粉煤灰地质聚合物的最优强度研究_吕江波.pdf

第 24 卷第 6 期 滨州学院学报 2008 年 12 月 Vol . 24 ,No . 6 J our nal of Binzhou U niver sit y Dec . ,2008 粉煤灰地质聚合物的最优强度研究 吕江波 ,胡晓云 ,郑茂盛 (西北大学 物理系 ,陕西 西安 7 10069) 　　摘 　要 :研究了粉煤灰地质聚合物的最佳配比及影响其强度的主要因素. 利用正交实验法得 出了粉煤灰地质聚合物抗折强度和抗压强度的最佳配比,并对其机理进行了分析. 实验表明 ,球 磨时间、防水剂 、水灰比、加碱量 、养护时间都对粉煤灰地质聚合物强度有重要影响 ,其中加碱量 的影响最大. 当球磨时间 1 h ,防水剂含量为 8 % ,水灰比为 0 . 34 ,加碱量为 6 % ,养护时间为 4 h 时抗折强度达到最大 ;当球磨时间 1 h , 防水剂含量为 4 % ,水灰比为 0 . 34 ,加碱量为 10 % ,养护 时间为 24 h 时抗压强度达到最大. 　　关键词 :粉煤灰地质聚合物 ;影响因素 ;最佳配比;机理分析 　　中图分类号 : TU 502 + . 6 　文献标识码 : A 　文章编号 :167326 18 (2008) 0 　引　言 ( ) [ 1 ] 地质聚合物 Geopolymer 是由地球化学作用或地质合成作用而形成的矿物聚合物 ,是由硅氧四面 体和铝氧四面体聚合的具有非晶态和准晶态特征的三维网络凝胶体[2 ] . 地质聚合物的原料很多 ,如高炉水 渣 、钢渣 、粉煤灰 、煤矸石 、废玻璃 、各种炉渣等都是其原料. 粉煤灰是燃煤电厂或其他燃煤设备排放的废弃 物. 目前 ,我国粉煤灰年排放量在 1. 6 亿吨以上 ,存积量超过 10 亿吨[3 ] . 随着我国经济的持续发展 ,对煤的 利用将持续增加 ,特别是电力 、水泥制造等行业将产生大量的粉煤灰. 粉煤灰的大量积压 ,不仅造成严重的 环境污染 ,而且还占用大量土地 ,造成土地的严重浪费. 此外 ,粉煤灰的后续管理也需要很大的支出. 因此利 用粉煤灰制备地质聚合物材料不仅有很好的经济效益 ,而且有很好的社会效益和环保效益. 目前 , 国内外对粉煤灰地质聚合物的研究时有报道[4 ,5 ] ,但对大掺量特别是粉煤灰掺量在 80 % 以上地 质聚合物的系统研究还比较少. 本文用正交实验法比较系统地研究了不同因素对粉煤灰掺量在 80 %以上 的地质聚合物性能的影响并得出优化方案. 1 　原材料与实验方法 1. 1 　原材料 粉煤灰为西安热电厂的二级灰 ,其主要化学成分见表 1 ,粒度分布见表 2 , 图 1 为其 XRD 图谱. 防水剂 为硫铝酸钙型防水剂. 1. 2 　实验方法 　　称取一定量粉磨好的粉煤灰和防水剂 , 放到水泥净浆机中搅拌均匀 , 倒入溶解好的一定浓度 的 N a2 SiO3 溶液并充分搅匀 ,然后将粉煤灰浆料倒入 40 mm ×40 mm ×160 mm 的三联模中 ,在水泥胶砂振 实台上振实成型. 将成型后的样品放到恒温水浴锅中养护一定时间 ,分别测试其 7 d 、28 d 的抗折强度和 收稿 日期 ( ) 第一作者简介 : 吕江波 1982 — ,男 , 山东滨州人 ,在读硕士 ,主要从事粉煤灰地质聚合物材料研究. © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 46 滨州学院学报 第 24 卷