高岭土基矿物聚合物材料的制备及抗压强度的影响因素
高分子材料强度的主要因素
高分子材料强度的主要因素
高分子材料的强度受多种因素影响，其中一些主要因素包括：
1. 分子量：高分子材料的分子量通常与其强度相关。
较高的分子量通常意味着更多的链段和相互作用，从而提高了材料的强度。
2. 结晶度：高分子材料的结晶度指的是其分子链的有序排列程度。
较高的结晶度通常会增加材料的强度，因为有序排列的链段提供了更多的相互作用和支撑。
3. 化学结构：高分子材料的化学结构对其强度起着至关重要的作用。
例如，一些聚合物可能具有更强的分子间相互作用，从而提高了其强度。
另外，共聚物和共混物等复合材料也可以通过调节化学结构来实现更好的强度性能。
4. 结晶形态：高分子材料的结晶形态，如晶体大小和形状，也会影响其强度。
具有更大、更规则的晶体结构通常会提高材料的强度。
5. 添加剂：通过添加填料、增韧剂、稳定剂等添加剂，可以改善高分子材料的强度性能。
例如，玻璃纤维、碳纳米管等填料可以增强高分子复合材料的强度。
6. 加工工艺：加工工艺对高分子材料的强度也有重要影响。
不同的加工方法，如挤出、注塑、压延等，会影响分子链的排列方式和材料内部结构，进而影响材料的强度性能。
7. 温度和湿度：环境条件对高分子材料的强度也有一定影响。
温度和湿度的变化可能会导致材料结构的改变，进而影响其强度。
3影响土强度的内部因素
第三章土的强度的非线性反应3.3 影响土强度的内部因素影响土的强度的因素很多，土的抗剪强度及其影响因素的关系可以定性地写成以下公式：其中 e 为土的孔隙比，C 代表土的组成，H 代表应力历史，T 表示温度，ε和∙ε分别表示应变和应变率，S 表示土的结构。
c 和φ为粘聚力及内摩擦角，它们可以通过不同的试验确定，它也包含了排水条件、加载速率、围压范围、应力条件及应力历史等因素。
可见式（3.3.1）式只是一个一般表达式，不可能写成具体函数形式，同时其中各种因素并不独立，可能相互重叠。
纵观式（3.3.1），可以发现各种影响因素可以分为两大类，一类是土本身的因素，主要是其物理性质；另一类是外界条件，主要是应力应变条件。
前者可称为内因，后者可称为外因。
1．内部因素影响土强度的内部因素又可以分为土的组成（C）、状态（e）和结构（S）。
其中土的组成是影响土强度的最基本因素，其中包括：土颗粒的矿物成分、颗粒大小与级配、颗粒形状、含水量（饱和度）以及粘性土的离子和胶结物种类等因素。
土的状态是影响土强度的重要因素，比如砂土的相对密度大小是其咬合及因此产生的剪胀、颗粒破碎及重排列的主要影响因素；同样粘土的孔隙比和土颗粒的比表面积决定了粘土颗粒间的距离，这又影响了土中水的形态及颗粒间作用力，从而决定粘性土粘聚力的大小。
土的结构本身也受土的组成影响。
原状土的结构性，特别是粘性土的絮凝结构使原状土强度远大于重塑土的强度，是不可忽视的影响因素。
2．外部因素除了温度以外，外部因素主要是指应力应变因素。
包括：应力状态（围压、中主应力）、应力历史、主应力方向、加载速率及排水条件。
它们又主要是通过改变土的物理性质而影响土的强度。
这些因素对于不同土的强度的影响十分复杂，有些是目前仍需要进一步研究的课题。
3.3.1 影响土强度的内部因素——一般物理性质影响1．颗粒矿物成分的影响如上所述，不同矿物之间的滑动摩擦角是不同的。
对于粘土矿物，滑动摩擦角是高岭土>伊利土>蒙脱土。
影响混凝土抗压强度的主要因素
影响混凝土抗压强度的主要因素
1.水泥强度的影响：水泥是混凝土中的活性成分，在配合比相同的条件下，所用的水泥标号越高，制成的混凝土强度越高。
2.水胶比的影响：水胶比越大，强度越低。
3.粗骨料的影响:当石质强度相等时，决定于骨料的表面粗糙度。
