含超吸水聚合物的地质聚合物性能和微观结构

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangtianmei01
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地质聚合物的干燥收缩一直是限制其应用的主要原因,本文研究了超吸水聚合物(SAP)对粉煤灰基(F基)、粉煤灰-矿渣基(FS基)、粉煤灰-矿渣-硅灰基(FSS基)三种体系地质聚合物净浆的影响,重点关注掺加SAP后地质聚合物流动性、凝结时间、力学性能、干燥收缩和自收缩的变化,结合傅里叶红外光谱(FTIR)、压汞(MIP)、扫描电镜(SEM)和超景深显微镜等微观分析测试方法,探究SAP对地质聚合物的作用机理,为未来地质聚合物的大规模使用提供理论依据。研究结果表明,SAP的加入会降低地质聚合物的流动度,掺加额外水可以弥补流动度损耗,当额外水掺量为SAP质量的20倍时,SAP改性地质聚合物的流动度和对照组相近。三种体系地质聚合物中SAP的吸水性能大致相同。粉煤灰基和粉煤灰-矿渣基地质聚合物中,掺加SAP会降低地质聚合物凝结时间,随着额外水掺比增加,地质聚合物凝结时间增加,并且大于不掺加SAP的对照组。粉煤灰-矿渣-硅灰基地质聚合物的凝结时间会因掺加SAP而增加,并随额外水掺比增加继续增加。掺加SAP会降低地质聚合物的力学性能,当SAP掺量为0.3%时,补充适量的额外水可以通过改善流动度使地质聚合物的力学性能达到一个峰值,继续增加额外水掺比会使力学性能降低。掺加SAP和适量的额外水抑制了地质聚合物的干燥收缩,当SAP掺量为0.3%时,F基地质聚合物干燥收缩降低了27.5%,当SAP掺量为0.2%时,FS基地质聚合物干燥收缩降低了13%、FSS基地质聚合物干燥收缩降低了34.9%。孔结构分析的结果表明,SAP的加入会使地质聚合物的小毛细孔含量减小,使大毛细孔最可几孔径尺寸降低。而掺加过多额外水会使小毛细孔含量增大,使地质聚合物的干燥收缩增大。超景深显微镜下对大孔的分析结果表明,掺加SAP会使10μm以上的大孔含量增大,掺加额外水对大孔含量影响较小。SEM结果表明,地质聚合物中存在很多微米级别裂缝,这在SEM中体现为大毛细孔,大毛细孔含量的减少表明地质聚合物的微观开裂减少。FTIR的结果表明,SAP的内养护效果促进了地质聚合物的反应程度。
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