“直接加水”一体化方式合成地聚合物研究现状及展望

地聚合物是通过硅铝质材料在一定激发作用下形成的具有硅氧四面体和铝氧四面体交替键合网络结构的无机胶凝材料。目前其合成方式主要包括两种：一种是将活性硅铝原料与激发剂溶液拌合后固化形成（将该合成方式记为GS-1）;另一种是向固体反应前驱物中直接添加水拌合后固化形成（将该合成方式记为GS-2）。本文首先对GS-2合成方式的研究现状进行综述,再将GS-1和GS-2合成方式在反应物组成、反应过程与机理方面进行比较,并对GS-2合成方式在地聚合物性能改善方面进行了展望。     

粉煤灰基地聚合物反应机理及各组分作用的研究进展

地聚合物指采用天然矿物或固体废弃物及人工硅铝化合物为原料,在高碱性条件下通过矿物缩聚而形成的由硅氧四面体与铝氧四面体组成的三维网状聚合胶凝材料。地聚合物兼有陶瓷、水泥、高分子材料的特点,是近年来国内外新型绿色胶凝材料研究的热点。针对粉煤灰基地聚合物反应机理综述了国内外研究现状;介绍了 Glukhovsky 模型、受碱激发的描述性机理模型、纳米结构模型以及体积分数量化模型;并重点介绍了碱、硅铝组分、钙组分和水在地聚合反应中的作用。     

地聚合物及其混凝土的胶凝性质概述

地聚合物是硅铝质无机原料通过矿物缩聚生成的一种以离子键和共价键为主,范德华键为辅,由共用氧交替键合的硅、铝氧四面体组成的铝-氧-硅酸盐无定形网状结构的胶凝材料.地聚合物的水化反应是在碱性激发剂的作用下,硅氧键和铝氧键发生断裂-重组反应,再聚合生成地聚合物的过程.与硅酸盐水泥相比,地聚合物不仅可以充分利用工业固体废弃物为原料,而且可以在常温下反应制备,因此具有显著的利废节能特点.通过分析近年来国内外地聚合物的研究进展,重点论述了成分效应、外加剂和固化条件对地聚合物性能的影响,以及地聚合物混凝土的凝结和硬化特性、界面过渡区性质、钢筋粘结性质、耐高温性及耐久性,以期对地聚合物及其基材的深入认识和工程应用具有积极的参考作用.     

CLDH对矿渣基地聚合物微观结构和性能的影响

地聚合物因其节能减排、性能优异而广受关注。本工作提出了地聚合物相调控的概念，并在矿渣基地聚合物体系中，使用煅烧层状双氢氧化物(CLDHs)，研究其对微观结构和性能的影响。同步辐射高能XRD及PDF计算、TEM等表征结果揭示了CLDH的再水化反应，在微观结构上提高了晶胶比和凝胶的短程有序性。在宏观性能上，掺入CLDH的地聚合物力学性能和保水性得到提高，自收缩和干燥收缩显著降低。掺用CLDH作为改善地聚合物微观结构的一种技术方法，有助于解决地聚合物的性能缺陷问题，为制备高性能地聚合物提供了一个新思路。     

固硫灰制备地聚合物实验研究

以循环流化床燃煤固硫灰为原材料,以水玻璃为碱激发剂成功制备出地聚合物,最高强度为52.8 MPa.最优实验参数为:M=2.5,w水玻璃=33.3％,wMK=20％.XRD、IR、SEM分析表明:固硫灰在反应过程中石英结构遭到破坏,Si-O-Si或Al-O-Si的聚合度降低,产生大量有利于地聚合反应的活性硅氧四面体和铝氧四面体.固硫灰基地聚合物纯度较高,结构致密,且Si-O-Si及Al-O-Si聚合度较高.     

深冷处理对聚合物材料改性研究综述

研究了已发表的深冷处理聚合物材料的文献,总结了深冷处理的应用现状,包括冷冻的方法,深冷处理的参数,处理后聚合物的性能和微观结构的变化。通过对比各种聚合物材料经过深冷处理后各方面性能的变化,以及可能引起这些变化的微观结构变化,发现深冷处理是一种较为有效的聚合物材料改性方式。深冷处理后的聚合物材料,由于自身的性质不同,机械性能都有不同程度的提升。     

硅酸钠模数对无机聚合物力学性能与微观结构的影响

用模数m=1.0、1.2、1.4和1.6的4种硅酸钠溶液作激发剂制备偏高岭土基无机聚合物,通过强度测试、红外分析(IR)、X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等方法考察激发剂模数对无机聚合物力学性能和微观结构的影响。结果表明:模数在1.0~1.6变化时,激发剂中硅氧四面体呈低聚合态;随养护时间延长,无机聚合物抗压强度和抗折强度提高,m=1.2的无机聚合物28 d抗压强度最高(74.6 MPa),抗折强度为11.2 MPa;4种无机聚合物主体相均呈非晶态,结构上由凝胶体和残留原料颗粒组成,其中,m=1.2时无机聚合物的显微结构最平整。     

纳米改性CFA-MSWI复合地聚合物的耐久性

利用城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)和高钙粉煤灰(CFA)制备地聚合物,并采用纳米SiO2和γ-Al2O3对MSWI-CFA复合地聚合物进行改性研究,研究了纳米改性复合地聚合物的耐久性。结果表明:MSWI-CFA复合地聚合物本身具有很好的耐高温性能;化学侵蚀对复合地聚合物的影响依次为HCl溶液NaOH溶液Na2SO4溶液。纳米微粒对MSWI-CFA复合地聚合物的干缩性能、抗化学侵蚀性能和耐高温性能均有较好的改善作用,且纳米SiO2对地聚合物的改善作用优于纳米γ-Al2O3。SEM和BET研究进一步证实,纳米微粒能够有效改善地聚合物的微观结构和孔结构,使地聚合物大孔体积减少,体系结构更为致密,增强了地聚合物的耐久性。     

拉曼光谱在硅酸盐熔体结构研究的应用

硅酸盐在冶金、材料等诸多领域应用非常广泛,硅酸盐熔体的微观结构决定了其物理化学性质,因此,对硅酸盐熔体结构的研究至关重要。拉曼光谱是研究硅酸盐熔体结构的一种有效手段,应用拉曼光谱在常温下测定玻璃态硅酸盐结构和采用高温拉曼光谱技术测定完全熔融状态下硅酸盐结构一直是一个重要的研究方向,并且也取得了很多研究成果。在硅酸盐熔体结构的拉曼谱峰中,400～800cm^-1波数段内反映了[SiO₄]四面体中桥氧的弯曲或伸缩振动,800～1200cm^-1波数段内反映了[SiO₄]四面体中非桥氧的对称伸缩振动,含有其它离子的硅酸盐熔体的拉曼谱峰会因离子属性的不同而改变其位移、半高宽和强度。     

笼型倍半硅氧烷基聚合物的制备和结构性能以及应用

笼型倍半硅氧烷基聚合物是一种典型的多面体有机／无机分子复合物材料,因其具有优异的光、电、热、磁、声、力学和化学相容性等性能,所以近年来被引入较为尖端的技术领域进行研究和应用。本文归纳总结了笼型倍半硅氧烷基聚合物的现行制备方法,讨论了笼型倍半硅氧烷结构对材料性能的影响。最后,对笼型倍半硅氧烷基聚合物材料的应用领域和发展趋势进行了说明。