地聚合物的制备及特性研究_杨巧
防水型泡沫地聚合物的制备及性能研究
ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ： Ｔ ｅ ａ ｓ ａ ｐ ｏ ｎ ｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｏｒ ｆ ｓ ｌ ａ ｇ － ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｇ ｅ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｂｅ ｓ ｔ ｏａ ｆ ｍ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ ｉ ｓ １ ７ ０ ０ ｍｌ ／ ５ ０ ０ ｇ ｂ ｉ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ １．Ｔ ａ ｈｅ ｂ ｅ ｓ ｔ
ｄｏ ｓ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｂ Ｓ — Ｆ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ａ ｎ ｄ ＢＳ － Ｆ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ａ ｒ ｅ ６ ％ ｏ ｆ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｕ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｓ ｔ ｄ ｏ ｓ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｚ ｉ ｎ ｃ ｓ ｔ ｅ ａ ｒ ａ ｔ ｅ ｉ ｓ ４ ％ ｏ ｆ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｕ ｓ ｓ ｙ ｓ — ｔ ｅ ｎ ． Ｔｈ ｒ ｅ ｐ ｏ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｆ ｏａ ｍ ｇ ｅ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｚ ｉ ｎ ｃ ｓ ｔ ｅ ａ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｙ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｌ ｙ ｉ ｎ ｄｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｕ ｎ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｈ ｏ ｍｏ ｇ ｅ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ， ｉ ｔ ＇ ｓ ｂ ｅ ｎ ｅ ｉ ｆ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｔ ｅ ｐｒ ｒ ｏｏ ｆ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｉ ｎ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ．
研究了 ３ 种 发泡剂及其泡沫掺量、 ３ 种防水剂及其掺量对泡沫地聚合物 力学强度 、 吸水率 、 导热系数和孔结构的影响。结果表 明： 茶
偏高岭土作为水泥添加剂检测项目方法
偏高岭土作水泥外加剂检测项目和方法撰写人：钟学奎单位：鄂尔多斯紫荆创新研究院二零一二年九月偏高岭土作为水泥外加剂检测项目和方法%的硫酸溶液中,分解率只有硅酸盐的1/13,在5%的盐酸溶液中其分解率只有硅酸盐水泥的1/12[13]。
（6）渗透率低，耐冻融循环地质聚合物能形成致密的结构,强度高,抗渗性能优良；而且孔洞溶液中电解质浓度较高,因而耐冻融循环的能力增强[10]。
（7）耐久性好地质聚合物是由无机的硅氧四面体与铝氧四面体聚合而成的三维网络凝胶体,具有有机高聚物的键接结构。
所以地质聚合物兼有有机高聚物和硅酸盐水泥的特点,但又不同于上述材料。
与有机高分子相比,地质聚合物不老化、不燃烧,耐久性好;与硅酸盐水泥相比,其能经受环境的影响,耐久性远远优于硅酸盐水泥。
5.地质聚合物材料的应用种类5.1 地质聚合物固结矿山尾矿、粉煤灰和固沙由于地质聚合物具有不用是养护（部分配方）、耐久性好、与硅酸盐颗粒能形成化学结合和梯度层等特点，因此用地质聚合物固结无法利用的矿山尾矿、粉煤灰等细微颗粒固体废弃物，防止土地沙化，保护环境，可以收到事半功倍的效果。