水灰比相等或配合比相同时，碎石的混凝土强度比卵石强。
4.温度和湿度的影响：温度升高，水泥水化加快，混凝土强度增长加快。
当温度降至冰点以下时，混凝土的强度停止发展，水分结冰膨胀（水结冰体积可膨胀约9％），使混凝土内部结构遭到破坏，已经获得的强度（如果在结冰前，混凝土已经不同程度地硬化的话）受到损失。
气温忽高忽底反复冻融时，混凝土内部的微裂缝逐渐增长、扩大，使混凝土强度逐渐降低，表面出现剥落，甚至混凝土完全崩溃。
湿度适当时，水泥水化进行顺利，混凝土强度增长较快。
如果湿度不够，可能停止水化。
使混凝土结构疏松，渗水性增大或形成干缩裂缝，影响耐久性。
5.龄期的影响
混凝土在正常养护条件下，其强度将随着龄期的增加而提高，最初7d～14d内强度增长较快，28d以后增长缓慢。
本文由满吉昌根据李晓英讲课资料内容整理、改编。
满吉昌。
高岭土制备纳米氧化铝工艺研究
高岭土制备纳米氧化铝工艺研究一、研究背景二、高岭土制备纳米氧化铝工艺1. 原料准备2. 高岭土预处理3. 氧化铝制备过程（1）沉淀法制备氧化铝（2）水热法制备氧化铝（3）溶胶-凝胶法制备氧化铝三、工艺优化及影响因素分析1. 工艺优化（1）原料比例的优化（2）反应温度的优化（3）反应时间的优化2. 影响因素分析四、产品性能测试及应用前景展望1. 纳米氧化铝产品性能测试（1）颗粒大小分布（2）比表面积测定（3）晶体结构表征2. 应用前景展望一、研究背景纳米材料具有比传统材料更优异的物理和化学特性，因此在各个领域得到广泛的应用。
而高岭土是一种常见的天然矿物质，在制备纳米材料中也有着重要的作用。
本文将探讨高岭土制备纳米氧化铝的工艺及其影响因素，以及产品性能测试和应用前景展望。
二、高岭土制备纳米氧化铝工艺1. 原料准备高岭土是一种含有较多的三氧化二铝（Al2O3）和硅酸盐的矿物质。
在制备纳米氧化铝时，需要将高岭土作为原材料进行处理。
同时，还需要选择适当的氧化铝制备方法，如沉淀法、水热法或溶胶-凝胶法等。
2. 高岭土预处理在高岭土制备过程中，需要对原料进行预处理。
首先是粉碎高岭土，使其颗粒大小适合反应条件。
然后通过筛分或离心等方法去除其中的杂质和不需要的部分。
最后是将高岭土与其他原材料按一定比例混合均匀。
3. 氧化铝制备过程（1）沉淀法制备氧化铝将适量的AlCl3与NaOH溶液混合后缓慢加入高岭土悬浮液中，在搅拌下反应数小时，形成沉淀物。
经过洗涤、烘干等处理后，即可得到纳米氧化铝。
（2）水热法制备氧化铝将高岭土与NaOH混合，加入适量的水，在高温高压条件下反应数小时，形成纳米氧化铝。
该方法制备的氧化铝颗粒较小且分散性好。
（3）溶胶-凝胶法制备氧化铝将Al(NO3)3等溶液与高岭土悬浮液混合，经过酸碱调节、加热、干燥等步骤后，得到纳米氧化铝。
该方法制备的氧化铝颗粒分散性好，但对原料的要求较高。
三、工艺优化及影响因素分析1. 工艺优化（1）原料比例的优化在高岭土制备纳米氧化铝过程中，需要掌握适宜的原料比例。
高岭土的微观结构及其导致的特殊性质
高岭土的微观结构及其导致的特殊性质高岭土是一种用途广泛的黏土矿物，在陶瓷、建材、塑料等领域都有着重要应用。
它的微观结构决定了它的化学、物理、机械等性质，而这些特殊性质使得高岭土成为一种不可替代的材料。
本文将深入探讨高岭土的微观结构及其导致的特殊性质。
一、高岭土的成分及形成过程高岭土化学式为Al2Si2O5(OH)4，是一种具有层状结构的硅铝酸盐矿物。
它由正长石、云母等矿物经过侵蚀、风化等作用形成。
高岭土主要成分是二氧化硅和三氧化二铝，在其晶格中还有水分子以及一定量的其他离子。
二、高岭土的微观结构高岭土的微观结构是高岭土特殊性质的源泉。
