2023年8月3日发(作者：)

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公路&

Automotive Applications与 汽运总第177期激发剂模数及活性对偏高岭土基

地聚物强度的影响研究<陈治坤1，崔潮1，赵建伟1，肖斌1，彭晖12(1.长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙 410004;2.长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室，湖南长沙 410004)摘要：地聚物的强度是由激发剂外部影响因素及其原料内在矿物组成共同作用的结果。文中

采用煅烧后的6种偏高岭土及4种不同激发剂模数水平制备地聚物，分别研究激发剂模数及偏高

岭土活性对地聚物强度的影响，并建立强度与激发剂模数及偏高岭土活性的相关性数学模型。结

果表明，激发剂模数增大，同类型地聚物强度降低；激发剂模数相同的条件下，偏高岭土活性增大，地聚物强度提高。关键词：公路；地聚物；激发剂模数；偏高岭土活性；抗压强度

中图分类号：416.1

U文献标志码：A

文章编号：1671 — 2668(2016)06 — 0076 — 04地聚物是指含大量活性氧化铝和氧化硅的天然

矿物在激发剂作用下发生地质聚合反应所生成的硬

质高强的聚合物。地质聚合物最早是由偏高岭土和

碱性激发剂为主要原料，在温度环境为20〜强度的最重要因素，因而寻求不同硅铝酸盐矿物自

身的差异与固化温度之间的关系，并找到通用的关

联模型尤为重要。针对现有研究的不足，为了保证内部其他因素

不为变量，该文以2种高岭土煅烧后得到的6种偏

高岭土为原料，采用4种不同激发剂模数水平制备

地聚物，通过抗压强度测试分别研究激发剂模数及

偏高岭土活性对地聚物强度的影响，并建立强度与

激发剂模数及偏高岭土活性间的数学模型用于地聚

物强度快速定量判断。120

的条件下硬化成型，经过一系列复杂的物理化学反

应所生成的与陶瓷性能类似的新型材料，其拥有和

普通水泥共同的性质，也拥有比普通水泥更加优异

的性能，在未来有可能在公路及桥梁建设中部分取

代水泥，是一种绿色环保的胶凝材料。现有研究表明，地聚物力学性能的差异主要是

由激发外部因素及其内在活性因素共同作用的结

果。在地质聚合反应过程中，不同的激发剂模数会

对地聚物的物相组成和微观结构等产生较大影响，

进而使地聚物的力学性能表现出较大差异。Kang、Lyu

Syuan-Jhih等认为激发剂浓度及激发剂

模数(SiOz/NazO)是地聚物性能的关键影响因素。

GaoKang等通过试验发现，提高激发剂浓度会使偏

高岭土基地聚物的凝结时间延长，但孔隙率会相应

降低；Lyu

Syuan-Jhih等认为地聚物的强度会随着

改性水玻璃模数的减小而持续增大。上述学者对于

激发剂模数对地聚物力学性能影响的研究结论并不

统一，关键在于硅铝酸盐矿物本身的来源不同导致

地聚物在相同激发剂条件下也表现出较大差异。 而

硅铝酸盐自身的活性即AI2

O3的百分含量是影响其 *Gao

1试验方案1.1试验原料原状高岭土并不能被强碱性激发剂激发而发生

地质聚合反应，但经过适当高温煅烧后的高岭土可

打破其层间结构而具备火山灰活性，能被强碱性激

发剂激发而制备出地质聚合物。因此，将和ShanXi

DevoUte两种高岭土分别置于马弗炉中，分别在

600、700、800

C 条件下煅烧 12

h,得到

ShanXi —

600^ShanXi—700^ShanXi — 800 和

Devolite — 600、

Devolite—700^Devolite — 800

6 种偏高岭土。其中

ShanXi高岭土产自山西省大同市，Devolite高岭土

由法国Imerys公司提供。采用X衍射光谱仪

(XRF)分析确定偏高岭土的矿物组成，结果见表1。K*基金项目：国家自然科学基金资助项目（51578078)长沙市科技计划项目（1508020 — 31)长沙理工大学土木工程优势特

色重点学科创新性项目（16ZDXK10)