其与利用水泥和有机聚合物相比成本科下降2~3倍。
利用地质聚合物的上述特征可将地质聚合物用于通过沙漠边缘地区铁路或公路两侧的永久性工程固沙，也可用于一些临时工程或沙漠绿化初期的临时固沙。
5.2 地质聚合物板材我国玻璃纤维增强水泥板材（GRC）的生产经历了20多年的研究、设计和应用开发，市场规模仍很小，其主要原因是应为采用水泥和一些填料生产这类板材工序复杂、质量不易控制和成本较高。
水泥在常温下水化较慢，而GRC板材的流水线生产工艺又不可能将成型后的GRC板材进行长时间的的室温养护或较长时间的蒸养。
因此，很多GRC板材中的水泥并没有大部分对强度产生贡献，造成浪费和性能不稳定。
而地质聚合物恰好具有早强快硬的优点，不用湿态养护也可以有很高的强度。
在生产工艺中省去了蒸养或较长时间的室温养护，可大幅度降低生产成本和生产效率。
偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物的制备与性能研究
地质聚合物是一种新型胶凝材料，因其具有优异的性能，近年来引起了国内外研究学者的广泛关注。本文利用偏高岭土和粉煤灰为原料，通过碱激发制备地质聚合物。利用正交设计研究了偏高岭土的细度、粉煤灰的掺量和碱激发剂的模数对地质聚合物力学性能的影响，并研究了其工作性能和凝结性能。研究表明：（1）高岭土在850℃下煅烧并保温2h制备具有活性的偏高岭土，偏高岭土在常温下由氢氧化钠和水玻璃溶液制成的碱激发剂激发，可以制备地质聚合物。（2）偏高岭土地质聚合物的早期强度发展很快，通过掺入粉煤灰调控其反应进程，改善其粘聚性，偏高岭土-粉煤灰基地质聚合物浆体的流动性随着粉煤灰掺量的增加而变好。（3）通过正交实验得出影响偏高岭土—粉煤灰基地质聚合物力学性能的大小因素分别为偏高岭土细度、粉煤灰掺量和水玻璃模数。最佳配方为：偏高岭土为最细，粉煤灰掺量为25%，水玻璃模数为1.3；（4）同一粉煤灰含量的混合原料在采用不同模数的水玻璃激发时，随水玻璃模数的增大，凝结时间增长。
1.2.2
粉煤灰是热电站燃煤烟气中分离出来的副产品，呈细微球状，见图1.4，其化学组成和矿物相组成取决于煤的品质和燃烧条件。粉煤灰主要成分为SiO2,
Al2O3. (SiO2+Al2O3+Fe2O3>70%)和C级(70%>SiO2+Al2O3+Fe2O3>50%)；GB/T1596-2005也有类似级别的分法，根据来源，无烟煤和生煤燃烧后收集的粉煤灰称为F类，褐煤和亚烟煤燃烧后收集的称为C类，其CaO含量一般高于10%，该标准进一步根据拌制混凝土和砂浆时技术指标(如煤灰细度、需水量、烧失量等)将粉煤灰分为一级、二级和三级。
Keywords:GeopolymerMetakaoliniteFlyashWorkingperformanceSetting time
地聚合物注浆材料的开发及性能研究
地聚合物注浆材料的开发及性能研究白蕾【摘要】以粉煤灰、矿渣等大宗工业固体废弃物及水泥为主要原料,在改性水玻璃的激发下进行地聚合反应,制备新型低碳、高强、无收缩的地聚合物注浆材料.试验结果表明:随矿渣、水泥掺量的增加,地聚合物注浆材料的凝结时间大幅度缩短、抗压强度大幅度提高;改性水玻璃中的Na2O主要控制其对粉煤灰及矿渣等的激发能力,而水玻璃模数Ms主要控制早期地聚合反应的过程.经工程应用表明,采用该非开挖式地聚合物注浆材料能有效修复路面的不均匀沉降,经优选的F15C15G70-912型地聚合物注浆处理后,代表弯沉值降低50％,路面强度系数由0.39～0.42提高到0.76～0.80,路面强度评级由次提高到良.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】5页(P11-15)【关键词】地聚合物;注浆材料;路基加固;配合比【作者】白蕾【作者单位】河南建筑职业技术学院,河南郑州 450064【正文语种】中文【中图分类】TU528.590 引言对于大部分道路破损，仅采用面层修补无法根本改变道路状况，必须对其路基进行处理，以提高路基的承载能力[1－2]。
大规模地翻挖原有路面，施工周期长、资金投入多、对交通干扰较大。
1996年，国务院《城市道路管理条例》（国务院198号令）第33条明确规定“新建、改建、扩建城市道路交付使用后5年内，大修道路竣工后3年内，不得开挖”。
非开挖式注浆加固技术凭借工艺简单、成本低、开放交通快等优点已成为道路补强加固的首选方案[3－4]。
我国每年生产大量的粉煤灰、矿渣等工业废渣，其利用率较低。
矿渣本身是一种具有潜在活性的玻璃体结构物质，有研究表明[5－6]：玻璃态的矿渣并不具有单独水化硬化能力，矿渣作为具有潜在水硬性的工业废渣，含有较多的玻璃态物质，在纯水中水化反应很慢，甚至不进行水化，但在Ca（OH）2、NaOH或水玻璃等碱性物质激发作用下，其活性被激发，能够促进水化反应。
粉煤灰基地聚合物的制备及性能研究