高岭土分为层状结构和非层状结构两种类型，其中层状结构的占大部分，是高岭土最典型的结构。
高岭土的层状结构由硅氧四面体和氢氧八面体交替排列而成。
氧原子共用使硅和氢氧八面体通过共价键结合成层状结构，硅氧四面体层和氢氧八面体层之间同时存在着氢键和加里文力，这种层状结构呈现出带电的特性，层与层之间的空隙是由O层和OH层之间的间隙形成的，因此，高岭土的离子交换能力相较于其他土壤类型来说较强。
层状结构的高岭土在热力学上比较稳定，晶体内部形成微小的无定形孔道，这是由于矿物层之间的相互作用力和弱的热震荡所致，其孔径和孔隙度决定了高岭土的吸附性能和储存水分的能力，这也是高岭土优良的物理性质之一。
三、高岭土的特殊性质高岭土的特殊性质与它的微观结构密切相关，以下是关于高岭土的特殊性质和微观结构的几点讨论：1. 离子交换能力高岭土具有良好的离子交换能力，这是由于层状结构的存在，带电的层面上可吸附大量的阴离子，也能释放出相应数目的阳离子。
这种离子交换性能是其广泛应用于水净化和废水处理中的原因之一。
2. 吸附性能高岭土的层状结构孔道和表面具有良好的吸附能力，可以吸附金属离子、有机物等污染物质。
吸附性质的增强则是由于层状结构中的微小孔道，孔道的大小和组分，通过调整晶格、颗粒度和酸度来改进吸附性质。
煅烧高岭土的结晶度影响因素分析
煅烧高岭土的结晶度影响因素分析高岭土是一种重要的无机非金属矿石，广泛应用于陶瓷、橡胶、塑料、涂料等行业。
高岭土的结晶度对其物理化学性质和应用性能有着重要影响。
本文将就煅烧高岭土的结晶度影响因素进行分析。
首先，煅烧温度是影响高岭土结晶度的关键因素之一。
煅烧温度越高，高岭土晶粒尺寸越大，结晶度也随之增加。
这是因为高温能够提供足够的热能使高岭土晶体内部的原子和离子得以重新排列，形成更完整的结晶体。
研究表明，当煅烧温度达到800摄氏度以上时，高岭土的结晶度明显提高。
其次，煅烧时间也对高岭土的结晶度有一定影响。
随着煅烧时间的延长，高岭土结晶度逐渐增加。
这是因为足够的煅烧时间可以使高岭土颗粒内部的结晶生长得以充分进行，晶体形成更完整。
然而，过长的煅烧时间可能导致晶体尺寸过大，反而降低高岭土的结晶度。
因此，煅烧时间的选择需要根据具体情况进行合理调控。
此外，高岭土原料的微细度对其煅烧后的结晶度也有一定影响。
研究表明，较细的高岭土颗粒有利于晶体的生长，可以得到更高的结晶度。
这是因为微细的颗粒能够提供更多的晶界，有利于晶体生长。
因此，在高岭土的制备过程中，应尽量选择较细的原料。
此外，添加剂的引入也可以对高岭土的结晶度产生影响。
例如，一些金属离子（如铝、铁）的添加可以促进高岭土的结晶度提高。
这是因为这些金属离子能够与高岭土中的硅酸盐结构反应，形成更稳定的晶体结构。
最后，高岭土的煅烧工艺对其结晶度影响显著。
不同的煅烧工艺会对高岭土的结晶度产生不同程度的影响。
例如，采用逐渐升温和降温的煅烧工艺可以得到较高的结晶度。
这是因为逐渐升温和降温可以提供足够的时间给高岭土晶体重新排列和晶体生长。
此外，适当的保温时间和保温温度也对高岭土的结晶度有重要影响。
综上所述，煅烧高岭土的结晶度受到多种因素的影响，包括煅烧温度、煅烧时间、高岭土原料的微细度、添加剂的引入以及煅烧工艺等。
研究这些因素对高岭土结晶度的影响，可以为高岭土的生产和应用提供一定的指导。
纳米高岭土对水泥强度的影响分析
序号 工艺步骤
１ 原 矿 租 选
参数
手 工
备注
需 租 砰
２
分散制浆
２溅
－
４０％
焉
以在一 定程 度上 降低 了水 泥 粒 径分 布 ， 大 了平 均 增
表 面积 ， 细化 了水 泥整体 颗粒分 布 。 再 次 ， 米高岭 土 已经 用在许 多材料 方 面 ， 纳 尤其
３ ４ ５ ６
