Геополимеры представляют собой неорганические , обычно керамические, алюмосиликатные, образующие ковалентно связанные некристаллические ( аморфные ) сети с большой протяженностью . Фрагменты обсидиана (вулканического стекла) входят в состав некоторых геополимерных смесей. [1] Коммерчески производимые геополимеры могут использоваться для огнестойких и жаропрочных покрытий и клеев, в медицине, для высокотемпературной керамики, новых связующих для огнестойких волокнистых композитов, инкапсуляции токсичных и радиоактивных отходов и новых цементов для бетона. Свойства и применение геополимеров исследуются во многих научных и промышленных дисциплинах: современная неорганическая химия, физическая химия, коллоидная химия.химия, минералогия, геология и другие виды технологических процессов. Геополимеры - это часть науки, химии и технологий полимеров, которая составляет одну из основных областей материаловедения. Полимеры представляют собой либо органический материал, то есть на основе углерода, либо неорганический полимер , например, на основе кремния. К органическим полимерам относятся классы природных полимеров (каучук, целлюлоза), синтетических органических полимеров (текстильные волокна, пластмассы, пленки, эластомеры и т. Д.) И природных биополимеров (биология, медицина, фармацевтика). Сырье, используемое для синтеза полимеров на основе кремния, в основном представляет собой породообразующие минералы геологического происхождения, отсюда и название: геополимер . Джозеф Давидовиц ввел термин в обращение в 1978 году [2] и создал французское некоммерческое научное учреждение (Association Loi 1901) Institut Géopolymère ( Институт геополимеров ).
Согласно Т.Ф. Йену [3] геополимеры можно разделить на две основные группы: чистые неорганические геополимеры и геополимеры, содержащие органические вещества, синтетические аналоги встречающихся в природе макромолекул . В следующем представлении геополимер по существу представляет собой минеральное химическое соединение или смесь соединений, состоящих из повторяющихся звеньев, например силикооксид (-Si-O-Si-O-), силикоалюминат (-Si-O-Al- O-), ферросиликоалюминат (-Fe-O-Si-O-Al-O-) или алюмофосфат (-Al-OPO-), созданные в процессе геополимеризации. [4] Этот минеральный синтез (геосинтез) был впервые представлен на симпозиуме IUPAC в 1976 году. [5]
Микроструктура геополимеры, по существу , зависит от температуры: это рентгеновское аморфного при комнатной температуре, но эволюционирует в кристаллическую матрицу при температурах выше 500 ° C. [6]
Можно выделить два пути синтеза: в щелочной среде (Na + , K + , Li + , Ca 2+ , Cs + и т. П.); или в кислой среде с фосфорной кислотой , органическими карбоновыми кислотами из растительных экстрактов ( уксусной , лимонной , щавелевой и гуминовой кислотами ).
Щелочной путь является наиболее важным с точки зрения исследований, разработок и коммерческого применения и описан ниже. Кислый путь обсуждается в другом месте. [7] [8]
Что такое геополимер?
В 1950-х годах Виктор Глюковский из Киева (СССР) разработал бетонные материалы, первоначально известные под названиями «силикатные грунты» и «грунтовые цементы» [9], но с момента введения концепции геополимеров Иосифом Давидовичем в 1991 году терминология а определения «геополимера» стали более разнообразными и часто противоречивыми. Приведенные ниже примеры взяты из научных публикаций 2011 года, написанных учеными с разным опытом.
Определения термина геополимер [10]
Для химиков [11]
- «... Геополимеры состоят из полимерного каркаса Si – O – Al, похожего на цеолиты. Основное отличие от цеолита в том, что геополимеры являются аморфными, а не кристаллическими. Микроструктура геополимеров в нанометровом масштабе, наблюдаемая с помощью ПЭМ, включает небольшие кластеры алюмосиликата с порами, рассредоточенными внутри высокопористой сетки. Размер кластеров составляет от 5 до 10 нанометров ».
