碱激发粉煤灰/矿渣自收缩机理研究
发布时间：2021-02-11 15:37
碱激发材料是近年出现的最具发展潜力的绿色胶凝材料,不仅具备强度高、耐高温等优异性能,而且主要原材料是工业废弃物,如粉煤灰、矿渣,具有优良的环境能耗效益。但碱激发粉煤灰矿渣胶凝材料具有较大的自收缩变形,收缩产生的裂缝极大限制了碱激发粉煤灰矿渣在实际工程中的应用。因此,正确认识碱激发材料的自收缩变形和自收缩机理是碱激发材料大规模生产应用的关键。本文采用粉煤灰、矿渣为原料,制备了碱激发粉煤灰/矿渣复合体系胶凝材料。首先采用3种方法（毛细管压力、凝结时间、内部相对湿度）探究了碱激发粉煤灰/矿渣复合体系自收缩起始时间。在此基础上,研究了激发剂模数、Na2O含量、水灰比、粉煤灰掺量和矿物掺合料（硅灰、偏高岭土）对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的自收缩、毛细管压力、内部相对湿度的变化规律。使用等温量热仪、氮气吸附仪和红外光谱仪等对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的反应进程、孔结构和反应产物分子结构进行了研究。研究结果表明:在反应初期,碱激发粉煤灰/矿渣内部毛细压力会出现急剧增加,对应于体系内部应力的积聚,且毛细压力变化与早期收缩斜率的变化相吻合,因此,可以将毛细压力急剧增加对应的时间点确...
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碱激发反应早期硅铝酸盐玻璃体溶解机理[9]
碱激发粉煤灰/矿渣自收缩机理研究4对于碱激发高钙体系，如碱激发矿渣体系的结构发展主要分为四个部分：玻璃体颗粒的溶解、初始固相的成核和生长、新相在界面处的机械结合和相互作用以及固化初期反应产物的扩散和化学平衡。反应产物主要为水化硅酸钙（C-S-H）凝胶和水化硅铝酸钙（C-A-S-H）凝胶[11]，具有类似的托勃莫来石C-S-H无定形结构[12]。图1-2为托勃莫来石结构示意图。图1-2托勃莫来石结构示意图[13]Fig.1-2Thediagramofthetoboemoritestructure对于碱激发低钙体系，如碱激发粉煤灰、偏高岭土体系，所形成的胶凝材料是一种高度无序、高度交联的铝硅酸盐凝胶。图1-3为碱激发粉煤灰聚合反应概念模型。
广州大学硕士学位论文5图1-3碱激发粉煤灰聚合反应概念模型[14]Fig.1-3Conceptualreactionmodelofalkali-activatedflyash对于低/高钙的碱激发复合体系，如碱激发粉煤灰/矿渣复合体系，Puertas[15]等人研究了不同高炉矿渣/粉煤灰配合比对碱激发复合体系的影响，其主要反应产物是C-S-H型凝胶，还具有高浓度四面体的结合铝和嵌入其结构中的钠离子。碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的反应产物既有C-A-S-H凝胶，也含有N-A-S-H凝胶[15,16]，两者共存于碱激发粉煤灰/矿渣复合体系中。1.3材料的自收缩收缩是指在恒温和不受外力的条件下，材料体积自然减小的现象。收缩分为化学收缩、干燥收缩和自收缩。当材料发生收缩产生的应力大于材料本身抵抗变形的能力时，
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱渣改性粉煤灰基地质聚合物材料早期性能和结构研究[J]. 赵献辉,刘春原,左丽明,刘宇飞,庞云泽. 长江科学院院报. 2019(04)
[2]碱胶凝材料水化产物C-A-S-H与N-A-S-H的研究进展[J]. 杨敬斌,方媛,李东旭. 硅酸盐通报. 2017(10)
[3]激发剂组成对碱激发-矿渣水泥砂浆变形及力学性能的影响[J]. 王宇轩,周国安,陈佩圆,王东平. 新型建筑材料. 2017(08)