检验方法 （ Ｂ Ｔ ７７ Ｇ ／ １６ １— １９ ） 。参考 以往 纳米 ９９ 》 Ｓ ， ｉ 取代 水泥试 验 ， Ｏ 纳米 高 岭 土对 水 泥 的 取代 率 选 择 为 １ ～１ ％ （ ％ ０ 质量 百分 比 ） 按 照 １ 逐 步增 加 。 ， ％
同时考 虑纳米 高 岭 土 的需 水量 比较 大 ， 照标 准 稠 按 度 净浆 需水量 确定 水 的用量 。主要试 验 步骤和安 排 都严格 按照 国家 标准执行 。试 验选 用材料 和火 山灰
二 次 制浆 Ｐ ７５ Ｈ ・
专用过滤设备
符合水 泥工业 的要求 以及对 水泥材 料有 哪些有 利和
不利 的影响 ， 要通过 试验来 一一 检测验 证 ， 还 本论 文
就纳米 高龄 土 掺 合 料 对 水 泥 强 度 的 影 响 进 行 了实
验 ， 出一些有 意义 的结 论 。 得
・
１ ・ ６
２０ ０ ８年 第 ２期
山东建材》
维普资讯
上表 为纳米 高岭 土 的基本 生 产 工 艺 ， 结合 传 其 统选 矿工艺 与新 材料 技 术 ， 生产 出一 维 纳 米 高岭 土 粉体 。 纳米高 岭土 的制备 经过一 系列 的工 艺主要 达 到
其 次 ， 米高 岭土 的粒 径小 于水泥平 均粒 径 ， 纳 所
矿渣基充填体抗压强度影响因素的研究现状
矿渣基充填体抗压强度影响因素的研究现状合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥 230009摘要：碱激发矿渣应用到矿山胶结充填方面的研究由来已久，至今已取得大量成果。
本文从常见的影响矿渣基充填体抗压强度的激发剂和养护条件出发，对已有成果进行总结，并提出了矿渣粒径是矿渣基充填体抗压强度的潜在影响因素。
关键词：胶结充填；矿渣；碱性激发剂；养护条件；抗压强度1引言长期以来，矿产资源的开采引发的采空区塌陷和尾矿砂堆积问题都在影响着我国矿产行业的可持续发展[1]。
鉴于此，从上世纪中开始有国内外学者研究能同时解决上述两个问题的胶结充填技术。
传统的胶结充填胶凝材料一般选用普通硅酸盐水泥，但因其早期抗压强度低、充填成本高的弊端使得众多学者将目光投向其他胶凝材料的研制。
由中国矿业大学的孙恒虎教授研制的高水速凝材料具有早期强度高、凝结速度快、固水能力强、泵送性能佳等优点，但由于双管道输送导致的成本提高限制了其在工业实践中的应用。
赤泥胶凝材料一般由赤泥、粉煤灰和活性激发剂组成，具有稳定性好、愈合能力强、胶结性能好等优点，但由于产地限制，主要适用在铝矿充填中，在其他矿山中使用则会增加运输成本。
还有将多种工业废渣混合制成的复合胶凝材料，虽然有利于多种工业废弃物的回收与利用，但其性能往往劣于单一胶凝材料。
相比之下，矿渣胶凝材料胶结能力好、来源广泛、价格低廉，是非常理想的矿山充填胶凝材料。
接下来，本文将从激发剂与养护条件两种影响因素的角度，对国内外的研究成果进行总结，并根据已有结果提出可能的影响因素，即矿渣粒径。
2 激发剂与温度对矿渣基充填体抗压强度的影响2.1激发剂对矿渣基充填体性能的影响上世纪的人们常常将水泥与矿渣混合使用，由水泥水化提供的碱性环境对矿渣活性进行激发，其中主要起激发作用的为Ca(OH)2，但由于水泥成本较高，后转向对其他激发剂的研究，尤其是石灰与石膏对矿渣基充填体抗压强度的影响研究。
这可能是由于经过石灰、石膏激发，矿渣基充填体的主要水化产物为钙矾石，钙矾石超高的含水率，使之在高含水溶液拥有很强的结晶能力，这也使得水化产物拥有较多钙矾石的矿渣胶凝材料比水泥更适合在高含水的矿山充填中使用。
聚合物对水泥抗压强度的影响
[3]杨志强,王东.聚合物对混凝土结构和性能影响的研究[J].混凝土与水泥制品,1995,1:11-13.