粒度为 ４０．２３１ ｇｍ，比表面积为 ０．５Ⅱ１ ，粒度分布见图 ２。水玻璃 由北京红星广厦泡花碱厂 生产，模数（ＳｉＯ￣ 与 Ｎａ２Ｏ摩尔 比）为 ２．４，具体技术参数见表 １；氢氧化 钠 由天津 市凯兴化学工 业有限公司生产 ，分析纯 。
图１ 球磨后粉 煤灰 的ＳＥＭ 图
粒 径／ｐｍ
ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｒｅｎｄ；Ｘ—ｒａｙ Ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ｏｆ ｆ ｌｙ ａｓｈ ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｇｒｅｙ，ａｔ ２９．５０８。ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｎｏｎ—ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｗｉｄｅ ｐｅａｋ，ａｎｄ
ｍｕｌｌｉｔｅ，ｑｕａｒｔｚ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｐｅａｋ ，ｅｘｐｌａｉｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｈａｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ，“ｓｅｍ ｉ—ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ”ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｇｅｏｐｏｌｙｍ ｅｒ；ｓｏｄｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ；ｆｌｙ ａｓｈ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
ＣａＯ ，６．２３；ＴｉＯ２，１．５５；Ｍ ｇＯ ，１．２７；Ｎａ￣Ｏ，０．５６；ＢＡＯ，０．２７；
ＳｒＯ，０．２３；Ｐ２０５，０．１５；ＭｎＯ，０．１１，主 要 成 分 为 ＳｉＯ２和 Ａｌ ０ 。粉煤灰 ＳＥＭ 照片见图 １，由于表面张力的作用， 粉煤灰基本呈球状分布且表面光滑 ，容易发生团聚。 原灰球磨 １ ｈ后通过激光粒度分析得到粉煤灰的平均
随着我国经济的快速发展，燃煤 电厂粉煤灰排放 量逐年增加 ，开展粉煤灰高值化研究具有重要现实意 义 。地 质聚 合物 材 料 是最 近 发展 起来 的新 材料 ［１－２］， 可由天然矿物高岭土或固体废弃物如粉煤灰制备 ，它 具有有机高分子、陶瓷、水泥的优良性能 ，又具有原材 料丰富、工艺简单、价格低廉、节约能源等优点，应 用 开发前景广泛。本实验以电厂废渣 Ⅱ级低钙粉煤灰 为原料制备粉煤灰基地质聚合物 ，研究了主要影响因 素 ／ Ａｌ、水玻璃模数、养护温度对其性能的影响。 ｌ 实验部分 １．１ 原料、试剂及仪器设备 粉煤灰为青海华 电大通 发 电有 限公司 发 电废渣 Ⅱ级低 钙粉煤 灰 ，粉煤灰 的化 学 组 成 （Ｗ／％）为 ：ＳｉＯ２，５２．２３；Ａｌ２ｏ］，２７．５５；Ｆｅ￣Ｏ３，９．６５；
地聚合物 的特点
地聚合物的特点
地聚合物是一种新型无机聚合物，具有快硬、高强、耐久、环保等优良特性。
其特点如下：
1.凝固快：地聚合物可在数分钟内完成初、终凝，大大缩
短了施工时间。
2.强度高：地聚合物的抗压、抗拉、抗折强度均高于普通
水泥混凝土，适合于各类工程应用。
3.耐久性好：地聚合物具有优良的耐酸、耐碱、耐腐蚀等
性能，可长期保持其性能指标不变。
4.环保：地聚合物采用工业废弃物作为原料，生产过程无
污染，符合绿色环保的理念。
总的来说，地聚合物是一种非常优秀的建筑材料。
如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
偏高岭土基地质聚合物的制备和力学性能研究
◆120技术／研究R esear ch韩丹1车云轩2宋鹏2王琦1(1．济南大学材料科学与工程学院，济南250022；2．济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室，济南250022)中图分类号：TQ l72．6文献标识码：B文章编号：1007—6344(2014)05—0120—04摘要：以高岭土为原料，煅烧为具有火山灰活性的偏高岭土，vX N a O H，水玻璃为碱激发剂，标准养护条件下制备偏高岭土基地质聚合物。
测试样品的力学性能，并利用X R D、SE M、D SC和T G、FT—I R等测试手段来研究矿物组成、反应机理、微观形貌；结果显示：高岭土的煅烧温度为800℃，煅烧时间2h，水玻璃模数为1．3，碱含量15％条件下，抗压强度最高可达721{)M h矿物聚合物的28d抗压强度相比于’t{，j d有较大幅度提高关键词：偏高岭土地质聚合物力学性能掺量U刖昌地聚合物最早由法国科学家J os eph D avi dovi t s提出，它[5】是一种以无机【s i04】、【A104][四面体为主要组成，结构上具有空间三维网络状键接结构的新型无机硅铝胶凝材料。