[4]碱激发矿渣基地质聚合物微观结构与性能研究[J]. 刘泽,周瑜,孔凡龙,孙志明,屈美秀. 硅酸盐通报. 2017(06)
[5]钙基地聚合物微观孔隙结构特征研究[J]. 马骁,叶雄伟,朱杰,何巨鹏. 建筑材料学报. 2017(03)
[6]超低水胶比及硅灰对水泥净浆早期自收缩的影响[J]. 葛晓丽,刘加平,王育江,田倩,杨斌. 混凝土与水泥制品. 2016(04)
[7]矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣反应过程及产物组成的影响[J]. 杨涛,姚晓,顾光伟,诸华军. 南京工业大学学报(自然科学版). 2015(05)
[8]不同来源矿渣水化产物聚合度的FT-IR分析[J]. 黄兴亮,周胜波,梁小英,任婷婷,何帆. 四川建筑科学研究. 2013(03)
[9]基于氮吸附的水泥-沥青复合硬化体孔结构分析[J]. 郑克仁,蔡峰良,周锡玲. 武汉理工大学学报. 2013(02)
[10]碱激发硅灰-粉煤灰基矿物聚合物的研究[J]. 王亚超,张耀君,徐德龙. 硅酸盐通报. 2011(01)
博士论文
[1]矿渣、高/低钙粉煤灰玻璃体及其水化特性研究[D]. 厉超.清华大学 2011
[2]低水胶比大掺量矿物掺合料水泥基材料的收缩及机理研究[D]. 田倩.东南大学 2006
硕士论文
[1]原材料理化性质对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的影响[D]. 肖珊珊.广州大学 2019
[2]碱激发粉煤灰/矿渣的干燥收缩变形研究[D]. 王桂生.广州大学 2018
[3]碱激发矿渣/粉煤灰复合胶凝材料收缩特性研究[D]. 王东平.安徽理工大学 2018
[4]水玻璃模数与矿渣掺量对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的影响[D]. 梁健俊.广州大学 2017
[5]碱激发矿渣胶凝材料的低温力学性能[D]. 赵美杰.哈尔滨工业大学 2017
[6]粉煤灰地聚合物收缩性能试验研究[D]. 钱益想.长沙理工大学 2017
[7]外加剂对碱激发材料的影响[D]. 李源.广州大学 2016
[8]碱激发矿渣微结构优化及性能研究[D]. 杨凌艳.东南大学 2015
[9]碱激发矿渣粉煤灰水泥早期水化及收缩特性研究[D]. 胡张莉.湖南大学 2013
[10]有机树脂增韧碱激发粉煤灰基地质聚合物复合材料的性能研究[D]. 王亚超.西安建筑科技大学 2011
本文编号：3029331
【文章来源】：广州大学广东省
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碱激发反应早期硅铝酸盐玻璃体溶解机理[9]
碱激发粉煤灰/矿渣自收缩机理研究4对于碱激发高钙体系，如碱激发矿渣体系的结构发展主要分为四个部分：玻璃体颗粒的溶解、初始固相的成核和生长、新相在界面处的机械结合和相互作用以及固化初期反应产物的扩散和化学平衡。反应产物主要为水化硅酸钙（C-S-H）凝胶和水化硅铝酸钙（C-A-S-H）凝胶[11]，具有类似的托勃莫来石C-S-H无定形结构[12]。图1-2为托勃莫来石结构示意图。图1-2托勃莫来石结构示意图[13]Fig.1-2Thediagramofthetoboemoritestructure对于碱激发低钙体系，如碱激发粉煤灰、偏高岭土体系，所形成的胶凝材料是一种高度无序、高度交联的铝硅酸盐凝胶。图1-3为碱激发粉煤灰聚合反应概念模型。
