矿物聚合材料——一种新型建筑材料
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智慧树知到《无机材料科学基础(上)》章节测试答案绪论1、人类历史上第一种人工合成品()。
水泥玻璃陶器合金答案: 陶器2、人类使用材料的历史经历了哪些时代()?石器时代青铜器时代铁器时代水泥时代E:钢铁时代F:硅时代G:新材料时代答案: 石器时代,青铜器时代,铁器时代,水泥时代,钢铁时代,硅时代,新材料时代3、材料的四个基本要素()。
组织结构材料性能合成与制备使用效能答案: 组织结构,材料性能,合成与制备,使用效能4、新型材料是()的一类新兴产业。
知识密集劳动力密集技术密集资金密集答案: 知识密集,技术密集,资金密集5、组成材料科学与工程的四要素的核心是()。
组织结构材料性能合成与制备使用效能答案: 组织结构6、组成材料科学与工程的四要素中()是研究工作的落脚点。
组织结构材料性能合成与制备使用效能答案: 材料性能7、无机材料科学基础是一门()课程。
专业方向专业基础课公共通识答案: 专业基础课8、按照材料的组成,可将材料分为()。
有机高分子材料金属材料无机非金属材料复合材料答案: 有机高分子材料,金属材料,无机非金属材料,复合材料9、按照材料来源可将材料分为()。
功能材料结构材料天然材料人工材料答案: 天然材料,人工材料10、材料是人类社会、用来制造构件、器件的物质()。
可接受的、可容易的、有用的可接受的、可经济的、有用的可接受的、可经济的、功能的常见的、可经济的、有用的答案: 可接受的、可经济的、有用的第一章1、离子键通过()成键?静电偶极吸引力共用电子对电子共有化价电子转移答案: 价电子转移2、共价键的特点()?方向性饱和性键合强键合弱答案: 方向性,饱和性,键合强3、氢键无方向性。
对错答案: 错4、描述电子状态需要那些参数()。
主量子数角量子数磁量子数自旋量子数答案: 主量子数,角量子数,磁量子数,自旋量子数5、下列是共价键晶体的有。
金刚石石墨NaCl晶体铜答案: 金刚石6、n=2的L电子层最多可容纳多少个电子()。
我国矿渣综合利用的现状聂轶苗;牛福生;张锦瑞【摘要】阐述了矿渣的性质,综述了我国目前对矿渣的主要应用情况.通过研究和利用这种工业废弃物,可以节能降耗,同时提高有关产品的质量,而且保护了生态环境,具有重要的社会效益、经济效益和环境效益.【期刊名称】《建材技术与应用》【年(卷),期】2009(000)002【总页数】4页(P6-9)【关键词】矿渣;组成;综合利用;现状【作者】聂轶苗;牛福生;张锦瑞【作者单位】河北理工大学,资源与环境学院,河北,唐山,063009;河北理工大学,资源与环境学院,河北,唐山,063009;河北理工大学,资源与环境学院,河北,唐山,063009【正文语种】中文【中图分类】X757引言矿渣是钢铁厂冶炼生铁时产生的副产物。
在高炉炼铁过程中,除了铁矿石和燃料(焦炭)之外,为了降低冶炼温度,还要加入适量的石灰石和白云石作熔剂,它们在高炉内分解所得的CaO、MgO在1 400~1 600 ℃下与铁矿石中的土质成分及焦炭中的灰分发生反应形成熔融物,经空气或水淬急冷处理形成粒状颗粒物,称为粒化高炉矿渣或水淬矿渣。
据不完全统计,每生产1 t生铁,将排出矿渣0.3~1 t。
我国钢铁厂的年矿渣排放量高达6 000万t以上。
这些矿渣的排放、堆积,不仅耗费了大量的人力、物力和财力,而且侵占了土地,污染了环境。
因此,合理有效地利用矿渣是目前国内研究的一个热门课题。
1 矿渣性质1.1 矿物组成矿渣是由矿渣熔浆经快速冷却固化而形成的细小颗粒,依其所含成分的不同,呈灰白色或乳黄色等。
