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[1]鲁博文,羿庄城,吴艳光*,等.几种填料对偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物的增强改性[J].武汉工程大学学报,2020,42(03):293-297.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.201909013]
　LU Bowen,YI Zhuangcheng,WU Yanguang*,et al.Reinforcement and Modification of Metakaolin-Fly Ash Based Geopolymer with Several Fillers[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2020,42(03):293-297.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.201909013]
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几种填料对偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物的增强改性(/HTML)
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
42
期数:
2020年03期
页码:
293-297
栏目:
材料科学与工程
出版日期:
2023-03-14

文章信息/Info

Title:
Reinforcement and Modification of Metakaolin-Fly Ash Based Geopolymer with Several Fillers
文章编号:
1674 - 2869（2020）03 - 0293 - 05
作者:
鲁博文1; 羿庄城1; 吴艳光*1; 王文俊2; 张佳夫2
1. 武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430205；2. 中国汽车工业工程有限公司，天津 300113
Author(s):
LU Bowen1; YI Zhuangcheng1; WU Yanguang*1; WANG Wenjun2; ZHANG Jiafu2
1. School of Materials Science and Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China；2. Automotive Engineering Corporation，Tianjin 300113，China
关键词:
地质聚合物; 填料; 钛酸钾晶须; 抗压强度; 耐热性能
Keywords:
geopolymer; filler; potassium titanate whisker; compressive strength; heat resistance
分类号:
TU528
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.201909013
文献标志码:
A
摘要:
为提高地质聚合物（GP）的力学强度，制备了含钛酸钾晶须、磷酸钙（β-TCP）、羟基磷灰石（HAP）和碳纳米管（CNTs）增强填料的偏高岭土-粉煤灰基GP复合材料，对其进行了抗压强度测试，并且采用了扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪以及热重分析仪分别表征了其微观形貌、结晶形态、化学组成以及耐热性能。研究结果表明，由钛酸钾晶须、β-TCP、HAP和CNTs增强的GP的最大抗压强度分别可达71.97，65.10，70.98，67.02 MPa。比纯GP的最大抗压强度（56.91 MPa）分别提高了26.46%，14.39%，24.72%，17.76%。SEM表征显示，加入增强填料后，GP试样断面裂缝大大减少，结构也比纯GP更密实，这有利于提高GP的抗压强度。此外，2%质量分数的钛酸钾晶须能使GP的热失重率降低22.7%，有效地提高了GP的耐热性能。
Abstract:
To improve the mechanical strength of geopolymer（GP），metakaolin-fly ash based GP composites were prepared using potassium titanate whiskers，calcium phosphate，hydroxyapatite and carbon nanotubes as reinforcing fillers. The compressive strength of the composites was tested and their micromorphology，crystalline morphology，chemical composition and heat resistance were characterized by scanning electron microscopy（SEM），X-ray diffraction，Fourier transform infrared spectroscopy and thermogravimetric analyzer. The study results show that the maximum compressive strength of GP reinforced by potassium titanate whisker，calcium phosphate，hydroxyapatite and carbon nanotubes can reach 71.97，65.10，70.98 and 67.02 MPa，respectively. Compared with pure GP，the corresponding values （56.91 MPa） were improved by 26.46%，14.39%，24.72% and 17.76% respectively. SEM show that the fracture in the section of GP samples significantly reduce and the structure is more compact than that of pure GP after adding the reinforced fillers，which is conducive to improving the compressive strength of GP. In addition，potassium titanate whisker with 2% mass fraction can reduce the thermal weight loss of GP by 22.7%，which effectively improves the thermal resistance of GP.

