地質(zhì)聚合物混凝土特性及應(yīng)用

地質(zhì)聚合物混凝土特性及應(yīng)用摘要：隨著城市化進程的發(fā)展，對于水泥的需求量不斷的增加。但是，由于石灰石的儲量有限，水泥的生產(chǎn)技術(shù)進步的不足，目前供需矛盾增加。同時，在可持續(xù)發(fā)展的背景下，水泥的生產(chǎn)和制作也提出了更高的要求。地質(zhì)聚合物混凝土作為一種替代水泥的建筑材料，具有固化的時間短、抗壓能力強，耐火性高的特點?；诖耍疚母鶕?jù)地質(zhì)聚合物混凝土的發(fā)展，闡述了固化興趣、粘結(jié)強度等內(nèi)容，對地質(zhì)聚合物混凝土展開了研究和討論，豐富了相關(guān)理論。關(guān)鍵詞：混凝土；地質(zhì)聚合物；耐火性近年來，地質(zhì)聚合物由于凝固期短、抗壓強度高、滲透性低、阻燃性強，已成為普通拋光水泥的優(yōu)良替代品，并用于建筑材料、阻燃涂料、纖維復(fù)合材料，以及處理各類化學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢物。地質(zhì)聚合物的處理原理是基于堿性溶液中份子反應(yīng)以此來激活和聚合鋁硅酸鹽，因此，聚合物混凝土的生產(chǎn)效率在很大程度上取決于硅酸鋁的基型和資源。與普通硅酸鹽水泥（OPC）或石灰水泥不同，地質(zhì)聚合物采用高堿性冷凝法獲得抗壓強度。1.地質(zhì)聚合物的硬化性能首先，地質(zhì)聚合物的抗壓強度非常好，彈性等力學(xué)的性能相比活化劑強度、固化時間等等都會對其強度產(chǎn)生一定的影響。目前的研究表明了地質(zhì)聚合物的抗壓強度在30-80帕之間，粘結(jié)強度為100--250mm。其次，如果是在900度左右的高溫背景下，液體的固化時間在0.18h左右。此時的地質(zhì)聚合物混凝的強度就會有所降低，保溫的溫度在24小時左右。針對地質(zhì)聚合物的混凝土而言，抗壓的強度是能夠根據(jù)壽命的使用情況來進行判定的。綜合各類的強度目標(biāo)，一般都是在80mpa以內(nèi)。再次，粉煤聚合物的斷裂強度高于OPS水泥，因為聚合物填料和泥形成緊密界面，彈性模量隨地質(zhì)聚合物抗壓強度的提高而增大。一般來說，在地質(zhì)聚合物混凝土中，填料與基質(zhì)之間的過渡帶最小，在荷載作用下通常會出現(xiàn)微裂縫，因此有必要對過渡區(qū)進行檢查。地質(zhì)聚合物的顯微結(jié)構(gòu)與固化污泥不同.普通混凝土邊界過渡區(qū)的高孔隙度有利于氯化物、氧、硫酸鹽等物質(zhì)滲入其結(jié)構(gòu)。同時，在活性溶液中加入0.5m可溶性硅酸鹽，可加速硅溶入高嶺土或鈉長石的過程，刺激富含鋁硅酸鹽的表面形成。粉煤灰是一種高山土壤溶液，氫氧化鈉溶液被激活，在整個硅鋁的表面就會形成硅鋁與聚合物的實際界面比值，如果在沒有進入可溶性的硅酸鹽的情況下就會形成沉積的界面，高濃度的堿性金屬就會形成二氧化硅與地質(zhì)聚合物混凝土形成的固態(tài)狀態(tài)，以此其效果就顯得不佳，無法有效的提高整個性能。地質(zhì)聚合物與鋼筋的粘結(jié)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力取決于混凝土與鋼筋的連接，強制作用機理影響鋼筋深度，進而影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力、孔徑和裂縫距離。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，混凝土與鋼筋界面的比應(yīng)力很重要。鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度取決于混凝土的強度、厚度、形狀。由于骨料與地聚體混凝土之間的抗拉強度高，且邊界跨越密度大，因此聚合物混凝土在地面的粘結(jié)強度高于普通混凝土的OPS。此外，由于聚合物填料與水泥漿之間的抗拉強度和界面過渡密度較高，聚合物的粘結(jié)強度高于OPS混凝土。地質(zhì)聚合物耐火性普通的OPS混凝土通常具有良好的耐火性能，但在800--1000°C時，由于內(nèi)部結(jié)晶水合物脫水，填料類型和滲透率、殘余強度一般大于20%-30%。地質(zhì)聚合物在高溫的狀態(tài)下還能夠保持良好的阻燃性能，其原理在于結(jié)構(gòu)當(dāng)中的高分散納米，能夠運用物理及化學(xué)的方法將水汽的蒸發(fā)結(jié)合，但是不會破壞內(nèi)部的硅酸鹽鋁。與此同時，在于偏高嶺土以及鈉激發(fā)劑相比，偏高嶺土以及鉀激發(fā)劑的制備下的地質(zhì)聚合物混凝土具有更強的耐高溫性能。因為隨著硅鋁比（＞1.5）的增加，集料的抗折減量減小，當(dāng)集料粒徑大于10mm時，集料具有良好的耐環(huán)境溫度和耐高溫性能（800C）。在850C的抗壓強度為40--100兆帕的情況下，不會剝離基于粉塵的地質(zhì)聚合物表面。但在相同的抗壓強度和溫度下，由于粉煤漿、地質(zhì)聚合物的孔隙度增大，其阻燃裂縫性能高于混凝土的OPC。