地聚物水泥簡介

1、地聚物水泥簡介地聚物水泥定義及結(jié)構(gòu)一性能及優(yōu)點(diǎn)二粉煤灰基地聚物水泥固化重金屬的應(yīng)用三一、地聚物水泥定義及結(jié)構(gòu)地聚物定義制備原料及過程是以燒粘土(偏高嶺土)、堿激發(fā)劑為原料，經(jīng)過適當(dāng)工藝處理，通過化學(xué)反應(yīng)得到的具有與陶瓷性能相似的一種新材料?？臻g結(jié)構(gòu)和性能地聚物是一類新型的具有三維氧化物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高性能無機(jī)聚合材料。內(nèi)部化學(xué)鍵連接聚物是由Si，0，Al等以共價(jià)鍵連接成骨架的無機(jī)聚合物n結(jié)構(gòu) 分子式：Mx-(SiO2)z-AIO2nwH2O 其中n為聚合度 根據(jù)n不同可將地聚物分為三類 地聚物三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)由硅氧四面體和鋁氧四面體連接組成。一、地聚物水泥定義及結(jié)構(gòu) 地聚物水泥是堿激發(fā)富含Si、Al物

2、質(zhì)而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、無定形或半結(jié)晶硅鋁酸鹽 膠凝材料，被看作是某種類似合成沸石的無 定形物質(zhì)。 地聚物水泥最終水化產(chǎn)物是堿一堿土鋁硅酸鹽等類沸石礦物。一、地聚物水泥定義及結(jié)構(gòu)二、性能及優(yōu)點(diǎn)物理性能耐高溫性能地聚物本身是個(gè)氧化物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系密實(shí)的氧化物網(wǎng)絡(luò)體系可以隔絕空氣，保護(hù)內(nèi)部物質(zhì)不被氧化高強(qiáng)度耐久性高溫收縮率和膨脹率均較低地聚物膨脹系數(shù)可以由Si的含量調(diào)節(jié)二、性能及優(yōu)點(diǎn)化學(xué)性能固定金屬離子性能強(qiáng)環(huán)狀分子之間結(jié)合形成密閉的空腔，可以把金屬離子和其他毒性物質(zhì)分割包圍在空腔內(nèi)膠凝和硬化速度快地聚反應(yīng)過程中，溶膠的形成和脫水反應(yīng)速度比較快，網(wǎng)絡(luò)骨架比較容易形成耐酸性好地聚物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中Si一0和A

3、10在室溫下較難與酸(HF酸除外)反應(yīng)聚合度高，抗氧化能力高優(yōu)點(diǎn)原料來源廣，價(jià)格低廉硅鋁氧化合物(如天然硅鋁酸鹽礦物、高嶺土等)，以及高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、煤矸石、廢玻璃、各種爐渣等工業(yè)礦渣生產(chǎn)節(jié)能，環(huán)保制備地聚物材料所用的原料可直接使用或只需低溫(350750)處理，不用高溫煅燒，使用后可回收再利用地聚物反應(yīng)只是硅鋁酸之間的脫水反應(yīng)，在堿性條件下是可逆的制備工藝簡單原料預(yù)處理、加入堿激發(fā)劑和水、攪拌后裝模成型和脫模養(yǎng)護(hù)，最后得到地聚物膠凝材料。二、性能及優(yōu)點(diǎn) 粉煤灰基地聚物水泥是以粉煤灰和堿為主要原料、經(jīng)適當(dāng)工藝制備而成的一種膠凝材料。 堿或堿土金屬元素與成為片段的玻璃相反應(yīng)，玻璃相中的鋁

4、硅酸鹽框架溶解發(fā)生水合作用而生成 網(wǎng)絡(luò)狀產(chǎn)物。三、粉煤灰基地聚物水泥固化重金屬的應(yīng)用若為單一堿金屬元素，其主要水化產(chǎn)物是沸石、類沸石相若為堿土金屬元素，尤其是鈣時(shí)，生成水化硅酸鈣(CSH)和水化硅酸鋁(ASH)固化機(jī)理三、粉煤灰基地聚物水泥固化重金屬的應(yīng)用化學(xué)作用某些毒害離子在粉煤灰基地聚物水泥水化過程中通過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)入粉煤灰基地聚物水泥的晶格中。粉煤灰基地聚物水泥通過化學(xué)鍵與有毒、有害離子結(jié)合，重金屬離子能進(jìn)入聚合物網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部而像堿金屬離子一樣起電價(jià)平衡作用，且某些重金屬離子又有益于增強(qiáng)它的結(jié)構(gòu)吸附作用地聚物水泥的沸石骨架能吸附放射性元素，使包容體無害化某些環(huán)狀分子鏈構(gòu)成“類晶體”結(jié)構(gòu)，

5、環(huán)狀分子間結(jié)合形成密閉的空腔(籠狀)，可把金屬離子和其他毒性物質(zhì)分割包圍在空腔內(nèi)。機(jī)械阻滯作用處理效果n固化體強(qiáng)度 根據(jù)GB14569.193低、中水平放射性廢物固化體性能水泥固化體要求，28 d抗壓強(qiáng)度7 MPa。n抗浸出性 反映固化體在環(huán)境中滯留毒害離子的能力。浸出越低，說明固化體固化效果越好。n耐久性 在固化重金屬或放射性廢液時(shí)，會帶入大量無機(jī)鹽。無機(jī)鹽或氯離子影響普通硅酸鹽水泥水化，使水泥系統(tǒng)的凝結(jié)硬化出現(xiàn)異常。但對粉煤灰基地聚物水泥來說，無機(jī)鹽或氯離子對其抗壓和耐久性影響很小。三、粉煤灰基地聚物水泥固化重金屬的應(yīng)用存在的主要技術(shù)問題與前景n固化機(jī)理方面的深入研究工作較少，至今尚未完全弄清對各種有毒、有害元素的固化方式。n粉煤灰基地聚物水泥長期固化性能尚未充分研究。 粉煤灰基地聚物水泥能否在固化領(lǐng)域起到關(guān)鍵作