耐高温耐腐蚀无机聚合物胶凝材料的性能研究.pdf

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1、耐高温耐腐蚀无机聚合物胶凝材料的性能研究／曹海琳等·27·耐高温耐腐蚀无机聚合物胶凝材料的性能研究曹海琳，李国学，翁履谦，杨海峰(深圳航天科技创新研究院先进材料研究所，深圳市复合材料重点实验室，深圳518057)摘要采用高炉矿渣微粉制备了无机聚合物胶凝材料，并从其化学组成、微观物相结构、细观结构的表征分析入手，结合胶砂试样力学性能、耐腐蚀性能和耐高温性能的测试分析，阐明该材料体系耐腐蚀和耐高温性能方面的特性。研究结果表明，无机聚合物为具有快凝高强特性的铝硅酸盐类化合物，主要是以一Si一()_Si一键或Si一()_Al—O键构成的具有链状、层状和三维架状结构特征的非晶态结构

2、，其细观结构均匀致密，孔洞多为封闭孔洞。致密的结构和稳定的一Si—O-Si一键或Si—A卜O键赋予无机聚合物优异的耐酸腐蚀性能和耐高温性能。关键词无机聚合物微观结构耐腐蚀性能耐高温性能中图分类号：TB321文献标识码：APropertiesofCorrosionResistantandHighTemperatureResistantInorganicPolymerMaterialsCAOHailin，LIGuoxue，WENGLuqian，YANGHaifeng(ShenzhenKeyLaboratoryofCompositeMaterials，AdvancedMater

3、ialsResearchInsitute，ShenzhenAcademyofAerospaceTechnology，Shenzhen518057)AbstractTheinorganicpolymer，usinggroundgranulatedblastfurnaceslag(GC-BS)asrawmateiral，werepreparedbyaddingacompositeactivator．Thechemicalcompositionandmicrostructureoftheinorganicpolymerwereexamined．Thecharacteristic

4、sofcorrosionresistanceandhightemperatureresistancewereinvestigatedcomparingwithPortlandcementsamples．Themechanismwasalsodiscussed．Theresultsshowthatinorganicpolymerhasamorphous—Si—O-Si—andSi一()_Al—Ostructure，anditsmicrostructureappearsdenserthanPortlandcement．Thecorro—sionresistantandhigh

5、temperatureresistantpropertiesofinorganicpolymeraremuchbetterthanthoseofPortlantce—mentduetoeompactivemicrostructureandstablealuminumsilicatecompoundoftheinorganicpolymer．Keywordsinorganicpolymer，microstructure，corrosionresistantproperty，hightemperatureresistantpro-perty无机聚合物胶凝材料的研究始于前苏联G

6、lukhovsky教与普通硅酸盐水泥在强度、耐腐蚀性能和耐高温性能方面的授对碱激发材料体系卓有成效的研究。目前乌克兰研究人差异，以期阐明无机聚合物耐腐蚀、耐高温的机理，为该材料员在该材料领域的研究工作仍处于国际领先地位口j。法国的开发和应用提供实验依据。科学家JosephDavidovits教授于20世纪7O年代以碱激发煅1实验烧高岭土制备胶凝材料，并命名为“Geopolymer”l3“]。作为一种新型绿色环保材料，无机聚合物已成为当今胶凝材料研本研究采用韶钢$95矿渣微粉作为主要原料，其氧化物究的热点之一。无机聚合物胶凝材料的制备过程为：通过碱含量如表l所示。碱性激发剂

7、(pH>14)为自制。水泥采用激发天然黏土、粉煤灰、矿渣微粉等原料，将原料玻璃相结构广东南华水泥有限公司生产的42．5硅酸盐水泥。中的一O-Si一()-Al一()_链解聚生成[SiO]一四面体和[-A10]表1矿渣微粉中主要氧化物含量(质量分数)及原子比四面体，再经缩聚反应生成新的一()_Si一()_A1一()_网络结Table1Mainoxides(massfraction)and构E511~。我国对该材料体系的研究工作主要集中在材料制molarratioofGGBS备、微观结构和力学性能方面，而对其特有的耐腐蚀和耐高温性能