地質(zhì)聚合物混凝土耐久性5.1地質(zhì)聚合物混凝土碳化二氧化碳與混凝土中的氫氧化鈣和水硅酸鈣凝膠發(fā)生反應(yīng)，形成碳酸鈣等物質(zhì)，使混凝土堅硬易碎，降低了混凝土的pH值。如果炭化深度過大，鋼筋表面的鈍化膜會在混凝土內(nèi)部分解，鋼筋會上升。地質(zhì)聚合物制成的碳化混凝土的機理與傳統(tǒng)混凝土不同.在含鈣地質(zhì)聚合物中，由于地質(zhì)聚合物混凝土是由于堿性水泥中的凝膠反應(yīng)而來的，在大多數(shù)的堿性礦渣水泥中需要采用聚合產(chǎn)物的方法來進行生產(chǎn)。而對于低鈣的地址聚合物混凝土而言，需要將頁巖與碳酸鹽離子進行有機的結(jié)合，并能夠進行緩慢的步入。在整個過程中，碳化物的變化是空隙溶液轉(zhuǎn)化為高濃度的碳酸氫鈉，對于微觀而言，變化并不大。堿性活性渣的抗碳化能力取決于活化劑的類型，如果使用NaSO3作為堿性活化劑，碳化后樣品的強度會明顯降低。如果使用NaOH作為堿性活化劑，由于活性渣后S-SH水合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)不同，目前的加速碳化物試驗不能正確評價地質(zhì)聚合物的碳化物強度，因此有必要發(fā)展一種準(zhǔn)確、快速的地質(zhì)聚合物碳性能評價方法。5.2地質(zhì)聚合物混凝土抗凍性混凝土結(jié)構(gòu)位于變正、變負(fù)溫度環(huán)境中，混凝土內(nèi)部含水量高，易受霜凍影響。由于我國的地理經(jīng)緯度跨度比較大，各個地區(qū)的溫差較大。因此，在混凝土的施工過程中，主要是防范整個冷凍性，特別是在北方、東北地區(qū)，為了能夠保證混凝土的安全穩(wěn)定需要，需要進行耐寒性的測試，以此來能夠為混凝土的未來使用打下基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對地聚體混凝土的抗凍性能進行了研究，取得了一些成果。經(jīng)過研究表面，地質(zhì)聚合物混凝土與普通的水泥相比而言，由于聚合物的多孔結(jié)構(gòu)不同，其溶液能夠在沉積物當(dāng)中混滿有序的進行凝結(jié)。這時，由于地質(zhì)聚合物的孔較多，而普通的硅酸鹽水泥的空隙率較大，在循環(huán)多次以后，對于粉煤渣的影響較大。因此，在學(xué)者總結(jié)以后，能夠看到彈性的模量是低于12%的，質(zhì)量損失小于6%。這主要是由于C-S-H結(jié)構(gòu)對稱致密，鈣硅比低，無鈣硅酸鋁和沸石含量低，使混凝土難以滲水。其質(zhì)量損失小，表面完整，但循環(huán)后抗壓強度略低于標(biāo)準(zhǔn)28天試樣，具有良好的抗凍性。5.3地質(zhì)聚合物混凝土堿-集料反應(yīng)堿性骨料反應(yīng)是水泥、添加劑等混凝土組分在潮濕環(huán)境中緩慢膨脹導(dǎo)致混凝土破壞破壞的反應(yīng)。堿性骨料反應(yīng)是影響硅酸鹽水泥耐久性的主要問題之一，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)明顯的膨脹和裂縫形成。地質(zhì)聚合物混凝土作為硅酸鹽水泥替代的耐用水泥材料，引起了眾多科學(xué)家的關(guān)注，地聚合物混凝土的加料系統(tǒng)對堿骨料反應(yīng)有重要影響。實際上，早期反應(yīng)產(chǎn)生的粉煤灰磨細(xì)聚合物混凝土骨料在骨料附近形成致密的粘結(jié)結(jié)構(gòu)，防止骨料發(fā)生堿性反應(yīng)。地質(zhì)聚合物混凝土的膨脹率僅為0.10%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)。高硅酸鹽、高硅酸鹽骨料、足夠的堿（鈉或鉀）和足夠的水是堿性骨料反應(yīng)的必要條件。然而，對于地聚合物混凝土而言，一方面，由于地聚合物混凝土中的鈣含量低，催化堿性骨料反應(yīng)和低性能，低鈣硅比和富鋁有效結(jié)合堿性物質(zhì)，防止堿性骨料反應(yīng)。另一方面，聚合前后地聚合物的含水量基本相同，僅對硅鋁相的溶解、硅鋁化合物的離子轉(zhuǎn)移和水解起中間作用。因此，粉煤灰底聚合物混凝土的堿礦渣具有良好的耐堿性。結(jié)束語綜上，地質(zhì)聚合物混凝土在建筑材料未來的應(yīng)用中具有巨大的潛力。因此，在具體的設(shè)計和研究中需要考慮固化的反應(yīng)性的問題、結(jié)構(gòu)的耐久性、穩(wěn)定性以及引發(fā)的安全性問題。如何能夠加強材料以及地質(zhì)聚合物混凝土的防腐蝕問題，改善整體結(jié)構(gòu)都是需要研究的重點內(nèi)容之一。目前來看，地質(zhì)聚合物混凝土的應(yīng)用還存在一定的時間，需要進一步的改善，以此來實現(xiàn)資源能源的可持續(xù)性使用。參考文獻：譚弘,孫林柱.地質(zhì)聚合物混凝土原材料研究進展[J].化工新型材料，2021,49(S1):256-259.王璐瑤，姚絲思.地質(zhì)聚合物混凝土特性及應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2019,39(23):12