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1、2017年第6期混凝土与水泥制品2017No.66月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSJune高抗盐地聚合物特种胶凝材料设计及制备研究李智超,赵亮,马涛,庄静(江苏省建筑工程质量检测中心有限公司,南京210028)摘要：采用矿渣为主要原料,以硫酸钠为中性钠盐,再掺入由水泥熟料、碳酸钠、铝酸钠三种物质构成的复合掺料,制备高抗盐地聚合物特种胶凝材料。利用正交设计方法对复合掺料的各组分进行组合,再与各水平的硫酸钠交叉设计试验配比,以抗折、抗压强度为指标,通过极差分析得出最佳配比,并对制得的高抗盐地聚合物特种胶凝材料的基本物理性
2、能、水化硬化机理以及抗化学侵蚀性能进行了研究。关键词：地聚合物；矿渣；碱性激发剂；抗侵蚀性能Abstract:Inordertopreparehighsaltresistancegeopolymerspecialcementingmaterials,theslagisusedasthemainrawmaterial,sodiumsulfateasneutralsodiumsalt,thencompoundadmixturesareaddedwhicharemadeupofce-mentclinker,sodiumcarbonateandsodiu
3、maluminate.Theexperimentalformulabyorthogonalexperimentisdesigned,andtheoptimumratiobyusingrangeanalysisbasedontheresultofcompressiveandflexuralstrengthisobtained.Andthecharacteristicsofhighsaltresistancegeopolymerspecialcementingmaterialsarestudied,suchasthebasicphysicalprop
4、erties,hydrationhardeningmechanismandchemicalcorrosionresistance.Keywords:Geopolymer;Slag;Alkali-activator;Erosionresistance中图分类号：TU528.01文献标识码：A文章编号：1000-4637(2017)06-24-040前言1试验[1]地聚合物是一类新型的高性能无机聚合物材1.1原材料料,是碱激活胶凝材料中最具前途的一类。其特殊本试验中采用的粒化高炉矿渣来自武汉钢铁[2]的无机缩聚三维氧化物网络结构,使得地聚合物有限公司
5、,化学成分见表1。水泥为42.5级普通硅材料具有良好的高温性能和机械性能；另一方面,酸盐水泥熟料。分析纯硫酸钠、分析纯碳酸钠、化学地聚合物材料制造过程中的能耗和三废排放量都纯铝酸钠均由国药集团化学试剂有限公司生产。非常低,材料对环境友好并且可以很好地被回收再1.2研究方法[3]利用,是一种可持续发展的绿色节能建筑材料。考虑到中性钠盐和复合掺料是影响高抗盐地地聚合物的原料一般为铝硅酸盐玻璃体结构聚合物特种胶凝材料性能的独立因素,而水泥熟的工业废渣(矿渣、钢渣、粉煤灰、磷渣、赤泥、煤矸料、碳酸钠、铝酸钠是影响复合掺料作用的独立因石等)、天然黏土矿物(
6、高岭石)、铝硅酸盐尾矿(长素,因此确定了如下试验方案：先把复合掺料的各[4]石类矿物)、碳酸盐矿物等。本课题中选用矿渣为组分按正交设计方法进行组合,再根据各水平的中主要原料,通过单掺、复掺及变化掺量等大量探索性钠盐与复合掺料交叉来确定配方,进行试验。试验,最终筛选出水泥熟料、碳酸钠、铝酸钠三种物由前期探索性试验确定的中性钠盐及复合掺质组合成高抗盐地聚合物特种胶凝材料的复合掺料各组分的水平如表2所示。料。该复合掺料与硫酸钠及矿渣组成的碱性水泥浆根据正交设计方法,按表2中的水平,选择正[5-6]4体具有优异的物理性能,其硬化体具有高强度和交表L9(3
7、)对复合掺料进行正交组合,结果见表3。高耐久性。同时,这三种物质组成的复合掺料不含按照表3中复合掺料的正交组合方式,再将其有对人体有害的物质,也不含有氯离子,对钢筋无与不同水平(见表2)的中性钠盐——硫酸钠的掺量锈蚀作用,且成本较低,原材料丰富。(3.4%、4.9%、6.4%)相组合,即为需进行试验的配表1矿渣的化学成分%SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3TiO2MnO烧失量33.4212.861.2938.248.030.960.282.150.920.571.28-24-李智超,赵亮,马涛,等高抗盐地聚合物特种胶凝材
8、料设计及制备研究表2影响胶凝材料性能的主要因素水平表%起创立的高碱度溶液环境,充分地激发了矿渣的潜在水硬活性,使水泥浆硬化体具有高强度；
