粉煤灰-偏高岭土基多孔地质聚合物的制备和孔结构、抗压强度性能研究文献综述
2020-05-11 23:25:55
文 献 综 述 1、前言 地质聚合物的概念最早由法国科学家Jpseph Davidovits提出[1]。
地质聚合物是一种硅氧四面体聚合而成,具有非晶态和准晶态特征的三维网络状凝胶材料,因其产物中含有大量与构成地壳物质性质相似的含硅铝长链的无机聚合物而得名[2],同时人们又称这种材料为土聚物、矿物聚合物和无机高分子聚合物等[3]。
地聚物作为近几年发展起来的新型无机聚合材料,主要有以下一些优点:一是力学性能优异,快硬早强;二是具有良好的耐久性和耐腐蚀性;三是具有较低的渗透率;四是耐高温以及隔热性能好;五是生产能耗低,绿色低碳。
随着我国以及世界凸显的日益严重的能源紧张、资源浪费、环境污染等问题的出现[4],发展清洁能源和研究新型材料,减轻对一次性资源的依赖以及降低对工业生产建筑队环境的破坏至关重要,在这种环境下,研究发展新型地质聚合物是解决以上问题的一条重要途径。
根据地质聚合物的性质,通过查阅资料可知,地质聚合物可用富含硅铝成分的固体废弃物和矿物与碱溶液或碱金属硅酸盐溶液反应制备[5],例如偏高岭土、粉煤灰和矿渣等,特别是粉煤灰和矿渣,由于其来源广泛,成本低廉,且某些性质优于偏高岭土,世界范围内每年产量高达几亿吨,合理利用粉煤灰可以减少粉煤灰处理厂的占地面积,减低能源消耗以及其他温室气体的排放,对于环境建设有非常重要的作用,因此近几年对于粉煤灰基地质聚合物的研究十分广泛[3-4]。
目前我国的建筑材料节能环保方面还远远落后于世界发达国家,建筑单位面积能耗是发达国家的3-5倍,而且国内采用的建筑保温材料主要是有机材料,以膨胀聚苯乙烯泡沫塑料、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯硬泡塑料为主[6],这类保温材料防火性差,易燃,且释放出大量有毒气体,近几年也频频出现高分子保温材料事故。
利用地聚物轻质高强的特点,采用化学发泡制备多孔地质聚合物是国内外许多学者研究重点,而轻集料对高容重地聚物进行性能改性也是一大研究方向。
刘震[7]等人研究了地聚物浆料、地聚物浆料与聚苯乙烯泡沫颗粒的混合比和压缩比对保温材料的导热系数、密度等性能的影响;李淑进[8]研究了沸石粉作为轻集料在高性能混凝土中的应用;牟德华[9]等人研究了利用黑龙江省的浮石、页岩颗粒,制备次轻混凝土砌块的配合比研究与实验过程。
通过以上学者的研究可以得出结论,利用轻集料改进地聚物及一般混凝土可以提高其整体性能并强化材料的保温隔热以及防火性能。
在普通地质聚合物中掺加一定量的轻集料可以有效的提高地聚物的保温隔热性能,同时也能对其力学性能有较好的提升作用,玻化微珠和沸石在集料改性多孔材料方面有很好研究背景。