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1、第24卷 第2期岩 石 矿 物 学 杂 志Vol.24,No.22005年3月 ACTAPETROLOGICAETMINERALOGICAMar.,2005·环境矿物学·矿物聚合材料基体相的形成过程研究1,21王 刚,马鸿文(1.中国地质大学材料科学与工程学院,北京 100083;2.中国建筑材料工业规划研究院,北京 100035)摘 要:基体相在矿物聚合材料结构中起与其他矿物表面键合的作用,是材料强度的来源。本实验以富钾岩石提钾后的硅铝质溶胶相加NaOH固体,在60℃下制备矿物聚合材料基体相,并采用XRD、SE
2、M、IR、NMR等分析手段研究了不同固化时间基体相的结构。研究结果表明,在基体相的形成过程中,没有新的结晶相产生,说明基体相为一4-种半晶质到非晶质物相;随着固化时间的变化,其自身[SiO4]四面体发生解聚又重新聚合,聚合后基体相形成了致密完整的块体。关键词:矿物聚合材料;基体相;形成过程;聚合反应中图分类号:P589;P575 文献标识码:A 文章编号:1000-6524(2005)02-0133-06Astudyoftheformationprocessofthegeopolymergel1,2
3、1WANGGangandMAHong-wen(1.SchoolofMaterialScienceandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;2.ChinaDevelopmentStrategyforBuildingMaterials,Beijing100035,China)Abstract:Thegeopolymergel,whichcanbelinkedwithothermineralsingeopolymer,isthesourc
4、eofmaterialstrength.Inthisexperiment,geopolymergelwaspreparedbythealuminosilicatesolobtainedaftertheextrac2tionofpotassiumfromslatewiththeadditionofNaOHat60℃.XRD,SEM,IRandNMRwereusedtoinves2tigatethestructureofthegelatdifferentsolidificationtimespans.Theresult
5、showsthatthereisnonewcrystalphaseproducedduringtheformationofthegel,implyingthatthegelisamorphous.Itisalsoshownthatwith4-thechangeofthesolidificationtime,the[SiO4]tetrahedronofthegeldepolymerizesatfirstandpolymerizesafterwards.Thegelformsacompactmassafterpolym
6、erization.Keywords:geopolymer;gel;formationprocess;polymerization 矿物聚合材料的英文原称是geopolymer。它是液与硅酸盐矿物颗粒发生反应,并在其表面形成具近年新发展起来的一类新型无机非金属材料,即含有硅铝酸盐长链结构的凝胶相,凝胶相固化脱水后有多种非晶质至半晶质相的三维铝硅酸盐矿物聚合形成的物相称之为基体相,而基体相将未反应的矿物。这类材料多以天然铝硅酸盐矿物或工业固体废物颗粒粘结在一起,形成具有一定强度的材料(王刚物为主要原料,与含铝质粘土
7、和适量碱硅酸盐溶液等,2004)。这类材料具有良好的理化性能,如耐酸充分混合后,在20～120℃的低温条件下成型硬化,碱腐蚀、耐久性好、抗渗性高、抗冻性好和不导致碱是一类由铝硅酸盐胶凝成分粘结的化学键陶瓷材料集料反应等。(Davidovits,1994;马鸿文等,2002)。目前,国内外制备矿物聚合材料,除以工业固体矿物聚合材料属于碱激发胶凝材料,即强碱溶废物或铝硅酸盐矿产品为主要原料外,配料还需高收稿日期:20040923基金项目:教育部博士学科点基金资助项目(1999049114);内蒙古自治区科技攻关资助项目
8、(20020307)作者简介:王 刚(1975),男,博士,工程师,岩石学、矿物学、材料学专业,现主要从事矿物材料及建材战略咨询研究,E-mail:wang7506@vip.sina.com。1 岩 石 矿 物 学 杂 志 第3424卷岭石(约1/3)、硅酸钠(钾)和氢氧化钠(钾)(马鸿文试,