地质聚合物中偏高岭土地质聚合物材料性能优良，应用前景好，聚合反应在室温到200。
C下就可完成，不需要高温锻烧或烧结，这就降低了能耗；而且生产过程中几乎没有N O x、SO x和C O等空气污染物的产生，对环境污染少，这在极力强调环保经济的今天是极其重要的。
之前已有大量地质聚合物方面的研究，为制得高抗压强度的偏高岭土基地质聚合物，不同的制备参对应的煅烧制度，养护条件也不同。
本文实验是在室温条件下成型偏高岭土地质聚合物，养护条件为标准养护，研究了偏高岭土的煅烧制度，碱激发剂的模数，碱含量等参数对偏高岭土基地质聚合物抗压强度的影响，以制得高抗压强度的地质聚合物。
1实验与方法1．1实验原料高岭土：产自河北省石家庄市灵寿县，细度为500目；水玻璃：济南市市售水玻璃，模数为3．28，N a20含量为8．2％，Si O：含量为26．1％，含水率为40％；N aO H为粒状分析纯试剂，由天津市大茂化学试剂厂生产；硅酸盐水泥：济南市山水水泥集团生产。
煤矸石地质聚合物的制备及研究
煤矸石地质聚合物的制备及研究摘要通过正交试验揭示自燃煤矸石、水玻璃及矿渣掺量对胶结料强度的影响关系。
极差、方差分析显示，各因素影响程度大小顺序为煤矸石掺量>矿渣掺量>水玻璃掺量。
试验结果表明：以阜新高德矿煤矸石、矿渣、粉煤灰为主要原料，水玻璃和氢氧化钾为激发剂，可以制备煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合材料。
且当煤矸石：矿渣：粉煤灰=2:1:1，水玻璃：氢氧化钾=7:3，可以制备出满足42.5强度等级要求的水泥。
本试验不仅拓宽了自燃煤矸石应用领域和掺混合材料硅酸盐水泥的品种，且可消纳大量的煤矸石，缓解堆积造成的环境污染，符合21世纪建材工业节约能源、减少污染、保护环境，且使其向高性能、绿色化等方向发展的先进理念。
关键词自燃煤矸石；正交设计；方差分析；地质聚合物1.引言地质聚合物作为新型绿色胶凝材料，可代替硅酸盐水泥制配出耐腐蚀性强、抗压强度高、凝结速度快的砂浆及混凝土。
因此，被广泛应用于新型建筑材料、早强胶凝材料、替代金属陶瓷的高强结构材料。
我国是一个以煤炭为主要能源的发展中国家。
煤炭的开采导致大量煤矸石的堆积，占用耕地的增大，环境污染的越发严重，而且大多煤矸石含有粘土类矿物，具有和粘土相似的化学成分，若对其进行煅烧，可制得具有火山灰活性的煅烧煤矸石，能够作为地质聚合物的原料。
以煤矸石为原材料制备地质聚合物是对固体废弃物资源化的利用。
因此，针对我国丰富的原材料和设备条件，对煤矸石地质聚合物的制备工艺、形成机理等方面进行深入系统的研究，不但具有较高的学术价值，而且必将对我国的经济建设产生深远而有意的影响。
2.试验原材料（1）自燃煤矸石本试验所选用的煤矸石为辽宁省阜新市高德矿的自燃煤矸石，密度2.77g/cm3，比表面积为925m2/Kg，粒度分布见图1。
化学成分分析见表1。
图1 自燃煤矸石粉筛分析曲线Fig1 The sieve analysis curve of spontaneous coal gangue powder表1 自燃煤矸石的化学成分Tab1 Chemical composition of spontaneous combustion of coal gangue（2）粉煤灰本试验采用的是阜新发电厂I级粉煤灰，密度为 2.6g/cm3，比表面积为1100m2/kg，化学成分见表2。
多孔地质聚合物的制备及表征分析
多孔地质聚合物的制备及表征分析
多孔地质聚合物是以粉煤灰、偏高岭土等为原料制备的轻质多孔材料,不仅具有低能耗、低污染优异特点,而且能够减小建筑能耗,实现节能保温,符合我国的“节能减排”战略需求,是一种绿色环保,且应用前景广阔的材料。
本文以多孔地质聚合物的制备及表征为出发点,通过油基碱激发粉煤灰和磷酸激发偏高岭土两种多孔地质聚合物的制备及表征,研究多因素条件下多孔地质聚合物的性能。
主要包括以下两方面工作:以大豆油为乳液制备了碱激发粉煤灰多孔地质聚合物,研究了激发剂含固量和油水体积比对所制备多孔地质聚合物抗压强度、密度、孔隙率以及吸水率的影响。
结果表明,在合理的配合比设计下,油水体积比为1时,可制得孔隙体积率48%,吸水率44%,干密度1.01g/cm3,抗压强度2.0MPa,且孔隙贯穿的多孔地质聚合物。
含固量为0.25时,通过改变油水体积比可以制备出孔隙体积率在47%,吸水率在50%,干密度在1.02g/cm3,抗压强度在1.7MPa,孔洞贯穿的碱激发多孔地质聚合物。
以OP-10为乳化剂制备了磷酸激发多孔地质聚合物,研究了煅烧温度对其微观结构、力学性能和吸水率的影响。
结果表明,磷酸激发多孔地质聚合物孔隙率高,且孔隙均匀,渗透性好。
随着煅烧温度的升高,其吸水率、强度和孔隙率均逐渐升高。
