【摘 要】
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地聚合物是一类新型胶凝材料,具有化学稳定性好、早期强度高、绿色节能环保等特点。但其大规模的应用仍然受到养护条件的限制,地聚合物反应与常规的热固化材料一样,养护温度对于其聚合反应有一定的影响,在反应初期升高温度能够加速硅铝材料快速溶解-聚合,从而影响它的性能。本文针对偏高岭土基地聚合物进行了不同养护方式下的制备及其性能研究,主要包括升温养护和电养护,主要工作和研究成果如下:(1)研究了在不同养护温度
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地聚合物是一类新型胶凝材料,具有化学稳定性好、早期强度高、绿色节能环保等特点。但其大规模的应用仍然受到养护条件的限制,地聚合物反应与常规的热固化材料一样,养护温度对于其聚合反应有一定的影响,在反应初期升高温度能够加速硅铝材料快速溶解-聚合,从而影响它的性能。本文针对偏高岭土基地聚合物进行了不同养护方式下的制备及其性能研究,主要包括升温养护和电养护,主要工作和研究成果如下:(1)研究了在不同养护温度(20℃、60℃和90℃)下,早高强地聚合物的制备及其性能,并通过微观形貌变化、压汞试验分析(MIP)和化学组成变化解释了地聚合物在不同养护温度下力学强度变化的原因,结果表明,在60℃养护温度下抗压强度和抗折强度达到最好。(2)对偏高岭土基地聚合物浆体进行了电养护,通过微观形貌变化和化学组成变化来解释地聚合物在不同电压下温度变化的原因。研究发现,随着电压的增大,电流增大,试样温度逐渐升高,尤其是在交流电压为9V时,电养护时间在15min时地聚合物试样内部温度就可以增加到115℃;但压汞试验分析表明随着电压增大平均孔径逐渐增大,主要是因为温度过高,溶解出的硅铝单体迅速聚合成凝胶,包裹在未反应的偏高岭土上,会阻碍偏高岭土的溶解从而导致后期反应无法进行,孔径变大。(3)交流电养护后的偏高岭土基地聚合物,研究发现随着交流电压的增大,地聚合物试样的内部温度峰值增高,峰值达到时间减小,抗压强度升高,交流电压为5V时抗压强度与常温养护相比增加了36%,与同时间烘箱养护相比增加了32%。在微观结构上随着交流电压的增大,凝胶结构致密,孔隙较少,碳纤维与凝胶界面之间粘接很好;FTIR分析表明随着交流电压增大,Si-O-Si键和Si-O-Al键不对称拉伸和振动,波长向更低方向移动导致抗压强度升高。
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