高強(qiáng)生態(tài)土膠結(jié)材HSESM.pdf

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1、第37卷第1期建筑技術(shù)開發(fā)Vo1．37，No．12010年1月BuildingTechniqueDevelopmentJan．2010eee《編譯文章《石＼石高強(qiáng)生態(tài)土膠結(jié)材HSESM朱航征編譯聚合土水泥是一種不同于傳統(tǒng)水泥的新型堿激發(fā)性膠表1粘土、粉煤灰和礦渣的化學(xué)組分結(jié)材。作為一種無機(jī)聚合物卻含有有機(jī)聚合物結(jié)構(gòu)。其主體積比／％材料要結(jié)構(gòu)為礬土硅酸鹽四面體，由離子鍵和共價(jià)鍵連接。這種SiO2A12O3Fe2O3CaOMgONa2O十K2OTiO2LOl結(jié)構(gòu)是這種材料具有優(yōu)越性能的重要原因。聚合土概念是粘土59．3214．175．941．181．684．140．791

2、2．61由法國科學(xué)家Davidovits(1991)提出的。這種新型材料是從溶解于堿性媒介物的偏離嶺土經(jīng)分解的單體再進(jìn)行聚合，以鍛燒59粘土．8815．255．341．131．143．85O．77l2．64形成一種新的結(jié)構(gòu)組織。按聚合土的分子結(jié)構(gòu)有三種晶體結(jié)構(gòu)形成，即：粉煤灰52．3626．49l1．861．34O．871．272．473．31PS型：(一Si一0一A1一)礦渣34．12l5．930．9235．948．920．732．720．14PSS型：(一Si—O—AI—O—Si)PSDS型：(一Si一0一Al一0一Si—O—S)磨細(xì)58再生粉．3220．17O．

3、787．15O．688．140．793．6l聚合過程包括無機(jī)物Al—si在高堿性條件下帶Si—O—A1一O聚合鍵的一項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)。其表達(dá)式如下：鍛燒59M[一(si—O)一Al—O]·wH2O(1)再生粉．1l21．32O．337l4O．588．120．792．6l式中：M=堿元素；破折號表示為鍵；=1．2或3；n：聚合程度。聚合土的化學(xué)組分與沸石相似，但前者具有非結(jié)晶形微表2HSESM混合物組分型結(jié)構(gòu)?；旌衔锝M分／(kg／m)根據(jù)Davidovits有關(guān)聚合膠結(jié)材的成功經(jīng)驗(yàn)本文作者以Na，O=l4．7％普通粘土為主材，開發(fā)出一種高強(qiáng)生態(tài)土膠結(jié)材。臺灣的普混合物鍛(燒鍛

4、粘燒土粉煤灰礦渣砂水N溶a0液HSi0：295％通粘土，A1：O，的含量在10％一16％范圍內(nèi)，為增加AIO，含編號再生粉)(10M)水=55．8％量，鍛燒時(shí)加入了粉煤灰或礦渣粉。首先將粘土無機(jī)物鍛燒(體積)至700％達(dá)4h，然后加入粉煤灰或礦渣粉，硅酸鈉和水，制成HS一110001000O090050120HSESM。HSESM的機(jī)械特性，其抗壓程度和抗彎程度已經(jīng)HS一21OO0OlOOO08505012O被確認(rèn)，齡期分別為7d、28d和90d。氯化物離子滲透性經(jīng)HS一37OO70oO6OO45050l2o標(biāo)準(zhǔn)ASTMC1202—97予以確認(rèn)。最后，每個(gè)齡期的試件經(jīng)

5、HS一47OO07006O040050120顎式破碎機(jī)破碎和磨細(xì)成粉，其A1：0和SiO的含量均較高，有利于HSESM的再利用。HS一5200000070050l2O1試驗(yàn)步驟RS一1(1000)l0000O90050l201．1材料RS一2(1000)O100008505012O經(jīng)粘土鍛燒達(dá)7o0。c、4h取得的活性Si—A1為主要材料。粉煤灰與礦渣粉的加入，主要是為了增加其SiO和RS一3(700)700O60045050l2OA1O，的含量。粉煤灰、礦渣粉及粘土鍛燒前后的化學(xué)組分RS一4(700)070060O4005012O見表1。1．2高強(qiáng)生態(tài)聚合土膠結(jié)材混

6、合物結(jié)晶狀態(tài)，其次，摻人粉煤灰或礦渣粉，增加鍛燒土的SiO：本次試驗(yàn)采用5種HSESM混合物和4種再生HSESM和A1O，含量；第三，隨之經(jīng)堿性氫氧化物介質(zhì)裂解固體網(wǎng)混合物(見表2)。HSESM的制備主要有4個(gè)步驟：首先，通格(Solidnetwork)產(chǎn)生可反應(yīng)型硅酸鹽和鋁酸鹽單體；第四，過加熱激發(fā)獲得確定的粘土無機(jī)物的活性，加熱溫度為硅酸鹽和鋁酸鹽單體經(jīng)聚合成為穩(wěn)定的聚合物網(wǎng)格，即形成新型材料HSESM。HSESM的晶體結(jié)構(gòu)見圖l。7o0℃，粘土無機(jī)物經(jīng)脫羥化反應(yīng)，使粘土呈非穩(wěn)定和接近非第37卷朱航征：高強(qiáng)生態(tài)土膠結(jié)材HSESM。第1期1．4抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)按不同試驗(yàn)

7、齡期將圓柱體試件從養(yǎng)護(hù)室內(nèi)移出，試驗(yàn)齡期分別為7d、28d和90d。100mm×200mm圓柱體試件按，(一)I(-1標(biāo)準(zhǔn)ASTMC39—04(2004)確認(rèn)每試驗(yàn)齡期的抗壓強(qiáng)度。。。一)‘I。小。。一’o7d齡期的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)由兩圓柱體試件進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果相II加，以計(jì)算的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。28d和90d的抗壓強(qiáng)度則以三次試驗(yàn)的平均值作為抗壓強(qiáng)度的結(jié)果。霹1．5抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)76．2mm×76．2mm×285．8mm試驗(yàn)梁按標(biāo)準(zhǔn)ASTMDPSPSS1632—96(1996)確認(rèn)各齡期的抗彎強(qiáng)度。試驗(yàn)齡期分別為圖IHSESM的晶體結(jié)構(gòu)7d、28d、90