第40卷第11期 第40卷第11期 2012年11月
李海晏等：珍珠贝壳生物填料的制备及表面特性
? 1625 ?
Vol. 40，No. 11 November，2012
硅 酸 盐 学 报
JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY
轻烧氧化镁对地质聚合物变形行为的影响及机理
卢都友，郑彦增，刘永道，许仲梓 (南京工业大学材料科学与工程学院，南京 210009)
摘 要：为探索地质聚合物收缩补偿途径，研究了不同MgO掺量地质聚合物试体在不同养护条件(室温和38 ℃，相对温度RH > 95%)下的变形行为，并采用X射线衍射、热重分析等测试方法研究掺入MgO地质聚合物的组成，分析了MgO影响地质聚合物变形行为的机理。结果表明：MgO对地质聚合物的变形行为有明显影响，且随养护条件不同而差异显著；掺入MgO可减小地质聚合物同龄期试体收缩，且掺量越大，减缩越大，但在通常养护条件下均没有表现出在波特兰水泥体系中显著的收缩补偿效应。MgO在地质聚合物中参与反应，且在不同养护条件下的反应机制有显著差异：常温条件下MgO优先与游离的[SiO4]4–反应生成高吸水性的硅酸镁凝胶；提高养护温度更利于促进地质聚合反应，加速对[SiO4]4–的消耗，从而抑制硅酸镁凝胶的形成。
关键词：氧化镁；地质聚合物；变形行为；收缩补偿
中图分类号：TQ172 文献标志码：A 文章编号：0545–5648(2012)11–1625–06
网络出版时间：2012–10–31 10:54:55 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2310.TQ.20121031.1054.201211.1625_014.html
Effect of Light-burned Magnesium Oxide on Deformation Behavior of
Geopolymer and its Mechanism
LU Duyou，ZHENG Yanzeng，LIU Yongdao，XU Zhongzi
(College of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China)
Abstract: For the exploration of a way to compensate the shrinkage of geopolymer, the deformation behavior of geopolymer bars with different contents of MgO was investigated via curing under different conditions (i.e., room temperature and 38 ℃ at relative humidity (RH) of > 95%). The composition of the geopolymer was characterized by X-ray diffraction and thermogravimetry. The mechanism of MgO on affecting the deformation behaviour of geopolymer was proposed. The results show that the addition of MgO has an influence on the deformation behavior of geopolymer, and this effect is various with curing conditions. The addition of MgO decreases the shrinkage of geopolymer. The more MgO added, the less shrinkage would be. However, the effect of MgO in shrinkage compensation in geopolymer is not as significant as that in OPC system. MgO is involved in reactions in geopolymer based on dif-ferent mechanisms. MgO could bond with free [SiO4]4– to form magnesium silicate gel at a normal temperature, resulting in a high water absorption capacity. The increase of the curing temperature promotes the geopolymerization, and the reduction of the availabil-ity of free [SiO4]4– suppresses the formation of magnesium silicate gel.
Key words: magnesium oxide; geopolymer; deformation behavior; shrinkage compensation
地质聚合物是以含有活性硅、铝组分的矿物(偏高岭土)或工业废弃物(如粉煤灰、矿渣等)为主要原料，在高碱条件下制备的一类具有非晶态至准晶态结构的新型无机胶凝材料[1]。和传统的硅酸盐水泥相比，地质聚合物原料来源广泛、制备工艺简单、节能、环保[2–4]，且具有良好的物理化学性能[5]，是一种绿色胶凝材料[4]。此外，地质聚合物在汽车、航空、铸造、冶金、土木和环境工程等领域有着广
收稿日期：2012–05–04。 修订日期：2012–06–29。
基金项目：国家自然科学基金(51072080)；教育部科学技术研究重点
(210079)资助项目；江苏高校优势学科建设资助项目。
第一作者：卢都友(1969—)，男，博士，教授。
阔的应用前景[6–7]。作为近年来新型无机材料的研究热点，尽管国内外围绕地质聚合物的制备、胶凝机理和耐久性能等方面进行了广泛研究[4]，但其工程应用尚处于探索阶段。限制其应用化进程的重要障碍之一是地质聚合物凝胶形成和演化过程中伴有较大的体积收缩[8]。目前针对地质聚合物材料的收缩补偿研究鲜有报道。
引入膨胀性组分是传统波特兰水泥(OPC)体系
Received date: 2012–05–04. Revised date: 2012–06–29. First author: LU Duyou (1969–), male, Ph.D., Professor. E-mail: duyoulu@njut.edu.cn
轻烧氧化镁对地质聚合物变形行为的影响及机理
