【摘  要】地质聚合物粘结剂是国际建材行业已广泛研究的一类非金属材料。地质聚合物复合材料具有工艺简单、功耗低、强度高、耐久性好等优点。与传统硅酸盐水泥相比，该项目具有许多独特的特点和挑战。但总的来说，地聚合物领带的发展仍将是国际建材行业的重点，其使用将在各个领域为人类健康带来显着改善。

【关键词】地聚合物;胶凝材料;制备;理化性能

引言

随着现代科学技术的进步和军事进程的迅速加快，对军事设施特别是军用混凝土建筑的需求越来越大。现代战争武器的破坏性越来越大，需要很大的结构强度;困难的战斗情况需要良好的力量;战斗的速度也要求建筑物中使用的混凝土必须能够立即承受严酷的考验。普通硅酸盐水泥难以满足这些要求，因此需要以水泥为基础的坚固、耐用的材料。地质聚合物粘合剂材料不仅具有这些特点，而且在生产过程中还具有低功耗、环保、耐高温、耐腐蚀等特点。

1地聚合物胶凝材料的结构和反应机理

根据其分子结构，地质聚合物可分为三类：单硅-氧化铝（PS-Si-O-Al-）、硅-氧化铝（PSS-Si-O-Al-O-Si-）和三硅-氧化铝（PSDS-Si-O-Al-O-Si-）。聚合物水泥结构的构建是一个复杂的脱水过程。该反应以水为介质，含硅和铝的原料在碱活化剂的作用下，使硅-氧键和铝-氧键断裂，形成一系列四面体低硅（i铝）交替单位。使用氧原子作为桥梁，元素si有+4的稳定化合价，si-o是中性的;铝成分带电差，+3价，需要碱剂中碱离子（Na或K）的平衡电流。这种前驱体地质聚合物水泥的羟基在碱性或干燥条件下极为稳定，脱水形成聚铝硅酸盐大分子链的三维链：Mx[-（Si-O）Z-Al-O--]n.Whoo。在形式上，M是主要金属的一种成分，X是离子、化学键的数量，Z是硅铝的比例，N是物质的总和，W是化学键结合的水量（0≤W≤4）。

2性能与应用

2.1地聚合物理化性能

2.1.1强度

聚合物材料为非晶态到半晶态，具有三维晶格结构和四面体随机分布[Si04]和[AlO4]。晶格的基本元素是硅-氧化铝链（-Si-O-Al-O-）、硅-氧化铝-二氧化硅-氧链（-Si-O-A1-O-Si-O-）和硅-铝-二氧化硅链（-Si-O-Al-O-Si-O-）。这种结构可以通过脱氢作用与矿物颗粒表面的[SiO4]和四面体[AlO4]形成离子和共价键，从而提高材料的强度和更快的固化速度。一般来说，矿物聚合物材料在形成和固化的最初4小时内，其强度可达到最终强度的70%，与快速固化水泥相似，并且其强度随着时间的推移而增加。标准试验表明，地聚合物胶凝材料的抗压强度和轴向抗压强度略高于普通混凝土，孔隙抗拉强度和静态压缩弹性模量与普通混凝土相近。抗拉弹性模量和极限抗拉值略低于普通混凝土。

2.1.2体积稳定性

普通混凝土在暴露于硫酸盐时会变得有弹性。可扩展性的影响随着年龄的增长而增长，地质聚合物灌浆的体积没有增加。聚合物混凝土的强度低于常规混凝土，加工过程中的平均减量率在常规焊接中仅为15.8%。因此，地质聚合物粘合剂具有高体积耐久性，地质聚合物键在低温下释放，水化温度低，避免了在散装混凝土施工中形成有害的热负荷。

2.1.3混凝土强度

在普通水泥与凝固体之间的可见连接处可能出现富含Ca（OH）2和钙矾石的过渡区，导致表面涂层不良。聚合物水泥和骨料管连接器密切相关，没有等效的过渡区。在酸性环境中，普通水泥会碎裂，地质聚合物键仍然牢固。地质聚合物键在水提取过程中不会形成钙矾石和氢氧化钙矿物，因此它们具有抵抗硫酸盐侵蚀的能力，并且在不同酸和溶剂的溶液中具有良好的稳定性。人们普遍认为，硅酸盐水泥的使用寿命只有50-150年，而钙矾石水化形成的矿物在恶劣地区受到轻微影响，材料无碱骨料反应，耐磨性好。

2.1.4渗透率低

地聚合物胶凝材料由硅酸铝聚合而成，它可以用来处理几乎所有的有毒离子，避免有毒金属和放射性废物。地质聚合物键通常与重金属离子结合，然后化学结合。尾矿和矿浆形成聚合物后，金属的离子浸出率大大降低。

2.2地聚合物的应用

根据国内外的研究成果，地聚合物胶凝材料的性能可以完全或部分替代水泥在许多新型建筑材料和产品中的应用。由于地聚物粘结剂结构优良，主要应用于以下领域：地聚物砌块施工、地聚物混凝土安装、地聚物浇注、尾矿地聚物加固。用于粘砂工程的粉煤灰和地质聚合物建筑板，耐用不磨损的高强度建筑材料和高温注塑材料，防水地质聚合物增强材料。

3问题与展望

地质聚合物作为一种新型建筑材料，发展潜力巨大，有望替代传统粘土砖，但聚合物水泥在工业化应用方面存在困难。由于各种工业废料和尾料被用作未成熟材料，其化学成分、矿物成分和结构差异很大。生产和控制过程也难以停止，影响产品质量稳定性，对产业发展有一定影响。地质聚合物应用了地质成因的原理。成型材料具有强度高、凝固快、体积大、性能稳定等特点，与水泥不同，可严格控制。地聚合物技术采用强碱性材料，增加了成本，目前，主要由于工业规模和产品标准的工业化，这种水泥很难推广。

结语

地质聚合物具有良好的结构和耐久性，可以满足许多新型建筑材料的需求。由于其结构紧凑，除用于建筑物和道路外，还可用于土木工程、港口建设、化工等工程。我国高岭土和固体工业废物来源丰富，为处理固体工业废物提供了有效途径。从资源落后、节能降耗、循环经济等角度看，可以替代目前应用广泛、发展前景广阔的“绿色”水泥。

参考文献

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