土壤聚合物水泥 2015-01-04

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土壤聚合物水泥(Geopolymeric Cement)是一种新型的碱激活 水泥。其主要原料是含高岭石的粘土,经500~900 ℃煅烧,在一定细度的情况下与碱盐等 均匀混合而成。土聚水泥因在原料和水化产物中存在大量含硅铝链的“无机聚合物”,称之 为“土壤聚合物(Geopolymer)”,土壤聚合物水泥(简称土聚水泥)也因此而得名。
1 土聚水泥的物理化学性能
1.1 性能特点
 土聚水泥在较低温度下(500~900 ℃)煅烧而成,其中处于介稳状态的偏高岭等无定形硅铝 化合物经碱 性激活剂的作用,硅铝链经历了一个由解聚到再聚合的过程。土聚水泥具有如下的优异性能 。 (1)水化热低。土聚水泥在较低温度下制备而成,与普通硅酸盐水泥相比,土聚水泥“过剩 ”的能量小,表现 出较低的水化热,用于大体积混凝土工程时不会造成急剧温升,避免了破坏性热应力的产生 。 (2)收缩小。土聚水泥表现出完全不同于普通硅酸盐水泥的水化机理,普通硅酸盐水泥水化 后,产 生较大的化学收缩,而土聚水泥水化后表现出较好的体积稳定性,收缩远小于普通硅酸盐水 泥。 (3)早期强度高。与一般的碱激活水泥一样,土聚水泥表现了较高的早期强度,20 ℃下土聚 水泥水化4 h, 抗压强度可达15~20 MPa;使用优质骨料配制的土聚水泥混凝土,25 ℃下,1 d抗压强度可 达56 MPa;土聚水泥后 期强度也不下降,一定工艺条件下,土聚水泥制品的强度可达300 MPa以上。因此,土聚水 泥也被划分为化学键合陶瓷(Chemically bonded Ceramics)的范畴。 (4)抗渗性好,耐冻融循环。土聚水泥能形成致密的结构,强度较高,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。 (5)耐化学侵蚀。土聚水泥水化时不产生钙矾石等硫铝酸盐矿物,因而能耐硫酸盐侵蚀;土 聚水泥在酸溶液和各种有机溶剂中都表现了良好的稳定性。 (6)耐高温性能好。土聚水泥的熔点约为1250 ℃,显示了较好的高温力学强度,其耐火耐热 性能远远优于普通硅酸盐水泥。 (7)耐水热作用。在水热条件下,普通硅酸盐水泥较易受到毁灭性破坏,而土聚水泥则可保 持较好的稳定性。 (8)可自调温调湿。自然条件下,外界温度较低时,土聚水泥能吸收空气中的水分,当外界 温度升高时,土聚水泥吸收的水分蒸发,在土聚水泥密封结构内部形成较稳定的温度湿度条 件,消除了内表面的返潮现象。 (9)优良的耐久性。 (10)较高的界面结合强度。普通硅酸盐水泥在与骨料结合的界面上容易出现富含Ca(OH)2 及钙矾石等粗大结晶的过渡区,造成界面结合力薄弱,而土聚水泥和骨料界面结合紧密,不 会出现类似的过渡区。
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凯旋
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