不同养护温度下模拟月壤地聚合物力学试验与分析①

周兆曦，马芹永,*，汪寒艳

(安徽理工大学a.土木建筑学院，b.矿山地下工程教育部工程研究中心，安徽 淮南 232001)

0 引 言

开发月球资源已成为主要航天国家的探索热点[1]，而建设月球人类活动基地是重要目标。月球基地的建设需大量材料，然而地月之间运输成本高昂，同时月面建造要克服苛刻的月面环境，国内外普遍认为利用原位资源进行月球建设是较好选择，此方法可有效降低月球开发建设的风险和成本[2]。国内外学者在原位资源利用的技术中采用了不同的路线，中科院进行CLRS系列模拟月壤的激光3D打印成型试验，验证了激光3D打印成型技术在月球作业的可行性[3]，但打印机液体喷出受到超高真空和低重力环境限制；Faierson等使用JSC-1A模拟月壤进行铝热反应，制备出砌块单元[4]，但该方法需从地球运输大量铝粉，成本高昂；Bell等[5]使用模拟月壤进行高温烧结硬化得到建筑材料，但烧结过程难以控制。

近年来，Montes等[6]尝试以模拟月壤为原料制备地聚合物，试验结果表明地聚合物的力学性能良好，具有耐高低温、抗宇宙射线等优异性能[7]，且制备过程受月面真空环境影响较小。硅铝质原材料、水和碱激发剂是制备地聚合物的基本材料，月壤表层中主要的化学成分是SiO2和Al2O3，并且月球中探明存在水[8]，因此月球拥有制备地聚合物的可行性。进行无侧限抗压强度试验，探究了养护温度和NaOH掺量对模拟月壤地聚合物力学性质的影响，结合X射线衍射试验(XRD)和扫描电镜试验(SEM)分析了水化产物的微观形貌。……