矿渣-偏高岭土地聚合物早期凝结硬化性能研究(三)

 从表3可以看出，在碱-矿渣-偏高岭土胶凝体系中加入CaCl2 和Ca(NO3)2可大大缩短体系的凝结时间，随着掺量从0增加到3%，凝结时间迅速缩短。其中Ca(NO3)2掺量为3%时与未掺相比，凝结时间由265min缩短为103min，CaCl2掺量为3%时与未掺相比，凝结时间由265 min缩短为25min。这两种外加剂的加入对早期抗压强度的提高并无太大帮助，有些情况下抗压强度甚至有所下降，但是其强度仍然很高，远远大于普通路面材料所要求的强度。

2.3 普通硅酸盐水泥对地聚合物早期力学性能和凝结时间的影响
 为了研究普通硅酸盐水泥和碱含量对地质聚合反应的影响，本试验中内掺普通硅酸盐水泥0%,10%、15%、20%取代部分偏高岭土，矿渣掺量不变，仍为25%,激固比分别为0.5、0.6、0.7，水玻璃模数采用1.4，胶砂比1:1，水灰比0.38，试验结果如表4：
 
 表4.普通硅酸盐水泥对地聚合物早期力学性能的影响
 Tab.4 the influence of Portland cement to the early mechanical properties of geopolymer

编号 
 激固比 
 水泥掺量 8h 1d 3d
    抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa
G1 0.5 0% 2.10 10.6 5.65 32.3 7.90 53.5
G2 0.5 10% 3.70 27.0 5.10 41.8 5.13 42.3
G3 0.5 15% 3.75 28.5 5.35 40.4 5.41 42.0
G4 0.5 20% 3.74 27.1 4.35 37.4 4.32 43.4
G5 0.6 0% 3.02 12.6 4.98 35.5 8.12 65.0
G6 0.6 10% 3.55 31.3 4.65 51.5 4.70 52.1
G7 0.6 15% 3.30 31.4 4.25 49.8 4.21 49.5
G8 0.6 20% 2.85 30.0 4.00 42.7 4.03 43.0
G9 0.75 0% 2.74 10.5 3.05 31.5 4.57 59.5
G10 0.75 10% 3.65 29.5 5.60 43.5 5.72 45.8
G11 0.75 15% 4.25 30.0 4.85 38.5 4.82 39.4
G12 0.75 20% 4.00 30.1 4.83 38.5 4.87 38.7
 
由表4可知:
（1）普通硅酸盐水泥的掺入可以明显提高地聚合物8h力学强度，这对路面快速修补材料所需要的小时强度是非常重要的，水泥的掺入能大幅提高地聚合物早期力学强度的原因可能是因为普通硅酸盐水泥中含有大量的β-C2S,β-C2S的晶体结构是由[SiO4]4-四面体和Ca2+离子组成的[8]，在碱度合适的情况下，[SiO4]4-四面体对地质聚合反应的进程有较大的促进作用[4]，而水玻璃对C2S的水化也有很好的促进作用。在表2中3种激固比条件下试件8h力学强度随水泥掺量增大有一个先增大后下降的趋势，不同激固比条件下有一个最佳的水泥掺量能更好地提高体系的强度。由上述可知试件8h力学强度的提高并不简单地是由水泥水化提供的，水泥和碱对地聚合物的反应进程有一个交互的影响，具体影响机理有待进一步研究。

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