论文部分内容阅读
碱激发地聚物是以铝硅酸盐材料为原材料,在碱性环境下被激发合成的新型无机聚合物材料。在地质聚合反应过程中,加入的碱激发剂不能完全被消耗,因此地聚物材料存在严重的泛碱问题,该问题成为限制其实际应用的因素之一。本论文利用XRF、BET、SEM、EDX、XRD等表征方法和泛碱试验、浸出试验等实验方法,探究了钠水玻璃激发矿渣基地聚物中Na+的迁移分布,讨论了不同n(M2O)/n(Al2O3)和 n(H2O)/nn(M2O)(M 为Na、K)对矿渣基地聚物泛碱的影响,比较了钠/钾水玻璃激发矿渣基地聚物的泛碱情况,并对泛碱产物进行表征分析。实验结论如下:(1)调节钠水玻璃激发矿渣基地聚物的水掺量,在n(H2O)/n(Na2O)增大过程中,地聚物的孔隙率和失水率逐渐增大,样品的钠含量从底部到顶端(蒸发端)整体表现增大趋势,不同高度位置的碱浸出率具有相似的变化规律,顶端钠含量最高且同时具有最大碱浸出率。n(H2O)/n(Na2O)增大促进Na+的迁移,顶端暴露于环境和延长养护时间对Na+的迁移也有一定程度的促进作用。(2)调节钠水玻璃掺量,逐渐增大n(Na20)/n(Al2O3),钠水玻璃激发矿渣基地聚物的抗压强度降低,收缩程度逐渐增大,孔径逐渐细化,孔隙率先减后增;调节水掺量,逐渐增大n(H20)/n(Na2O),抗压强度降低,收缩程度逐渐增大,孔隙尺寸先减小后略增大,孔隙率逐渐变大。钠水玻璃激发矿渣基地聚物发生严重泛碱,表面沉积大量白色粉末状、絮状物质,样品的泛碱程度随n(Na2O)/n(Al2O3)的增大先减弱后增强,随n(H2O)/n(Na2O)的增大而逐渐变弱。(3)调节钾水玻璃掺量,逐渐提高n(K2O)/n(Al2O3),钾水玻璃激发矿渣基地聚物的抗压强度先增后减,收缩程度增大,孔径分布更集中且孔径减小,孔隙率逐渐降低;调节水掺量,逐渐提高n(H2O)/n(K2O),抗压强度减小,收缩程度增大,孔径分布先变集中后又变宽,孔隙率先降后升。钾水玻璃激发矿渣基地聚物没有明显泛碱现象,冲洗泛碱试验样品后的溶液中,K+浓度随n(K2O)/n(Al2O3)的增大整体呈降低趋势,随n(H2O)/n(K2O)的变大而明显减小。(4)结合XRD、SEM以及EDX的表征结果发现,钠水玻璃激发矿渣基地聚物泛碱产生的白色物质主要是碳酸钠和碳酸氢钠,钾水玻璃激发矿渣基地聚物泛碱试验后只有少量物质析出,主要包括硫酸钾、碳酸氢钾和碳酸钙。使用钠水玻璃和钾水玻璃制备的地聚物表现出明显不同的泛碱行为,钾水玻璃作激发剂可以有效改善地聚物的泛碱问题。