广州大学硕士学位论文5图1-3碱激发粉煤灰聚合反应概念模型[14]Fig.1-3Conceptualreactionmodelofalkali-activatedflyash对于低/高钙的碱激发复合体系，如碱激发粉煤灰/矿渣复合体系，Puertas[15]等人研究了不同高炉矿渣/粉煤灰配合比对碱激发复合体系的影响，其主要反应产物是C-S-H型凝胶，还具有高浓度四面体的结合铝和嵌入其结构中的钠离子。碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的反应产物既有C-A-S-H凝胶，也含有N-A-S-H凝胶[15,16]，两者共存于碱激发粉煤灰/矿渣复合体系中。1.3材料的自收缩收缩是指在恒温和不受外力的条件下，材料体积自然减小的现象。收缩分为化学收缩、干燥收缩和自收缩。当材料发生收缩产生的应力大于材料本身抵抗变形的能力时，
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱渣改性粉煤灰基地质聚合物材料早期性能和结构研究[J]. 赵献辉,刘春原,左丽明,刘宇飞,庞云泽. 长江科学院院报. 2019(04)
[2]碱胶凝材料水化产物C-A-S-H与N-A-S-H的研究进展[J]. 杨敬斌,方媛,李东旭. 硅酸盐通报. 2017(10)
[3]激发剂组成对碱激发-矿渣水泥砂浆变形及力学性能的影响[J]. 王宇轩,周国安,陈佩圆,王东平. 新型建筑材料. 2017(08)
[4]碱激发矿渣基地质聚合物微观结构与性能研究[J]. 刘泽,周瑜,孔凡龙,孙志明,屈美秀. 硅酸盐通报. 2017(06)
[5]钙基地聚合物微观孔隙结构特征研究[J]. 马骁,叶雄伟,朱杰,何巨鹏. 建筑材料学报. 2017(03)
[6]超低水胶比及硅灰对水泥净浆早期自收缩的影响[J]. 葛晓丽,刘加平,王育江,田倩,杨斌. 混凝土与水泥制品. 2016(04)
[7]矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣反应过程及产物组成的影响[J]. 杨涛,姚晓,顾光伟,诸华军. 南京工业大学学报(自然科学版). 2015(05)
[8]不同来源矿渣水化产物聚合度的FT-IR分析[J]. 黄兴亮,周胜波,梁小英,任婷婷,何帆. 四川建筑科学研究. 2013(03)
[9]基于氮吸附的水泥-沥青复合硬化体孔结构分析[J]. 郑克仁,蔡峰良,周锡玲. 武汉理工大学学报. 2013(02)
[10]碱激发硅灰-粉煤灰基矿物聚合物的研究[J]. 王亚超,张耀君,徐德龙. 硅酸盐通报. 2011(01)
博士论文
[1]矿渣、高/低钙粉煤灰玻璃体及其水化特性研究[D]. 厉超.清华大学 2011
[2]低水胶比大掺量矿物掺合料水泥基材料的收缩及机理研究[D]. 田倩.东南大学 2006
硕士论文
[1]原材料理化性质对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的影响[D]. 肖珊珊.广州大学 2019
[2]碱激发粉煤灰/矿渣的干燥收缩变形研究[D]. 王桂生.广州大学 2018
[3]碱激发矿渣/粉煤灰复合胶凝材料收缩特性研究[D]. 王东平.安徽理工大学 2018
[4]水玻璃模数与矿渣掺量对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的影响[D]. 梁健俊.广州大学 2017
[5]碱激发矿渣胶凝材料的低温力学性能[D]. 赵美杰.哈尔滨工业大学 2017
[6]粉煤灰地聚合物收缩性能试验研究[D]. 钱益想.长沙理工大学 2017
[7]外加剂对碱激发材料的影响[D]. 李源.广州大学 2016
[8]碱激发矿渣微结构优化及性能研究[D]. 杨凌艳.东南大学 2015
[9]碱激发矿渣粉煤灰水泥早期水化及收缩特性研究[D]. 胡张莉.湖南大学 2013
[10]有机树脂增韧碱激发粉煤灰基地质聚合物复合材料的性能研究[D]. 王亚超.西安建筑科技大学 2011
本文编号：3029331
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