它是一种具有很高潜在活性的玻璃体结构材料。
矿渣的矿物组成与熔融矿渣的冷却条件有关。
缓慢冷却时会得到稳定的固体,即Ca-Al-Mg硅酸盐晶体。
碱性矿渣(碱度系数>1)的主要晶相为硅酸二钙(C2S)和钙铝黄长石(C2AS);酸性矿渣(碱度系数<1)则以硅酸钙和钙长石为主。
此外,还有许多其他的晶相,如透辉石、钙镁橄榄石等。
新型胶凝材料——地质聚合物的研究进展摘要:地质聚合物是一类新发展起来的,兼有有机物、陶瓷、水泥的特点,又具有独特优异性能的新型胶凝材料。
本文介绍了地质聚合物的反应机理、研究进展及开发应用。
关键词:胶凝材料地质聚合物碱激活反应机理地质聚合物(Geopolymer)是近年来国际上研究非常活跃的非金属材料之一。
它是以粘土、工业废渣或矿渣为主要原料,经适当的工艺处理,在较低温度条件下通过化学反应得到的一类新型无机聚合物材料。
地质聚合物具有强度高、硬化快、耐酸碱腐蚀等优于普通硅酸盐水泥的独特性能,同时具有材料丰富、工艺简单、价格低廉、节约能源等优点引起了国内外材料专家的极大兴趣。
1 地质聚合物的反应机理法国J. Davidovits提出的“解聚—缩聚”机理,他认为地质聚合物的形成过程为:铝硅酸盐聚合反应是一个放热脱水的过程,反应以水为传质,在碱性催化剂的作用下铝硅酸盐矿物的的硅氧键和铝氧键断裂,发生断裂—重组反应;形成一系列的低聚硅(铝)四面体单元,聚合后又将大部分水排除,少量水则以结构水的形式取代[SiO4]中一个O的位置,最终生成Si—O—Al的网络结构。
聚合作用过程即各种铝硅酸盐(Al3+呈Ⅳ或Ⅴ次配位)与强碱性硅酸盐溶液之间的化学反应。
以上聚合反应表明,任何硅铝物质都可作为制备人造矿物聚合物材料的原料。
现在大多数的研究者的理论都以J. Davidovits的理论作为地质聚合物反应机理的基础。
这些理论的共同点在于地质聚合物的形成是铝硅酸盐在碱性条件下生成水合物后,水合物在进行缩水聚合生成聚合物。
当地质聚合物的添加成分较复杂时,则添加成分的离子在硅铝网络结构中所占据的位置不同而得到不同性质的地质聚合物。
2 地质聚合物研究进展20世纪30年代,美国的Purdon在研究了波特兰水泥(普通硅酸盐水泥)的硬化机理时发现,少量的NaOH在水泥硬化过程中可以起催化剂的作用,使得水泥中的硅、铝化合物比较容易溶解而形成硅酸钠和偏铝酸钠,再进一步与Ca(OH)2反应形成硅酸钙和铝酸钙矿物,使水泥硬化并且重新生成Na(OH)再催化下一轮反应,因此他提出了所谓的“碱激活”理论。
地质聚合物混凝土特性及应用1. 引言1.1 地质聚合物混凝土特性及应用概述地质聚合物混凝土是一种新型的混凝土材料,具有许多独特的特性及广泛的应用前景。
它是通过在混凝土中添加一定比例的地质聚合物(如天然胶黏土、矿物纤维等)而形成的。
地质聚合物混凝土相比传统混凝土具有更高的耐久性、抗压强度更高、更好的抗裂性能等优点。
在工程实践中,地质聚合物混凝土已经被广泛应用于高速公路、桥梁、隧道等领域。
其独特的环保特性也受到了越来越多的关注,符合当今社会可持续发展的要求。
未来,地质聚合物混凝土有望在建筑领域大放异彩,其应用前景广阔。
为了更好地推广其应用,我们需要深入研究其成分与制备工艺、力学性能分析等方面,以及与传统混凝土的比较,从而找到更加有效的推广策略。
地质聚合物混凝土在建筑领域的潜力巨大,我们应积极探索其在不同领域的应用,推动其发展壮大。
2. 正文2.1 地质聚合物混凝土的成分与制备工艺地质聚合物混凝土是一种独特的建筑材料,其成分和制备工艺对其性能和应用具有重要影响。
地质聚合物混凝土的主要成分包括水泥、细集料、粗集料、水和地质聚合物添加剂。
