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粉煤灰綜合利用雜志
Fly Ash Comprehensive Utilization
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粉煤灰-礦渣地質聚合物基本力學性能研究
Research on Basic Mechanical Properties of Fly Ash - slag Geopolymer
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姜天華1 ,2 ,  趙成耿1 ,2 ,  萬聰聰1 ,2 ,  胡宇成1 ,2 ,  鄭智敏3  ,  黃燕南4

 

( 1 .  武漢科技大學 城市建設學院 ,武漢 430065 ;  2.  武漢科技大學 高性能工程結構研究院 ,武 430065 ;

3 .  福建省凡士建設集團有限公司 ,莆田 351139 ;  4. 億耀(福建) 建設有限公司 ,莆田 351139)

摘   要 :為評估礦渣摻量 、水膠比和 NaOH 溶液濃度對粉煤灰 -礦渣地質聚合物立方體抗壓強度和軸心抗壓強度的影響 ,采用正交試驗設計 ,研究不同礦渣摻量 、水膠比和 NaOH 溶液濃度對材料性能的作用。結果表明 :隨著礦渣摻量和 NaOH 溶液濃度的增加 ,粉煤灰 -礦渣地質聚合物的立方體抗壓強度和軸心抗壓強度均呈現增強趨勢 ,水膠比的增加則導致強度先增強后減弱 ;在 70% 礦渣摻量 、0. 30 水膠比和 16 mol/L NaOH 溶液濃度的條件下 ,材料的立方體抗壓強度和軸心抗壓強度達到最高 ,分別為 65. 52 MPa 和 56. 27 MPa; 三因素對立方體抗壓強度和軸心抗壓強度的影響順序為:礦渣摻量 >NaOH 溶液濃度 >水膠比 ;基于應力 -應變全曲線分析,建立了粉煤灰-礦渣地質聚合物的應力-應變本構關系 ,為進一步的材料設計和應用提供了理論基礎。

關鍵詞:粉煤灰 ;礦渣 ;地質聚合物 ;基本力學性能 ;應力-應變曲線 ;本構關系

中圖分類號:TU528 . 57 ;  TU317           

文獻標志碼:A            

文章編號: 1005- 8249   (2025)  05- 0065- 07

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2025 .05 .013

 

JIANG Tianhua1 , 2 ,  ZHAO Chenggeng1 , 2 ,  WAN Congcong1 , 2  ,  HU Yucheng1 , 2 ,  ZHENG Zhimin3 ,  HUANG Yannan4

( 1 . School of Urban Construction ,   Wuhan University of Science and Technology ,   Wuhan 430065 ,   China;

2. Institute of High Performance Engineering Structure ,  Wuhan University of Science and Technology , Wuhan 430065 ,   China; 

 3 . Fujian Fanshi Construction Group Co . ,   Ltd. ,  Putian 351139 ,   China;

4. Yiyao  (Fujian)  Construction  Co . ,  Ltd. ,  Putian 351139 ,  China)

Abstract :  In order to assess the impact of slag content ,  water - to - binder ratio ,   and NaOH  solution concentration on the cubic compressive strength and  axial  compressive  strength  of  fly ash  -  slag  geopolymers ,    an  orthogonal  test design was utilized to analyse the  effects  of  these  variables  on  material performance .    The  results show  that as the slag content and NaOH solution concentration increased ,   the  cubic  compressive  strength  and  axial  compressive strength  of  the  fly  ash -  slag  geopolymers  both exhibited an enhancing trend.   However ,   an  increase  in the water - to - binder ratio  initially  enhanced the strength ,   which then decreased.   The  highest  compressive strengths were observed at a slag content of 70% ,   a water - to - binder ratio  of 0. 30 ,   and a NaOH solution concentration of 16  mol/L ,   reaching  65. 52  MPa  and  56. 27  MPa ,   respectively.    The  influence  of  the  three factors on  the  compressive  strength ,    in  descending  order ,  was identified as :    slag  content  >  NaOH  solution concentration  > water - to - binder  ratio.    A  stress -  strain  constitutive  relationship for  fly ash -  slag  geopolymers was established based on a comprehensive stress - strain curve analysis ,   providing a theoretical foundation for further material design and application.

Key words :  fly ash;  slag;  geopolymer;  basic mechanical properties;  stress - strain  curve;  constitutive relationship

基金項目: 湖北省建設科技計劃項目  (  [2023]  1656 號- 159) ;福建省住建行業(yè)建設科技研究開發(fā)項目  (2022-K- 16 ,  2022 -K- 18) 。

作者簡介: 姜天華  (1971 —) ,  博士 ,教授 ,研究方向:混凝土材料。

通信作者:趙成耿  (1998—) ,  碩士 ,助理工程師 ,研究方向:地質聚合物。

收稿日期:2023 - 09 - 15


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