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1、第29卷第1期硅酸盐通报Vo.l29No.12010年2月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYFebruary,2010赤泥/粉煤灰免烧矿物聚合物材料的制备和强度李文娟,龚猛,黄朝晖,房明浩,刘艳改(中国地质大学(北京)材料科学与工程学院,北京100083)摘要:以赤泥、粉煤灰为主要原料,采用水玻璃作为碱激发剂,制备出一种具有较高早期强度的免烧成矿物聚合物胶凝材料。通过实验初步探讨了碱激发剂对该矿物聚合物强度发展的影响。利用合适配比的赤泥/粉煤灰胶凝材料作为基质原料,用细沙作骨料,制成了一种赤泥/粉煤灰基矿物聚合物免烧材料
2、。当赤泥的加入量在60%~70%范围时,各组试样的3d抗压强度均在10MPa以上,符合非承重墙体建筑材料的强度MU10级要求。同时本文还对该矿物聚合物材料中胶凝反应机理进行了初步探讨。关键词:矿物聚合物;赤泥;免烧成;抗压强度;凝胶机理中图分类号:TU423文献标识码:A文章编号:100121625(2010)0120038205PreparationandCompressiveStrengthofRed2mudandFlyAshBasedNon2sinteringGeopolymerLIWen2juan,GONGMeng,HUANGZhao2hui,F
3、ANGMing2hao,LIUYan2gai(SchoolofMaterialsSciencesandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China)Abstract:Thehighearlycompressivestrengthgeopolymerispreparedbyusingred2mudandflyashasthemainrawmaterials,addingsuitablewaterglassasalkaliexcitingagen.tInfluence
4、ofalkaliexcitingagenttothedevelopmentofcompressivestrengthofthesampleswasdiscussedinthispaper.Thenon2sinteringmaterialswerepreparedbyusingsilversandastheaggregatecementingwithred2mudandflyashgeopolymer.Whenaddingamountsofred2mudarebetween60%270%,thecompressivestrengthofallsamples
5、inthethirddayishigherthan10MPa,theysatisfythedemandofMU10highqualityforfree2bearingwallboardmaterials.Themechanismofcementingreactionisalsodiscussedbriefly.Keywords:geopolymer;red2mud;non2sintering;compressivestrength;reactionmechanism1引言矿物聚合物的概念最早来源于1978年,由JosephDavidovits提出。它原指
6、由地球化学作用或矿物聚合[1]反应形成的铝硅酸盐矿物聚合物。随着国内外学者的不断研究,这一概念逐渐发展演变为:矿物聚合物是由硅氧四面体和铝氧四面体以顶角相连而成具有不规则三维网状结构,碱金属阳离子和碱土金属阳离子[2]填充网络空隙而形成的非晶态至半晶态的网络凝胶体。矿物聚合物胶凝材料是一种新型的无机非金属[3,4][3]高聚合胶凝材料,它具有良好的粘结性、可塑性以及快硬早强的特性。其生产原料来源广泛,天然硅酸盐矿物或者含有硅酸盐矿物的工业固体废弃物都可以用来制备矿物聚合物。采用工业固体废弃物如矿基金项目:国家自然科学基金项目(No.50774069)资助
7、作者简介:李文娟(19872),女,学士.主要从事耐火材料方面的研究.通讯作者:黄朝晖.E2mai:lhuang118@cugb.edu.cn第1期李文娟等:赤泥/粉煤灰免烧矿物聚合物材料的制备和强度39渣、赤泥、粉煤灰、煤矸石和尾矿等制备的矿物聚合物材料及制品,具有生产能耗低,生产成本低,在获得优良性能制品的同时实现对工业固体废弃物的有效利用。因此矿物聚合物被认为是21世纪最具有发展潜力的[1,2]绿色胶凝材料。赤泥是氧化铝生产中用碱浸出铝土矿以后的浸出渣。随着国内铝工业规模的不断发展,我国每年赤泥排放量越来越大,赤泥的堆存会占用大量的土地,赤泥随雨水
8、进入土壤会引起土壤的盐碱化,同时还会污染地下水,对生态环境造成一定影响;露天堆放