地质聚合物添加剂是地质聚合物混凝土的关键组成部分,它能够改善混凝土的力学性能、耐久性和工作性,提高混凝土的抗裂性和抗渗性。
地质聚合物混凝土的制备工艺包括原材料的筛选、搅拌和浇筑工艺。
在原材料筛选过程中,要根据工程需求选择适当的水泥、集料和地质聚合物添加剂。
在搅拌过程中,要控制好水灰比,保证混凝土的流动性和坍落度。
在浇筑过程中,要注意保证混凝土的均匀性和密实性,避免出现气孔和裂缝。
通过优化地质聚合物混凝土的成分和制备工艺,可以提高混凝土的质量和性能,拓展其在工程中的应用范围,推动地质聚合物混凝土的发展和促进建筑产业可持续发展。
2.2 地质聚合物混凝土的力学性能分析地质聚合物混凝土的力学性能分析是评价该材料在工程中可靠性和稳定性的重要指标之一。
力学性能分析主要包括其抗压强度、抗拉强度、抗折强度、抗冻性能等参数的测试和评估。
地聚合物胶凝材料技术与应用黎 非(江苏省建筑材料研究设计院有限公司,南京 210009)摘要:本文讨论了地聚合物复合胶凝材料及混凝土的合成反应原理、物理化学性能以及材料性能特点和应用前景。
关键词:地聚合物,胶凝材料,制备,理化性能1 引言混凝土是目前世界上应用最广泛的建筑材料。
现在生产和使用的水泥95%以上都属于硅酸盐水泥,而硅酸盐水泥在制备过程中要消耗大量的资源和能源、排放出很多污染环境的粉尘和废气(含CO2、SO2、NO x等),传统水泥面临着可持续发展的挑战。
水泥在配制高性能混凝土等方面的局限性等问题也逐渐引起人们的重视。
因此,人们开始探索采用矿物掺合料研制新型胶凝材料代替水泥。
与普通水泥相比,地聚合物(Geopolymer)是具有更为优异力学性能和耐久性能的新型碱激发胶凝材料。
地聚合物复合水泥由波特兰水泥、矿渣、火山灰材料(包括粉煤灰、煅烧页岩、煅烧土、偏高岭土、硅粉和稻壳灰) 和激发剂组成。
地聚合物一词最早由Joseph Davidovits(1978)提出。
地聚合物是由地球化学作用或地质合成作用形成的铝硅酸盐矿物聚合物。
它是含有多种非晶质至半晶质的三维铝硅酸盐的矿物聚合物。
Davidovits最初使用高岭石和煅烧高岭石作为制备矿物聚合材料的铝硅酸盐原料。
1980年,Mahler 以含水碱金属铝酸盐和硅酸为反应物,取代固体铝硅酸盐,制备了类似的铝硅酸盐聚合物材料。
Palomo等以煅烧高岭石为原料,加入硅砂作为增强组分,制备了抗压强度高达84.3 MPa的矿物聚合材料,而材料的固化时间仅为24h。
矿物聚合材料的制备工艺简单,能耗低,性能/价格比高,因而引起了国际学术界的广泛关注。
大量研究成果以专利文献的形式发表,并出现了许多商业产品,如Pyrament cements,Dynamit Nobel AG,Trolit binders,Geopolymite,Geopolymere-Frane等。
新型建筑材料论文3000字篇一:新型建筑材料论文新型建筑材料题目:新型材料保温砌块论文姓名;李伟班级;建工114学号;202130135新型材料保温砌块何为新型材料?我所理解的新型材料就是:以前没有的,而现在已经发明出来将要使用或者已经使用的材料。
查阅资料中保温砌块让我眼前一亮,它是能够代替传统的混凝土空心砌块,这种新型的复合墙体保温材料具有重量轻,强度高,施工快捷方便,工程造价较低,增加了隔热保温和环保的作用,实现了建筑墙体具有保温节能和降低噪音的作用,而且大幅增加建筑使用面积。
在我们身边都可以看到我国房屋建筑材料中70%是墙体材料,其中粘土砖占据主导地位,资料显示:生产粘土砖每年耗用粘土资源达1多亿立方米,约相当于毁田50万亩,同时,我国每年生产粘土砖消耗7000多万吨标准煤,不仅增加墙体材料的生产能耗,而且导致新建建筑的采暖和空调能耗大幅度增加,严重加剧了能源供需矛盾。
