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Na-粉煤灰地质聚合物制备与性能研究

贾屹海  
【摘要】: 以粉煤灰、NaOH、水玻璃为主要原料制备了地质聚合物,用X-射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、电子扫描显微镜及能谱仪(SEM/EDX)、核磁共振仪(NMR)、热重-差示扫描(TG-DSC)同步热分析仪和比表面及孔隙度分析仪等仪器对地质聚合物结构进行了表征。研究了地质聚合物胶凝材料和轻质保温材料的性能和结构,开发出地质聚合物快速固化技术,研究了地质聚合物耐高浓度强酸腐蚀性及机理,首次利用干压成型法制备出高强度地质聚合物。结果表明,利用优化工艺和配比制备的地质聚合物胶凝材料28d抗压强度最高为51.2MPa,调整碱量、含钙物质用量与种类可同时对地质聚合物强度和凝结时间进行调控,经过100次冻融循环和12个月化学腐蚀,抗压强度分别保持在80%和10-60%;以铝粉和双氧水为发泡剂,在添加了表面活性剂后,地质聚合物发泡材料的孔径从1-20mm降到约2mm以下,7d抗压强度最高为2.57MPa,密度为0.76g/cm3;微波快速固化技术可使地质聚合物在9-15min达到脱模抗压强度(3.3-6.5MPa),且后期强度继续增长;粉煤灰地质聚合物具有很强的耐高浓度硫酸腐蚀性,其耐腐蚀性机理主要包括:扩散(反扩散)、离子交换和重组反应等;干压成型法制备出的地质聚合物抗压强度最高为180MPa,比浇注法提高了100MPa,在1200℃煅烧后抗压强度保持70%以上。


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