参考文献/References:

［1］　赵建伟，崔潮，戈娅萍，等. 地质聚合物的土木工程耐久性能的研究进展［J］. 硅酸盐通报，2016，35（9）：2832-2840. ［2］　BAI T， SONG Z G， WANG H， et al. Performance evaluation of metakaolin geopolymer modified by different solid wastes［J］. Journal of Cleaner Production，2019，226：114-121. ［3］　KRIVENKO P，KOVALCHUK G， PALOMO A， et al. Fly ash based geocements：genesis of microstructure and properties at hydration-dehydration process［M］// BRANDT M A ，LI V C，MARSHALL I H. Brittle Matrix Composites 8. Cambridge：Woodhead Publishing Limited，2006：55-64. ［4］　LI W M，XU J Y. Mechanical properties of basalt fiber reinforced geopolymeric concrete under impact loading ［J］. Materials Science & Engineering A，2009，505（1/2）：178-186. ［5］　LI Z J，ZHANG Y S，ZHOU X M. Short fiber reinforced geopolymer composites manufactured by extrusion ［J］. Journal of Materials in Civil Engineering，2005，17（6）：624-631. ［6］　柴倩，张耀君. 水镁石纤维增韧炉底渣基地质聚合物的制备和增韧机理［J］. 硅酸盐通报，2018，37（11）：3392-3397. ［7］　SAAFI M，ANDREW K，TANG P L，et al. Multifunctional properties of carbon nanotube/fly ashgeopolymeric nanocomposites ［J］. Constructionand Building Materials，2013，49：46-55. ［8］　阚鑫禹，薛平，贾明印，等. 聚乙烯醇改性地质聚合物复合材料的性能研究［J］. 矿产综合利用，2018（3）：125-128. ［9］　PUERTAS F， AMAT T， FERN?NDEZ-JIM?NEZ A，et al. Mechanical and durable behaviour of alkaline cement mortars reinforced with polypropylene fibres ［J］. Cement and Concrete Research，2003，33（12）：2031-2036. ［10］　LI Y，ZHANG X G，CUI Y X，et al. Anti-corrosion enhancement of superhydrophobic coating utilizing oxygen vacancy modified potassium titanate whisker ［J］. Chemical Engineering Journal，2019，374：1326-1336. ［11］　李轩泽，舒莉萍，陈娇，等. 藻酸盐-羟基磷灰石-聚乙二醇复合水凝胶支架的制备及其生物相容性［J］. 中国组织工程研究，2019，23（26）：4230-4236. ［12］　王顺风，马雪，张祖华，等. 粉煤灰-偏高岭土基地质聚合物的孔结构及抗压强度［J］. 材料导报，2018，32（16）：2757-2762. ［13］　张秀芳，徐世烺. 不同软化曲线形状对裂缝扩展阻力GR曲线的影响［J］. 工程力学，2009，26（2）：5-9. ［14］　ALVAREZ-AYUSO E，QUEROL X，PLANA F，et al. Environmental，physical and structural characterization of geopolymer matrixs synthesized from coal （co-）combustion fly ashes ［J］. Journal of Hazardous Materials，2008，154（1/2/3）：175-183. ［15］　王建，董家禄，刘畅，等. 偏高岭土合成4A沸石机理研究［J］. 无机化学学报，2000，6（1）：31-36. ［16］　曹明礼，潘亚宏，袁继祖. 以高岭土作原料合成洗涤剂用助剂4A沸石的研究［J］. 武汉工业大学学报，2000，22（1）：34-36.

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[1]谢岁岁,饶　曦,张　芳,等.增强型地质聚合物的制备[J].武汉工程大学学报,2016,38(05):458.[doi:10. 3969/j. issn. 1674?2869. 2016. 05. 009]
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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2019-09-06基金项目：国家自然科学基金（51603156）作者简介：鲁博文，硕士研究生。E-mail：289667686@qq.com*通讯作者：吴艳光，博士，副教授。E-mail：wygddxyz@163.com引文格式：鲁博文，羿庄城，吴艳光，等. 几种填料对偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物的增强改性［J］. 武汉工程大学学报，2020，42（3）：293-297.
更新日期/Last Update: 2020-07-09