现在怎样减少粘土的使用是至关重要的。
世界各国开展建筑节能无不首先抓建筑围护材料的革新,一些发达国家早在六十年代就开始改用保温性能好、生产能耗低的新型墙体材料替代传统墙体材料。
在建筑中,建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个重要环节,发展外墙保护技术及节能材料是建筑节能的主要方法之一。
按照选用材料的不同,建筑物外墙保温材一料分为单一墙体材料和复合墙体材料。
复合墙体材料很好地结合了两种材料的特性,既不会使墙体材料过厚过重,又具有保温隔热特性,因此复合墙体材料是一种使用前景广阔的新型节能材料。
下面是我通过查阅资料对新型保温砌块作出具体阐述一.传统材料和新型材料的比较:传统材料的优点:尽管传统材料具有强度高、自重轻、耐久性好、外形尺寸规整,部分类型的砌块还具有美观的饰面以及良好的保温隔热性能等优点,应用范围十分广泛。
在建筑施工方法上与粘土砖相近似,在产品生产方面还具有原材料来源广泛、可以避免毁田烧砖并能消化部分工业废渣、生产能耗较低、对环境的污染程度较小、产品质量容易控制等优点。
国家开放大学一网一平台电大《建筑材料(A)》形考任务1及4网考题库答案形考任务11单选题O1在我国,一般建筑工程的材料费用要占到总投资的O正确答案:50%~60%2 .单选题02.材料的孔隙状态应属于材料的O正确答案:物理性质3 .单选题03.下列各种材料的构造属于纤维状的是()正确答案:木材4 .单选题04.孔隙按其连通性可以分为O正确答案,连通孔、封闭孔、半连通孔5 .单选题05.材料的密实体积V,自然体积YO及堆积体积V1三者的大小关系是0正确答案:V1≥VO>V6 .单选题06.散粒材料的堆积体积内,颗粒之间的空隙体积所占的比例称为()正确答案:空隙率7 .单选题07.粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量称为O正确答案,堆积密度8 .单选题08.质量为M的湿砂,吸水率为w,其中水的质量为O正确答案:9 .单选题09.材料在吸水饱和状态下,抵抗多次冻融循环,不破坏、强度也不显著降低的性质指的是O 正确答案:抗冻性10 .单选题10.材料受热时吸收热量,冷却时放出热量的性质称为O正确答案,热容I1单选题11.在冲击、震动荷载作用下,材料可吸收较大的能量产生一定的变形而不破坏的性质称为12 .单选题12.材料的厚度加大则材料的导热系数O正确答案:不确定13 .单选题13.按岩石的成因分类,自然界的岩石可以分为()正确答案:岩浆岩、沉积岩、变质岩14 .单选题14.花岗岩中的主要矿物成分是O正确答案:长石15 .单选题15.下列各组胶凝材料均是气硬性胶凝材料的是O正确答案:石灰、石膏、水玻璃正确答案:石灰、水泥、水玻璃16 .单选题16.石灰浆的硬化包括干燥硬化、结晶硬化、碳酸化硬化,其中,对硬度增长其主导作用的是()正确答案:结晶硬化17 .单选题17.建筑石膏的主要成份是O正确答案:硫酸钙18 .单选题18.建筑石膏凝结硬化时,最主要的特点是O正确答案:凝结硬化快19 .单选题19.水玻璃在空气中与CO2发生反应,生成的物质是()正确答案:碳酸钙20 .单选题20.过火石灰产生的原因是O正确答案:Jg烧温度过高、煨烧时间过长21 .判断题O1..材料化学组成的不同是造成其性能各异的主要原因正确答案:对22 .判断题02..一般来说,材料的亲水性越强,孔隙率越小,连通的毛细孔隙越多,其吸水率越小。