煅烧温度为1000℃时,可取得最佳效果。
地质聚合物
地质聚合物姓名:黄宇文班级BG0906摘要：地质聚合物是一类新发展起来的，兼有有机物、陶瓷、水泥的特点，又具有独特优异性能的新型胶凝材料。
本文介绍了地质聚合物的反应机理、研究进展及开发应用。
关键词：胶凝材料地质聚合物碱激活反应机理地质聚合物（Geopolymer）是近年来国际上研究非常活跃的非金属材料之一。
它是以粘土、工业废渣或矿渣为主要原料，经适当的工艺处理，在较低温度条件下通过化学反应得到的一类新型无机聚合物材料。
地质聚合物(Geopolymer)的概念在上个世纪70年代末首先由J.Davidovits提出。
该材料是近年来新发展起来的、有可能在许多场合代替水泥，并有着比水泥更优异性能的新型材料。
其英文的同义词还有Mineral Polymer，Geopolymeric Materials，Aluminosilicate Polymer，Inorganic Polymeric Materials等。
中国地质大学的马鸿文教授建议将其译为“矿物聚合材料”。
鉴于在国外Geopolymer一词使用最为广泛和我国早期介绍该材料的一些学者已将其称为“地质聚合物”，本文建议我国使用“地质聚合物”一词作为该材料的正式中文名称，并与Geopolymer 相对应。
地质聚合物被认为是由地球化学作用(Geochemistry)或人工模仿地质合成作用(Geosynthesis)而制造出的、以无机聚合物为基体的、坚硬的人造岩石。
这种人造岩石具有天然岩石一样的硬度、耐久性和热稳定性。
地质聚合物具有强度高、硬化快、耐酸碱腐蚀等优于普通硅酸盐水泥的独特性能，同时具有材料丰富、工艺简单、价格低廉、节约能源等优点引起了国内外材料专家的极大兴趣。
1 地质聚合物的反应机理法国J. Davidovits提出的“解聚—缩聚”机理，他认为地质聚合物的形成过程为：铝硅酸盐聚合反应是一个放热脱水的过程，反应以水为传质，在碱性催化剂的作用下铝硅酸盐矿物的的硅氧键和铝氧键断裂，发生断裂—重组反应；形成一系列的低聚硅（铝）四面体单元，聚合后又将大部分水排除，少量水则以结构水的形式取代[SiO 4 ]中一个O的位置，最终生成Si—O—Al的网络结构。
地聚合物再生骨料混凝土的制备及力学性能研究
地聚合物再生骨料混凝土的制备及力学性能研究
陈宇峰;杨昱幸;余琪瑶
【期刊名称】《福建建设科技》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】以再生粗骨料取代率为主要试验参数,进行了地聚合物再生骨料混凝土的抗压强度试验、28d劈裂抗拉强度试验,通过在试验观察中测定的坍落度,评定地聚合物再生骨料混凝土的流动性、是否出现离析现象等工作性能,对再生骨料替代率为50%和100%的地聚合物再生骨料混凝土的弹性模量进行了相关的测定。
研究表明,随着再生粗骨料取代率的增大,地聚合物再生混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均降低,再生粗骨料的掺入影响了其力学性能。
【总页数】5页(P47-51)
【作者】陈宇峰;杨昱幸;余琪瑶
【作者单位】福建建工集团有限责任公司;福建农林大学交通与土木工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TU5
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1.聚合物改性再生骨料混凝土力学性能试验研究
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5.寒区再生骨料对再生混凝土力学性能影响研究
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地聚合物（geopolymer）材料
地聚合物（geopolymer）材料地聚合物(Geopolymer)是一种以无机[SiO4]、[AlO4]四面体为主要组成，结构上具有空间三维网络状键接结构的新型无机硅铝胶凝材料。
它在碱激活胶凝材料中最具有前途。
由于其特殊的网络结构，使得地聚合物材料在众多方面具有比高分子材料、水泥、陶瓷和金属更高的高温性能和机械性能；另一方面，地聚合物材料在制造过程中的能耗和三废排放量都非常低，材料对环境友好并且可以很好地被回收再利用，是一种可持续发展的“绿色环保材料”。
由此在比较全面地论述地聚合物材料的发展历史、生产工艺和优异性能后，我们对地聚合物会有一个比较完整的了解。
随着人们对健康、安全、环境意识的强化，尤其天然气和石油资源的日趋耗竭，材料未来总的发展趋向于：逐步由非金属材料部分地替代金属材料，而在非金属材料中，无机材料在许多领域中将越来越多地取代有机材料。
因此，由蕴藏量极其丰富而价廉的无机矿物制备无毒、耐高温、耐老化、高强度甚至多功能化的无机材料是当今世界材料学研究的重要方向之一。
