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粉煤灰基地质聚合物力学性能及碱渣改性机理

刘春原 , 赵献辉 , 朱楠 , 刘宇飞 , 庞云泽

硅酸盐通报

为探索粉煤灰基地质聚合物的力学特性,通过12组胶砂试样的抗折和抗压强度研究NaOH掺量、养护条件、龄期和碱渣掺量对力学性能的影响,对比不同因素下试样胶砂表面孔隙特征,分析了碱渣对粉煤灰基地质聚合物体系的改性机理.结果表明:1.NaOH溶液过剩使强度降低;高温养护能提高强度;粉煤灰基地质聚合物的养护不需要太大的湿度.2.碱渣掺量小于27%时,对粉煤灰-NaOH体系强度有显著的改性作用.CaCO3增大溶液碱性,减小胶砂流动性,影响地质聚合物的微观结构,有效改善体系收缩程度.3.可溶性含钙组分中Ca2参与生成C-SH凝胶,与地质聚合物协同作用提高胶结性,减小孔隙的连通性.

关键词: 粉煤灰基地质聚合物 , 抗折强度 , 抗压强度 , 影响因素 , 碱渣改性机理

碱渣-粉煤灰基新型注浆材料固化机理试验研究

赵献辉 , 刘春原 , 刘宇飞 , 庞云泽

硅酸盐通报

为了得到碱渣-粉煤灰-硅酸钠溶液体系新型注浆材料各组分的作用和固化机理,考虑不同固体质量配比和养护条件,通过温度变化、固化收缩、抗压强度和傅里叶变换红外光谱试验对比研究不同体系的差别.结果表明:碱渣中Ca(OH)2和粉煤灰中的CaO遇到硅酸钠溶液时发生放热反应;浆液早期抗压强度由碱渣中CaCl2、Ca(OH)2和CaSO4与硅酸钠溶液反应生成水化硅酸钙凝胶决定,由于粉煤灰受碱激发生成了硅铝酸盐聚合物凝胶使得注浆液7~50 d抗压强度有大幅增长;FTIR试验证实了水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和硅铝酸盐凝胶(N-A-S-H)的存在;原材料组分保证了浆液收缩程度小、流动性好、不易离析、结石率大等优点.

关键词: 碱渣 , 注浆材料 , 采空区 , 抗压强度 , FTIR , 固化机理

路堤填垫用碱渣拌合土物理力学性能试验研究

赵献辉 , 刘春原 , 王文静 , 朱楠

硅酸盐通报

以碱渣与粉煤灰、元明粉混合制成路堤填垫用碱渣拌合土,通过多种物理与力学性能试验对比分析元明粉的影响与拌合土的工程特性.结果表明:碱渣与粉煤灰混合后不同龄期的界限含水率和颗粒分析结果证实了两者之间存在化学作用;元明粉与碱渣中的Ca(OH)2和CaCl2发生瞬时化学反应,生成NaOH和CaSO4;粉煤灰受碱激发生成多种凝胶物质充填固体颗粒孔隙,提高土体结构胶结性;元明粉使碱渣拌合土的力学性能得到显著提高,且在掺量为0%~8%范围内,拌合土力学性能随着掺量增大呈现增大趋势;但拌合土抗冻性能差,建议加入少量水泥或NaOH活性剂来改善.

关键词: 碱渣 , 元明粉 , 路堤填垫 , 物理力学性能 , 化学反应

碱渣-粉煤灰基注浆液的制备及其影响因素研究

刘宇飞 , 刘春原 , 左丽明 , 庞云泽 , 赵献辉

硅酸盐通报

为了探索工业废料碱渣的利用途径,将其与粉煤灰按一定比例混合,并掺入水玻璃,制成一种注浆液,应用于矿山帷幕灌浆工程.设计9组正交试验和碱渣过筛范围试验,对影响因素进行了分析.结果表明:在选定的因素水平范围内,水玻璃浓度对抗压强度、流动度和终凝时间的影响最显著,碱渣、粉煤灰配比对结石率的影响最显著.碱渣过筛粒径小于2 mm、1 mm时,抗压强度基本相等;小于0.5 mm时,抗压强度提高约51%;小于0.25 mm时,抗压强度明显增大,提高约5倍.

关键词: 注浆液 , 碱渣 , 正交试验 , 影响因素 , 矿山帷幕

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