保温建筑材料-秸秆地聚物的抗盐侵蚀性能及其应用价值分析

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1、浙江工jk大学生坏学晚毕业论文（设计）幵题报告（含文献综述）论文题目：保温建筑材料-秸秆地聚物的抗盐侵蚀性能及其应用价值分析学生姓名：姚轶学号：201006220226专业：环境工程指导教师：金漫形教授2014年3月9日1.选题的目的及意义随着经济的发展和世界城市化进程的加快，大量使用水泥材料所排放的co2使温室效应加剧，生产硅酸盐水泥的过程消耗的能耗多、造成的严重污染、对资源未充分利用；而且其水化产物的稳定性在实际应用屮显得不够好，一些工程因此耐久性较差。地聚合物是一类新型的高性能的无机聚合物材料，在碱激活胶凝材料中属于®具前景的一类。地聚合物材料往往拥有比髙分子材料、陶瓷、水泥和金属

2、更好的耐高温性能和机械性能，归因于其特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构；另一方面，在制造地聚合物材料过程中所需要的能耗和排放的三废量都非常低，是一种可持续发展对坏境友好的能被很好的冋收再利用的“绿色环保材料”。虽然地聚合物在建筑方面已有了应用，然而在工程建设屮将地聚合物作为保温建筑材料的应用较少。近年来，作为一种新型加同材料-纤维的发展逐渐得到了重视，但是目前关于在地聚物中添加纤维后的更方而效果的研宂在我国还处于起步阶段，而有关纤维的处置得研宄报道也很少，在一定程度上这影响了纤维地聚物在我国的应用和推广。本课题就是在这种背景下，对添加粘秆后对地聚物机械性能的影响进行研究。主要方法是在地聚物

3、中添加少量的秸秆，已期可以达到预期的稳定化效果，从这个意义上来说，结合我国实际情况，开展纤维添加对地聚物性能影响的研究将更具有实用价值。本课题的n的是研究秸秆地聚合物材料的最佳工艺配方，得岀桔秆最佳掺量及添加方式，进而对最佳工艺配方下的地聚合物的环境稳定性方面进行初步试验研宄。通过室内保温模型的建立，同时结合之前有关于粘秆地聚合物其他方囬环境稳定性的研究，评估材料作力保温建筑材料所产生的潜在建筑应用价值和长期环境经济效益。2.内外研究现状及发展趋势在过去三十几年的时间里，地聚合物的研究经历了一个从初级到高级的发展过程。自20世纪80年代以后，地聚合物的研宄获得了较大的进展。原料与激活剂的

4、选择范围有了很大的拓宽，从最初的高岭土到现在火山浮石、粉煤灰、矿物废渣、烧粘土都用来作为硅铝來源的原料，选择范围大大扩大；从最初的NaOH，到现在的碱金属的氢氧化物、硫酸盐、碳酸盐、氟化物和铝硅酸盐等都可以作为反应的激活剂，碱激活剂的种类有了很大的增加；同时对地聚合物材料起到增韧、增强的添加物的选择范围也有所扩大。地聚合物的制备及养护均可以在较低温度甚至常温下进行，高温条件下可能导致的添加物变质，以及添加物与基体的热失配和化学不相容的情况可以有效的避免，因此可采用多种添加剂对地聚合物进行复合增强、增钢，改善材料的性能。20世纪90年代后期，VanJaarsveld^等人致力于用粉煤灰等工

5、业固体废物制备地聚合物及其包拈固化有毒金属及化合物等应用的研宂，。近年來，有关该材料的研宂也激发Y国内研宄者的极大热情，并取得了阶段性的成果。但总体来说，国外的研究已经初具眉端，而目前国内的研究仍处于起步阶段。而其中关于粘秆地聚合物以及将之用于保温建筑材料方面的研究更少，结合目前社会需求，该课题还具有很大发展前景，需要我们努力的去探索。3.文献综述3.1地聚物概况地聚合物（geopolymer）是以烧粘土（偏高岭土）、碱激发剂为主要原料，运用适当的工艺处理,通过化学反应得到的具有与陶瓷相似性能的一种新材料。它的分子链主要是以硅,氧，铝等元素构成的共价键为主，国际上近儿年来有关它的研究非常

6、活跃。法国科学家JosephDavidovits教授在20世纪70年代末首先提出了地聚合物的概念并且以此加以命名:1]’[2]，以他力主的课题组对有关地聚合物的研究及应川领域作出了极具历史性的重要的贡献[3]’[4n。地聚合物一词原意指在地球地质合成作用或化学作用下而形成的铝硅酸盐矿质聚合物'而这发展至今一概念则包括了所有采用天然矿物或固废弃物制备成的以Si-O四而体与A1-0四而体聚合而成的具有非晶态和准晶态特征的三维网络凝胶体16]。土壤屮的化合物主要由硅、铝、氧等元素组成，由这些元素纟II成的化合物通常具有网络状的结构。Geopolymer是硅铝氧化合物经地聚反应（聚合反应）后形成

7、的产物，其最后产物的结构与土壤化合物所拥有有的铝砘酸盐网络状相似。地聚合物的聚合机理至今尚未能有一个确定的解释，因力其发牛.的聚合反应涉及到各种方而的很多因素，有关其聚合机理的研宄至今仍在继续。目前，以碱激发机理为基础的地聚合物的聚合机理解释被国内外多数学者说采用•，其中最具代表性的是J-Davidovits教授提出的反应机理，其理论认力可以把地质聚合反应的机理分力“解聚一缩聚”的过程，认为在形成地聚合物的过程中，首先，在碱溶液的作