无机高分子材料因能符合这些要求而日益引起重视。
地聚合物是英文Geopolymer的意译名。
Geopo—lymer这个单词最早是由法国科学家Joseph Davidovits于1985年在其美国专利中提出来的，他在对古建筑的研究过程中发现，耐久型建筑中有架状的硅铝链化合物存在，而这类化合物与地壳中大量存在的沸石类物质结构相似，因而命名为地聚合物材料(Geopolymer)。
其原意是指由地球化学作用(Geochemistry)或人工模仿地质合成作用(Geosynthesis)而制造出的铝硅酸盐矿物聚合物。
1、地聚合物的研究历史及国内外研究动态地聚合物具有有机高聚物的键接结构，但其主体为无机的硅一氧四面体与铝一氧四面体。
20世纪70年代，Davidovits最早以高岭石和煅烧高岭石制备了地聚合材料。
此后，Mahler以含水碱金属铝酸盐和硅酸为原料制备了类似铝硅酸盐的矿物聚合材料，该物质既具有有机高聚物、陶瓷的性能又兼有水泥的一些特征，同时其制备工艺比较简单，勿需采用生产硅酸盐水泥的“两磨一烧”工艺。
地质聚合物的制备与应用研究现状
地质聚合物的制备与应用研究现状
包申旭;周海林;张一敏;黄慕洋;Dombon Enkhbat
【期刊名称】《有色金属（冶炼部分）》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】地质聚合物是由硅铝酸盐原料经激发剂激发得到的一种无机非金属材料,具有原料来源广泛、制备工艺简单、碳排放量低、高强耐久等优点,应用前景非常广阔。
介绍了地质聚合物及其性能特点,对制备过程中的原料活化、激发剂、外加剂和养护制度等工艺的研究现状进行了总结,列举了地质聚合物在胶凝材料、隔热吸音、催化剂和固封材料等领域的应用实例,并评述了其在制备及应用方面需要进一步探索的问题。
【总页数】10页(P126-135)
【作者】包申旭;周海林;张一敏;黄慕洋;Dombon Enkhbat
【作者单位】武汉理工大学关键非金属矿产资源绿色利用教育部重点实验室;武汉理工大学资源与环境工程学院;武汉科技大学国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室;School of Geology and Mining Engineering University of Science and Technology 155141
【正文语种】中文
【中图分类】X758
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3.LTA型分子筛@地质聚合物复合自支撑膜的制备及醇水分离应用研究
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【精品】外文翻译(中文)偏高岭土地质聚合物的制备和力学性能研究
外文翻译(中文)偏高岭土地质聚合物的制备和力学性能研究偏高岭土地质聚合物的制备和力学性能研究Hongling Wang a,b,∗, Haihong Li a, Fengyuan Yan aa State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of ChemicalPhysics,Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, Chinab Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100864, China摘要：偏高岭土基地质聚合物是通过对偏高岭土在20℃左右时使用氢氧化钠溶液（4-12mol/L）和水玻璃溶液激发制备得到的。
在制备过程中在模具中对反应产物施以4MPa压力并放在65℃恒温箱中处理10小时后对材料的抗折强度、抗压强度和表观密度进行系统测量。
通过x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜（SEM）和红外光谱(IR)研究了氢氧化钠溶液浓度对偏高岭土地质聚合物的机械和化学性能的影响。
结果表明：随着氢氧化钠溶液的浓度在4-12mol/L范围内增加，地质聚合物的抗压强度、抗折强度和表观密度也相应提高。
试样在空气中的贮存时间对抗折强度影响很小然，而对抗压强度和表观密度几乎没有影响。
X射线衍射和红外光谱的分析表明地质聚合物材料是由非晶相和半晶相组成，这些非晶相和半晶相主要包括来源于偏高岭土煅烧过程中空气中的水和少量惰性成份。
地质聚合物中非晶相的含量随着氢氧化钠浓度提高而增加。
扫描电子显微镜的结果表明制备的地质聚合物维持了偏高岭土微粒的层状结构，所以认为地质聚合物反应主要发生在偏高岭土颗粒的微晶表面上。
但是这种推测需要更深层次的研究论证。
这种材料的强度数据显示这种基于偏高岭土的胶体反应会使得建筑材料具备良好的性能。