地质聚合物的性能与应用开展前景摘要地质聚合物是一种新型高性能胶凝材料。
由于其特殊的缩聚三维网络构造,使其在众多方面具有高分子材料、水泥和瓷等材料的特征。
综述了国外地质聚合物的制备研究及聚合反响机理,概述了地质聚合物具备的性能特点及其在土木工程、快速修补和有毒废料及放射性废料处理等领域广阔的应用开展前景。
关键词:地质聚合物聚合反响机理应用开展前景目录1 绪论21.1地质聚合物的简介2地质聚合物的概念2地质聚合物的构造2地质聚合反响机理22 地质聚合物的性能特点32.1高强度32.2强的耐腐蚀性和较好的耐久性42.3快硬早强42.4耐高温42.5渗透率低,耐冻融循环42.6良好的界面结合能力43 地质聚合物的应用开展前景53.1 开发土木工程材料和快速修补材料53.2 开发优质地质聚合物基涂料53.3 开发工业有毒废渣和核废料固封材料53.4 开发化学键合瓷63.5 开发地质聚合物复合材料63.6 开发防火和耐高温材料64 结语61 绪论1.1地质聚合物的简介地质聚合物的概念地质聚合物〔Geopolymer〕原意指由地球化学作用或人工模仿地质合成作用而制造出的铝硅酸盐矿物聚合物,其根本构造是由硅氧四面体和铝氧四面体聚合的具有非晶态和准晶态特征的三维网络凝胶体。
1.1.2地质聚合物的构造地质聚合物具有以硅氧四面体和铝氧四面体为骨架组成的三维网状凝胶构造,其经历化学式为Mn[-(SiO2)Z-AlO2]n·wH2O。
其中M为碱金属和金属阳离子等,n为聚合度数,Z为1、2、3等整数。
同时,地质聚合物具有类沸石笼状构造,地质聚合物与沸石在构造上的主要区别在于地质聚合物是一种无定形体,而沸石是一种结晶态物质。
因为有着与沸石类似的构造和制备方法,许多文献报道了在地质聚合物样品中出现了一定量的沸石相。
依据Z值的不同地质聚合物可以分为PS、PSS和PSDS型,它们的构造如图1所示。
图1地质聚合物PS、PSS和PSDS构造图通过投射电镜分析〔TEM〕可知地质聚合物具有孔径分布较宽的多孔构造。
矿物聚合材料——一种新型建筑材料
摘要:矿物聚合材料是近年来发展起来一种新型无机非金属材料,探讨了矿物聚合材料在国内外的发展历史和研究现状,并总结了聚合反应的机理,最后展望了这类新型建筑材料的应用前景。
关键词:矿物聚合材料;新型建筑材料;发展前景
古代混凝土、砂浆建筑物(如罗马的大竞技场)具有非常优异的耐久性能,它能在较恶劣的环境中保持几千年,甚至上万年而不破坏。
与之相比,在相同的条件下,用硅酸盐水泥制备的现代混凝土平均只有40~50年的寿命,最长的也不超过100年.短的仅几年就遭受严重破坏。
究其原因是由于在古代混凝土中存在一种硅酸盐水泥中没有的无定形物质,该物质的结构与有机高分子聚合物的三维网络结构相似,但其主体为无机的[Si04]4一和[A104]s一四面体,法国化学家Davidovits 称之为矿物聚合材料(Geopolymer)Ⅲ。
矿物聚合材料含有多种非晶质至半晶质相的三维铝硅酸盐矿物聚合物,是近年来发展起来的一类新型无机非金属材料。
这类材料多以天然铝硅酸盐矿物或工业固体废物为主要原料.与高岭石、粘土以及适量碱硅酸盐溶液充分混合后,在20~120℃的低温条件下成型硬化,属于由铝硅酸盐胶凝成分粘结的化学键陶瓷材料。
1 矿物聚合材料的研究历史与研究现状
矿物聚合材料作为一种碱激发胶凝材料,尽管其应用可追溯到古代,但矿物聚合材料的研究发展比较晚。
以1972年为界线可以分为探索期和发展期两个阶段:探索期:20世纪30年代.美国的Purdon在研究添加矿渣对波特兰水泥的作用时,制得一种更加快凝、高强的高凝材料,并提出了“碱催化”机理,认为材料的凝结过程为:二氧化硅、氧化铝与石灰溶解于氢氧化物:水化硅酸钙与水化铝酸钙的形成:氢氧化物的重新生成。
