课件：第六章绿色水泥.ppt

（6）特种建筑材料 承重楼板、天花板、隔板、装饰板、装蒜瓦片，优点是可压出凹凸花纹，成品上可喷涂各种颜料或镀金属，表面光洁亮泽、硬度高、耐磨性好且抗腐蚀 （7）危险废料处理 由于该材料具有高强度、高韧性、低渗透性以及良好 抗溶剂和耐酸碱腐蚀性能，所以可用作盛装核废渣、废液等危险废料的容器，以及作特种耐蚀管材。 （8）护甲/防弹装甲材料 利用该材料良好的冲击韧性，可作为人员和交通工具的护甲、重要工业或军用建筑的外墙板或隔板 （9）生物医学材料 作为外科、骨科、牙科的移植材料使用。 THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 * * 1.2.3 耐久性优良 地聚合水泥材料的优良性能一方面源于其稳定的网络结构，另一方面是因为可以完全避免普通水泥因金属离子迁移与骨料反应而引起的碱集料反应，没有膨胀(普通硅酸盐水泥混凝土通常会发生碱集料反应而引起膨胀，是极大的安全隐患)，因而经受自然破坏的能力很强。 Malinouski，Davidovits对罗马古竞技场、希腊古Cister混凝土墙、埃及古金字塔等考察后，发现这些古建筑物材料具有“类沸石”结构，并认为这是使那些古建筑能够屹立几千年的主要原因。近代人类利用地聚合物材料作为建筑材料始于20世纪60年代，这些建筑是否能像那些古建筑一样存在几千年，只能由历史来见证了。耐久性优良对于节约资源和保护环境具有深远的意义。 1.2.4　功能多样性 硅元素存在稳定的+4价态，因此，地聚合水泥材料中的硅氧四面体显电中性;铝氧四面体中的铝元素是+3价态，但却与四个氧原子结合成键，所以，铝氧四面体显电负性，需要吸收体系中的正离子来平衡电荷。总的结果使体系显电中性。铝离子的这一行为以及地聚合物材料本身的结构特点，使得该种材料具备多种功能特性。例如，固定金属离子。 地聚合水泥的结构是由环状分子链构成的“类晶体”结构。环状分子之间结合形成密闭的空腔(笼状)，可以把金属离子和其他毒性物质分割包围在空腔内;同时骨架中的铝离子也能吸附金属离子；Mallow认为金属离子还参与了地聚合水泥结构的形成，因此，可以更有效地固定体系中的金属离子。Davidovits的研究表明，地聚合物基质对Hg、As、Fe、Mn、Ar、Co、Pb的固定率大于或等于90%。另外，网络骨架即使是在核辐射作用下，仍比较稳定。利用这一特点，可将其应用于有毒废料处理、核废料处理、催化、吸附等领域 。 1.2.5 快凝 地聚合反应过程中，溶胶的形成和脱水反应速度比较快，网络骨架比较容易形成，另外，微波、加热、干燥对反应都有促进作用，因此可快速制得高强度制品，应用于机场、道路、桥梁和军事设施的快速修建与修复等。 如Davidovits于1996年制得的地聚合水泥材料在20℃下放置30分钟即可固化，4小时后抗压强度高于15MPa；(K，Ca)-PSS水泥在自然条件下5小时后的抗压强度即达22MPa；PYRAMENT牌地聚合物水泥(1988, LoneStar Industry , USA)在4小时后抗压强度为20MPa，而普通硅酸盐水泥则需几天才能达到这个强度。 1.2.6　耐酸 地聚合水泥网络结构中SiO和AlO在室温下较难与酸(HF酸除外)反应，可以用其制造耐酸材料。J.Davidovits做了试验对比：把波特兰水泥和地聚合水泥材料浸渍于硫酸盐(pH=0 )中，结果发现60天后，水泥重量损失63 %，而地聚合水泥仅失重3%。 1.2.7　聚合程度较高 与传统水泥材料相比，地聚合水泥材料的聚合程度较高。与陶瓷材料相比，地聚合水泥材料的结构为以环状链构成的连续三维网络构架，有“类晶态”和“玻璃态”两种结构，不存在完全的晶体和晶界。材料的各项性能来自于SiOn·AlOn骨架; 陶瓷则是多晶体系，晶粒之间通过晶界相互咬合、支撑。晶界是陶瓷的重要结构相，也是最薄弱的环节(多包含无定型物质)，晶界的性质决定了陶瓷的整体性能。地聚合水泥材料的许多性能与陶瓷相近。 1.2.8　可回收再利用 由前述地聚合反应机理可以知道，地聚合反应过程是铝硅酸之间的脱水反应，这个反应在强碱性条件下是可逆的；另一方面，原料变成产物，除了脱水外没有损失其他的物质。所以，地聚合水泥废料经粉碎后，应该可以直接当作原料再来制备地聚合水泥材料，这样就节省了大量的原材料和能源，并减少对环境的污染。 1.2.9 不利特性 脆性较大是地聚合水泥不利的方面。针对地聚合水泥的脆性特点，Davidovits在1989年、1994年分别用玻璃纤维、碳纤维和碳化硅纤维增韧地聚合水泥材料，其抗弯强度分别达到了140MPa、175 MPa、220MPa，尤其是用