粉煤灰地聚物反应体系下的反应影响因素分析

陈晨¹，程婷²，贡伟亮³，翟建平⁴，张敏特⁵

1. 江苏科技大学环境与化学工程学院2. 江苏城市职业学院环境与生态学院3. 美国天主教大学玻璃态实验室4. 南京大学环境学院污染控制与资源化国家重点实验室5. 江苏科技大学深蓝学院

摘 要：以粉煤灰基地质聚合物为研究对象,研究了粉煤灰在地聚物反应体系下的反应影响因素。主要研究内容有:反应时间、反应温度和反应碱浓度对反应过程及宏观强度的影响及相关反应机理。结果表明:在反应中后期,粉煤灰反应速率明显下降而此时地聚物的宏观性能反而呈现最大值。以75℃为例,反应时间从24h延长到672h的过程中,反应程度仅从20.8%增加到了32.4%,平均反应速率仅为0.0179%/h,而此时样品的抗压强度则从1.31MPa增加到了7.98 MPa;在地聚物反应体系下,反应产物为无定形的硅铝胶凝体,该物质的致密程度与地聚物宏观性能直接相关;温度的升高可有效提高粉煤灰的反应速率及地聚物的宏观性能,促进无定形胶凝体的形成和硬化。反应24h,75℃下的反应程度和抗压强度可以达到20.8%和1.31 MPa,而同期35℃下的反应程度只能达到7.8%且尚未形成宏观强度;碱浓度的变化不仅可影响反应速率和宏观性能,还可改变粉煤灰在地聚物反应体系下的最终反应程度,在反应温度为75℃和50℃时,10 mol/L体系下672h的反应程度比5 mol/L体系分别高了90%和28.6%。

关键词：粉煤灰;地聚物;反应时间;反应温度;反应碱浓度;