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应 用 化 工 App lied Chem ical Industry
Vol. 36 No. 2 Feb. 2007
地聚合物的制备及特性研究
杨巧 ,杨晓鸿
(武汉工业学院 化学与环境工程系 ,湖北 武汉 430023)
摘 要 :按质量比偏高岭土 ∶硅酸钠 ∶氢氧化钠 ∶填料 = 50 ∶54 ∶4 ∶5,在常温下混合及养护制备地聚合物 ,改变高 岭土煅烧温度 ,得到 5个地聚合物样品 。通过对样品耐火性 、耐酸性 、耐碱性等方面的研究 ,得到当高岭土煅烧温 度为 900 ℃、时间为 2 h时 ,样品综合性能最优 。流变学测量显示 ,粘度随时间增加 、随温度下降 ,傅立叶红外光谱 测量表明 ,其主要官能团为耐火性能优良的 Si—O —Si, Si—O , O —Si—O 结构 。 关键词 :地聚合物 ;偏高岭土 ;流变学 中图分类号 : TU 502 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 - 3206 (2007) 02 - 0167 - 04
成分
含量 / %
SiO2
53. 15
A l2O3
44. 71
Fe2 O 3
0. 33
CaO
0. 21
M gO
0. 10
K2 O
0. 10
N a2 O
0. 24
TiO2
0. 46
P2 O 5 烧失量
0. 27 0. 45
1. 2. 2 碱激发剂 由氢氧化钠和钠水玻璃配制成
的液体 。
1. 3 地聚合物样品的制备
W 1 ———碱溶解后样品质量 , g。
表 3 地聚合物样品碱溶解度
Table 3 The a lka li solub ilities of geopolym er sam ples
时间 /m in 样品 1#
碱溶解度 / % 样品 2# 样品 3# 样品 4#
样品 5#
10
1. 4
1. 3
1. 4
Study on prepara tion and character istics of geopolym er
YAN G Q iao, YAN G X iao2hong
(Department of Chem istry and Environmental Engineering,W uhan Polytechnic University,W uhan 430023, China)
将在 5 个温度下 (温度由高到低 )煅烧而得的
偏高岭土 、钠水玻璃 、碱激发剂与人工或天然硅铝
质填料按表 2称量 、混合 、搅拌均匀 ,并于室温下养
护 ,然后烘干 ,得到 5个地聚合物样品 ,依次编号 1#
～5# 。
表 2 地聚合物样品的配方
Table 2 The form ula of geopolym er sam ples
1. 3
1. 5
20
1. 6
1. 5
1. 6
1. 5
1. 7
30
1. 9
1. 8
1. 9
1. 7
1. 8
40
2. 0
1. 9
2. 1
2. 0
1. 9
50
2. 1
2. 0
2. 3
2. 3
2. 2
60
2. 3
2. 2
2. 62. 52.4碱溶解度反映了地聚合物的耐碱性 ,碱溶解度 越低 ,表明该样品耐碱性越强 。由表 3可知 , 5个地 聚合物样品的碱溶解度均随碱液处理时间的延长而
地聚合物由法国材料科学家 J Davidovits[ 1 ] 在 1985年提出 ,他以硅铝比为依据 ,将该物质结构大 致分为 3类 : PS ( Si ∶A l = 1) 、PSS ( Si ∶A l = 2)和 PS2 DS ( Si ∶A l = 3) 。无论那类地聚合物 ,均被认为是新 型的高性能无机聚合物 ,是碱激活胶凝材料中最具 前途的一类 ,并成为近年来国际上研究非常活跃的 材料之一 。
在工艺上 ,它是以偏高岭土 、碱激发剂为主要原 料 ,采用适当的工艺处理 ,通过化学反应得到具有与 陶瓷性能相似的一种新型材料 。该材料不仅兼有有 机高聚物 、水泥 、陶瓷的特点 ,而且具有耐火性强 、耐 酸耐碱性好 、原材料丰富 、价格低廉 、工艺简单 、生产 能耗低等优点 ,因此 ,地聚合物已经越来越引起材料 工程界的广泛关注 。在国外 ,地聚合物已经进入了 实用化 阶段 , 如 美国的 PYRAM ENT 牌水 泥 、德 国 TROL IT牌 [ 2 ]粘结剂和法国 GEOPOLYCERAM 牌陶 瓷等 。国内在这一领域起步较晚 ,目前仅有少量基
