礦物聚合物衍生自法國科學家J.Davidovits于20世紀70年代提出的gelpolymer,其原意是指由化學作用形成的鋁硅酸鹽礦物聚合物,即由無機的[SiO4]和[AlO4]四面體鏈接形成的、含有多種非晶質至半晶質相的、具有三維網絡狀結構的無機聚合物。這類材料多以天然鋁硅酸鹽礦物或工業固體廢棄物為主要原料,通過堿性激發劑激發,在20~200℃條件下合成。
礦物聚合物兼具礦物和高分子聚合物的結構與性能。在化學組成上,礦物聚合物主要為硅鋁酸鹽產物,具有礦物的特點,耐高溫、耐腐蝕、不老化、穩定性好,且不燃燒、不排放有毒氣體;在結構上,礦物聚合物具備有機高分子的鍵接結構,但其基本結構為無機的[SiO4]和[AlO4]四面體,水化后聚合形成了網絡狀結構,具有高分子聚合物的特點,膠結性能好,且強度高。用作高強度水泥,與普通水泥相比,水化熱低、早強快硬、強度高、耐腐蝕、收縮小;用于固定核廢料,能長期經受輻射及水熱作用而不老化,這是有機高分子聚合物及硅酸鹽水泥所無法達到的性能;礦物聚合物具有分子尺寸的牢籠型微觀結構,抗滲性好,能將幾乎所有的有毒金屬離子有效地固定在牢籠結構中;還可作耐火和保溫材料,能經受1000~1200℃的高溫,隔熱性能好。因此,礦物聚合物可廣泛應用于汽車及航空工業、非鐵鑄造及冶金、土木工程、交通及搶修工程、塑料工業、有毒元素固化及核廢料處理、藝術及裝飾材料及儲藏設施等。
中國地質大學(武漢)研究人員的實驗結果表明:高嶺土的煅燒溫度、礦物聚合物制備原料摻比、養護溫度等對礦物聚合物材料抗壓強度有很大影響。高嶺土煅燒溫度500~900℃,礦物聚合物的抗壓強度先增大后減小,摻加600℃煅燒高嶺土的礦物聚合物養護7d,抗壓強度最大,為80.5MPa;偏高嶺土、水玻璃、NaOH最佳質量配比為7.5:6:1;提高養護溫度,可顯著提高礦物聚合物的早期強度,60℃養護2h,礦物聚合物的抗壓強度可達70MPa以上;但是在養護缺水的條件下,隨著溫度的升高或養護時間的延長,礦物聚合物的抗壓強度呈下降趨勢。
礦物聚合物兼具礦物和高分子聚合物的結構與性能。在化學組成上,礦物聚合物主要為硅鋁酸鹽產物,具有礦物的特點,耐高溫、耐腐蝕、不老化、穩定性好,且不燃燒、不排放有毒氣體;在結構上,礦物聚合物具備有機高分子的鍵接結構,但其基本結構為無機的[SiO4]和[AlO4]四面體,水化后聚合形成了網絡狀結構,具有高分子聚合物的特點,膠結性能好,且強度高。用作高強度水泥,與普通水泥相比,水化熱低、早強快硬、強度高、耐腐蝕、收縮小;用于固定核廢料,能長期經受輻射及水熱作用而不老化,這是有機高分子聚合物及硅酸鹽水泥所無法達到的性能;礦物聚合物具有分子尺寸的牢籠型微觀結構,抗滲性好,能將幾乎所有的有毒金屬離子有效地固定在牢籠結構中;還可作耐火和保溫材料,能經受1000~1200℃的高溫,隔熱性能好。因此,礦物聚合物可廣泛應用于汽車及航空工業、非鐵鑄造及冶金、土木工程、交通及搶修工程、塑料工業、有毒元素固化及核廢料處理、藝術及裝飾材料及儲藏設施等。
中國地質大學(武漢)研究人員的實驗結果表明:高嶺土的煅燒溫度、礦物聚合物制備原料摻比、養護溫度等對礦物聚合物材料抗壓強度有很大影響。高嶺土煅燒溫度500~900℃,礦物聚合物的抗壓強度先增大后減小,摻加600℃煅燒高嶺土的礦物聚合物養護7d,抗壓強度最大,為80.5MPa;偏高嶺土、水玻璃、NaOH最佳質量配比為7.5:6:1;提高養護溫度,可顯著提高礦物聚合物的早期強度,60℃養護2h,礦物聚合物的抗壓強度可達70MPa以上;但是在養護缺水的條件下,隨著溫度的升高或養護時間的延長,礦物聚合物的抗壓強度呈下降趨勢。