝硅酸盐矿物合成矿物 聚合物，文献[7-8]报道了利用粉煤灰粉等工业废弃物制备矿物聚合物，有文献报道了我国以 偏高岭石和高岭石、工业尾矿制备矿物聚合物的研究。 在利用化学试剂制备粉煤灰基矿物聚合物研究的基础上，有人进一步降低激发剂溶液的 成本，采用工业生产的水玻璃作为激发剂配制粉煤灰基矿物聚合物，系统研究了水玻璃溶液 的含固量、模数以及种类对抗压强度的影响，提出了激发剂溶液的合理组成，研究了粉煤灰 和粉煤灰基矿物聚合物的微观结构，分析了水玻璃对粉煤灰基矿物聚合物的激发作用机理。 1实验 实验用粉煤灰为北京市石景山发电厂的一级粉煤灰(Fa)，其化学成分见表l。 l AI2O3 Si02 C：aO MgO Fe2O3 I 烧失量 l 33．42 47．8O 3．04 2．18 5．40 l 1．16 市售硅酸钠水玻璃的固含量(NN与水的质量比)为36％，模数(Na20与SiO2的摩尔比) 为3．6。通过加人分析纯固体NaOH和KOH调整水玻璃模数，通过加水来调整其含固量。 将加入固体NaOH的水玻璃称为钠水玻璃，加入固体KOH的水玻璃称为钠钾水玻璃。 将一定量粉煤灰加入水泥净浆搅拌锅中，加入水玻璃激发剂溶液，搅拌均匀。将均匀的 净浆体装入20mm~20mmx20mm模具中，振动成型，在标准养护箱中养护24h后脱模，继 续标准养护28d，得到固体样品。测定样品的抗压强度。 维普资讯 l2 侯云芬，王栋民等：水玻璃性能对粉煤灰基矿物聚合物影响 采用 日本理学D／max2500型X射线衍射(x．raydiffraction，XRD)仪 ，Cu靶，管电压为 40kV，管电流 100mA，扫描速度为6。／mm，扫描范围2为2．6。 70。。采用美国NEXU S870型Fourier变换红