Abstract: According to the 50 ∶54 ∶4 ∶5 weight ratio of m etakaolin, sodium silicate, sodium hydroxide and filler, we p repared fire resistant geopolymers at room temperature by m ixing and maintaining. B y changing the calcination temperature on kaolin, five geopolymer samp les were obtained. Through resear2 ches on their fire, acid and alkali resistances, an op tim ized samp le was obtained from the m etakaolin cal2 cined at 900 ℃ for 2 h. Rheological m easurem ent show s that the viscosities of the samp les increase w ith tim e while decreasing w ith temperature rising. B y FTIR spectra, the main functional group s for the op ti2 m ized samp le are illustrated as Si—O —Si, Si—O , O —Si—O , which have superior fire resistance. Key words: geopolym er; metakaolin; rheology
增加 , 60 m in后所有样品碱溶解度都较低 ,表明地聚 合物样品均有较强耐碱性 。相同时间内 ,样品 2#的 碱溶解度最低 ,其它依次为样品 1# , 5# , 4# , 3# ,可见 各地聚合物耐碱性强弱关系为样品 2# >样品 1# > 样品 5# >样品 4# >样品 3# ,即高岭土煅烧温度为 800 ℃时所得样品 2#的耐碱性最强 , 900 ℃的样品 1#次之 。
对所得最佳样品 ,在半硬质塑料片上重复其配 方工艺 ,制得薄膜样品 ,然后放入电热恒温鼓风干燥 箱中养护 8 h,让其反应完全 ,再将其磨成细粉 ,然后
压片 ,做傅立叶红外光谱分析 。
2 结果与讨论
2. 1 样品外观 按表 2制备的地聚合物样品 ,在常温下养护 ,并 于 40 ℃烘箱中烘干 , 30 d后观察其外表 。发现样品 1#的表面最光滑 、有光泽 、无裂缝 (见图 1 ) ,其他样 品的表面比较粗糙 ,光泽不明 ,有些有细微裂缝 。因 此 ,定性认为高岭土煅烧温度 900 ℃时所得样品最 好。
成份
用量 / g
偏高岭土
50
钠水玻璃
54
氢氧化钠
4
填料
5
1. 4 分析方法 对凝固后的 5 个地聚合物样品 ,为考察其耐火 性 、耐酸性 、耐碱性 ,分别置于 1 000 ℃高温火焰 、浓 度为 1 mol/L 的盐酸 、4 mol/L的氢氧化钠中进行实 验。
对凝固前的样品 ,用旋转粘度计进行流变学性 能测量 ,以时间和温度为横坐标 ,粘度为纵坐标作 图 ,对所得数据进行分析 ,找出粘度与时间和温度之 间的定量关系 。
图 2 样品耐火测验结果 Fig. 2 Testing results for samp les fire resistance
由图 2 可知 , 5 个地聚合物样品下底面温度在 0～12 m in快速升高 , 12 m in 后温度基本没有变化 ; 30 m in时 ,各样品下底面温度分别为 255, 279, 296, 312, 323 ℃,远低于火焰温度 ,说明地聚合物样品耐 火性很好 。30 m in时各样品下底面温度不同 ,表明 地聚合物耐火性与原料高岭土的煅烧温度有关 ,煅 烧温度越高 ,耐火性越强 ,所以煅烧温度为 900 ℃的 样品 1#耐火性能最好 。 2. 2. 2 耐酸性 采用浓度为 1 mol/L 的盐酸 ,以质
收稿日期 : 2006210225 作者简介 :杨巧 (1982 - ) ,男 ,湖南长沙人 ,武汉工业学院在读硕士研究生 ,师从杨晓鸿教授 ,从事材料化学研究 。
电话 : 13476109425, E - mail: yangqiao713@163. com
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应用化工
第 36卷
BS224S电子天平 。
1. 2 原料预处理
1. 2. 1 偏高岭土 经过破碎 、过筛 、煅烧 (分别在
900, 800, 700, 600, 500 ℃下煅烧 2 h) 、冷却 、磨细 ,
比表面积为 400 m2 / kg左右 ,其化学组成见表 1。
表 1 偏高岭土的化学成分
Table 1 Chem ica l com position s of m etakaolin
1 实验部分
1. 1 试剂与仪器 偏高岭土 (山西大同煤质高岭土 ) 、钠水玻璃 (模数 M = 3. 3,浓度 36% ) ,工业品 ;盐酸 、NaOH 均 为化学纯 。 NDJ - 1 旋转粘度计 ; SXz - 4 - 10 型箱式马福 炉 ; HH - 6 数显恒温水浴锅 ; DHG - 9070A 型电热 恒温鼓风干燥箱 ; VECTOR22 傅立叶红外光谱仪 ;