聚合物对水泥抗压强度的影响
摘要：为研究聚合物对水泥胶砂强度的影响，测试了在不同的胶粉、聚乙烯醇以及水性环氧树脂乳液产量下的对水泥不同龄期的强度，分析并解释了聚合物对水泥胶砂强度的影响规律。
关键词：水混凝土或水泥砂浆的用水量，降低了其水胶比，导致了水泥基材料内部结构发生了变化，改变其内部的孔结构，增强了骨料与水泥浆体之间的粘接效果，并大大减少硬化水泥浆体中裂纹的产生和扩散，提高其抗裂性能。聚合物的引入使得水泥基材料力学性能和内部结构均得到一定的改善。
2.2、聚乙烯醇对水泥强度的影响
聚乙烯醇对水泥砂浆强度的影响如图2所示，由图可见，聚乙烯醇的引入，不同程度的降低了砂浆的抗压强度，其早期抗压强度随着聚乙烯醇掺量增加而降低，后期强度随掺量增大而增高。
聚乙烯醇的引入，降低了砂浆抗压强度，其原因是聚乙烯醇水解过程中释放出带有正电荷R＋基团，其与水泥水化物H2SiO42－相结合，同时与Ca2＋及其水化产物交织一起，生成一层有机-无机薄膜。这类薄膜众横交错嵌插与水泥、集料体系中，在适当的掺量下，可以将集料紧密胶结一起，并填充于孔隙中，使其结构更加致密，硬化水泥体系更加密实，在一定程度上提高其机械强度。虽然这类薄膜虽然本身强度很低，但是其弹性极佳，延伸性较好，当水泥体系中产生微裂纹时，其可以很好的阻断裂纹的延伸，吸收形变能力。
2.3、水性环氧树脂乳液对水泥强度的影响
水性环氧树脂乳液对水泥砂浆强度的影响如图3所示。由图3可见，水性环氧树脂乳液引入，不同程度的提高了砂浆的强度。水性环氧树脂的引入，较大的提升了水泥砂浆的早期强度。将水性环氧树脂乳液加入到砂浆后，在一定程度上阻止了乳液改性砂浆中水份的散失，并填充了部分砂浆内部的孔隙，改善了水泥石内部的微观结构。但是当乳液掺量过多时，其改性效果的降低。
高岭土基地质聚合物聚合动力学初探
料制备凝胶 材 料 , 通过测定自由水及化学结合水 含量 , 运用多相水化动 力 学 模 型 进 行 分 析 , 认为复 合胶凝 材 料 的 水 化 程 度 取 决 于 矿 渣 取 代 量 和 温
4] 度 。 Merzouki [ 用等温量 热 法 探 究 水 泥 - 矿 渣 凝
性水玻璃及适量水加 入 到 偏 高 岭 土 中 搅 拌 , 振 荡,
收稿日期 : 2 0 1 6 -0 1 - 1 4 ( 2 0 1 5 CL04 )
lest and the com p ressive stren g th was the bi gg est. The a pp arent activation ener gy is maxi mum when the Si/ Al ratios is to 1 . 6 and 0 . 8 and the com p ressive stren g th was the smallest.
2
实验结果与分析
地质聚合 物 制 备 过 程 中 存 在 着 溶 解 、 聚合等
一系列过程 , 实质为反应体系中离子浓度随反应 时间而发生 变 化 , 因此可以通过测定反应体系的 电导 率 测 定 所 用 仪 器 型 号 为 DDSJ - 3 0 8A ( 。图 1 为 试 样 电 导 率 随 时 间 的 上海雷磁仪器厂 ) 变化曲线 。 电导率 值 变 化 趋 势 和 澳 大 利 亚 Provis
电导率变化来推测可能存在的反应过程 。
物的聚合反应过程图 类 似 。 五 体 系 中 的 电 导 率 值
第 1 3 卷第 2 期
张雄飞 , 等: 高岭土基地质聚合物聚合动力学初探
+ x[ AI ( O H) 4 ]+ y H 2 O + z M → { 。 ·y H 2 O } z M+ x [ Al ( O H) 4]