粉煤灰-鎳鐵渣地質(zhì)聚合物的制備及其性能研究.pdf

1、地質(zhì)聚合物是一種高性能的新型膠凝材料，具有耐腐蝕、抗?jié)B透、耐高溫等特殊的理化性能，而且，與普通硅酸鹽水泥相比，具有原料來源廣泛、價格低廉、綠色環(huán)保、制備工藝簡單等優(yōu)點。眾多優(yōu)異的性能使地質(zhì)聚合物成為國內(nèi)外研究的熱點，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。
　　本論文主要以粉煤灰和鎳鐵渣為原料，在堿性激發(fā)劑的作用下制備地質(zhì)聚合物膠凝材料。主要研究了水玻璃模數(shù)、堿性激發(fā)劑摻量、水灰比等工藝參數(shù)對地質(zhì)聚合物材料性能的影響，并對所制備地質(zhì)聚合物材料的

2、耐久性進行研究，主要包括抗凍性、耐高溫性和抗化學(xué)侵蝕性等。論文主要研究工作及成果如下:
　　以粉煤灰為原料，采用水玻璃和氫氧化鈉作為堿性激發(fā)劑制備粉煤灰地質(zhì)聚合物膠凝材料。粉煤灰地質(zhì)聚合物材料的最佳制備工藝參數(shù)為:水玻璃模數(shù)1.4、堿性激發(fā)劑摻量14％、水灰比0.24;在標準養(yǎng)護、自然養(yǎng)護、薄膜養(yǎng)護和水中養(yǎng)護四種養(yǎng)護方式中，薄膜養(yǎng)護是粉煤灰地質(zhì)聚合物最為理想的養(yǎng)護方式。以最佳工藝參數(shù)制備的粉煤灰地質(zhì)聚合物28d抗壓強度為60.33

3、MPa。
　　以鎳鐵渣為原料，通過堿激發(fā)制備地質(zhì)聚合物膠凝材料。對鎳鐵渣進行粉磨處理，通過研究粉磨時間對鎳鐵渣的細度、比表面積和活性的影響規(guī)律，選擇粉磨70min，即比表面積461m2/kg、45μm篩余7.03％的鎳鐵渣作為后續(xù)實驗的原料。研究結(jié)果表明:水玻璃對鎳鐵渣的激發(fā)效果最好。制備鎳鐵渣地質(zhì)聚合物的最佳工藝參數(shù)為:水玻璃模數(shù)2.2、堿性激發(fā)劑摻量12％、水灰比0.28。以最佳工藝參數(shù)制備的鎳鐵渣地質(zhì)聚合物膠凝材料28d抗壓

4、強度高達110.32MPa，且具有較好的熱穩(wěn)定性和耐久性。經(jīng)30次凍融循環(huán)后，試樣的質(zhì)量損失率小于2％，抗壓強度仍可達83.93MPa;經(jīng)800℃熱處理后，鎳鐵渣地質(zhì)聚合物試樣的質(zhì)量損失率為18.2％，抗壓強度降為59.61MPa。在典型的抗化學(xué)侵蝕實驗中，鎳鐵渣地質(zhì)聚合物試樣在5％的HCl溶液中的質(zhì)量損失最大，浸泡60d的質(zhì)量損失率為9.7％，抗壓強度雖下降了31.7％，但是仍可達73.25MPa。
　　以粉煤灰和鎳鐵渣為原料，

5、以水玻璃和氫氧化鈉為堿性激發(fā)劑制備粉煤灰-鎳鐵渣地質(zhì)聚合物膠凝材料，研究粉煤灰摻量對粉煤灰-鎳鐵渣地質(zhì)聚合物抗壓強度的影響。研究結(jié)果表明:隨著粉煤灰摻量的增加，粉煤灰-鎳鐵渣地質(zhì)聚合物材料的抗壓強度逐漸降低。當(dāng)粉煤灰摻量為50％時，粉煤灰-鎳鐵渣地質(zhì)聚合物的抗壓強度雖下降了33.0％，但仍可達71.83MPa，遠高于以最佳工藝參數(shù)制備的純粉煤灰地質(zhì)聚合物的抗壓強度，且具有較好的熱穩(wěn)定性和耐久性。試樣經(jīng)30次凍融循環(huán)后的質(zhì)量損失率小于2％