20世纪50~60年代,前苏联的G1ukhovski进一步系统地研究了矿物聚合材料.他指出:钠的磷酸盐、氟化物与碳酸盐均可作激活剂:固结物中的固相为水合硅酸钙与水合铝硅酸盐;粘土类矿物在碱溶液处理时,反应生成钠的水合硅铝酸盐。
发展期:1972年.法国的Davidovits发现硅铝酸盐矿物(如高岭石),可以在较低的温度下,在极短的时间内生成三维的硅铝酸盐人工岩石。
从此,开始了真正意义上的矿物聚合材料的研究。
Davidovits等发现。
矿物聚合材料的耐久性、抗酸实验,发现各种天然矿物都发生不同程度的聚合反应。
2 矿物聚合材料的研究意义
矿物聚合材料作为一种新型建筑材料,在工艺、性能、用途等方面集高聚物、陶瓷、水泥等材料特性为一体,同时具有其独特的优点:
(1)强度高,其主要力学性能指标优于玻璃与水泥,可与陶瓷及铝、钢等金属材料相当。
(2)具有较强的耐腐蚀性和较好的耐久性,大大优于传统的水泥材料。
(3)具有较好的快硬固化性,传统水泥固结硬化的时间一般在10~12 h。
而矿物聚合材料在2~4h就固结硬化了。
(4)材料耐高温,隔热效果好。
矿物聚合材料的基体相可能具有类沸石型结构,因而其密度较低,通过加入适量的发泡剂,并采用粉煤灰、膨胀珍珠岩等轻质骨料.进一步降低其体积密度和导热系数.可制备出具有良好保温隔热性能的新型轻质建筑材料。
(5)原料价格低廉,储量丰富。
其主要构成元素si、Al、O在地壳中的含量分别为27%、8%、47%。
(6)增韧、增强外加剂的选择范围广,由于反应在较低温度下进行.避免了高温可能导致的添加物变质,从而可采用多种外添加剂进行增韧、增强,提高材料性能。
(7)具有笼型结构,可开发出许多新的功能用途,譬如用作核放射元素的固封材料。
采用矿物聚合材料处理放射性废弃物,其效果优于波特兰水泥。
以上优点表明,开发矿物聚合材料本身就具有相当广阔的前景。
此外,从环境效益、经济效益和社会效益来看,综合开发利用矿物聚合材料还具有以下重要意义:矿物聚合材料是一种新型的建筑材料,与传统的建筑材料如水泥相比最大的不同在于矿聚物的反应过程没有高温煅烧条件,成型温度仅在20~100℃,能耗大为降低,这对于我国这样一个能源比较紧张的国家具有特殊重要的意义。
另外,矿物聚合材料可以利用固体废弃物作为大部分原料来源,如粉煤灰、高炉炉渣、建筑垃圾、烧粘土、矿山尾矿等。
目前我国固体废物的排放越来越严重,但工业固体废物的利用率不到50%,矿山尾矿的利用率不足5%。
制备矿物聚合材料的主要原料为固体铝硅酸盐。
可采用各种硅铝质矿物和工业固体废物。
这就为固体废物的资源化利用提供了一条有效的技术途径.在我国大力提倡可持续发展的今天更显示出巨大的应用前景。
4 矿物聚合材料的发展前景
2003年我国水泥的产量为8.13亿t,作为资源依赖性产业,对石灰石的需求量是巨大的。
按目前水泥的需求态势,我国的石灰石资源的储量仅够用30~50年。
那么就必将带来一个新的问题,资源用完后水泥的替代品的开发和利用。
其实这也是世界上一个紧迫的问题。
矿物聚合材料作为一种新型的建筑材料,在代替传统建筑材料方面有着无可比拟的优势。
发展前景被广泛看好。
目前全世界对矿物聚合材料的研究已全面展开。
法国和美国的应用比较早,做的也较为成熟,目前开始应用于路段和填埋建设。
我国矿物聚合材料的研究仅局限在实验阶段.但离大面积应用还存在~段距离。
对矿物聚合材料的反应机理和耐久性方面还有待于各国科学家的进一步研究。
相信随着材料工作者的努力和研究的深入.矿物聚合材料终将在建材方面发挥重要的作用!。