Для химиков, занимающихся геополимерными материалами [12]
- '... В результате реакции образуются SiO 4 и AlO 4 , тетраэдрические каркасы, связанные общими атомами кислорода как полисиалаты, полисилат-силоксо или полисилат-дисилоксо) в зависимости от соотношения SiO 2 / Al 2 O 3 в система. Соединение тетраэдрических каркасов происходит за счет дальнодействующих ковалентных связей. Таким образом, структура геополимера воспринимается как плотная аморфная фаза, состоящая из полукристаллической трехмерной алюмосиликатной микроструктуры ».
Для ученых, занимающихся щелочным цементом [13]
- «... Геополимеры - это каркасные структуры, полученные конденсацией тетраэдрических алюмосиликатных единиц, с ионами щелочных металлов, уравновешивающими заряд, связанный с тетраэдрическим Al. Обычно геополимеры синтезируют из двухкомпонентной смеси, состоящей из щелочного раствора (часто растворимого силиката) и твердых алюмосиликатных материалов. Геополимеризация происходит при температуре окружающей среды или немного повышенной температуре, когда выщелачивание твердого алюмосиликатного сырья в щелочных растворах приводит к переносу выщелоченных частиц с твердых поверхностей в растущую гелевую фазу с последующим зародышеобразованием и конденсацией гелевой фазы с образованием твердого вещества. связующее.
Для химиков, занимающихся геополимерной керамикой [14]
- «… Хотя геополимер обычно рентгеноаморфен при отверждении при стандартных давлениях и температурах, при нагревании он превращается в кристаллические керамические фазы, такие как лейцит или поллуцит».
Для керамистов [15]
- «... Геополимеры - это класс полностью неорганической керамики на основе алюмосиликата, заряд которой уравновешен оксидами группы I. Они представляют собой жесткие гели, которые при относительно окружающих условиях температуры и давления превращаются в тела с почти чистым размером и которые впоследствии могут быть преобразованы в кристаллические или стеклокерамические материалы ».
Синтез геополимеров
Ионная координация или ковалентная связь?
В 1937 году У. Л. Брэгг опубликовал метод классификации всех видов силикатов и их кристаллических структур, основанный на концепции ионной теории Лайнуса Полинга . Фундаментальная единица представляет собой тетраэдрический комплекс, состоящий из небольшого катиона, такого как Si 4+ или Al 3+, в тетраэдрической координации с четырьмя атомами кислорода (первое правило Полинга). Многие учебники объясняют геометрию тетраэдра SiO 4 4- и других минеральных структур, определяемую относительными размерами различных ионов.
Это представление ионной координации больше не адаптировано к требованиям химии геополимеров, которая регулируется механизмами ковалентного связывания. Различия между ионной концепцией (координацией) и ковалентной связью очень велики. Структура двойного тетраэдра (координация) состоит из одного аниона кислорода O 2- , тогда как в молекулярной структуре Si-O-Si ковалентная связь достигается за счет совместного использования Si и O только одного электрона. [16] Это приводит к более прочной связи внутри последней структуры. Американский минералог и геохимик Г. В. Гиббс и его команда изучали полимерную связь Si-O-Si-O и в 1982-2000 годах заявили: «Успешное моделирование свойств и структур кремнезема ... подтверждает утверждение о том, что полиморф кремнезема» Подобный кварцу можно рассматривать как гигантскую молекулу, связанную по существу теми же силами, которые связывают атомы каркаса Si-O-Si в небольшую молекулу силоксана . [17] Термин « гигантская молекула», использованный Г. В. Гиббсом, эквивалентен определению геополимера, а формулировка « небольшая молекула силоксана» описывает фактические олигомеры кремнийорганических соединений, хорошо известных как силиконовый полимер. Эти силоксановые олигомеры имеют ту же структуру, что и силикоалюминатные олигомеры, описанные ниже в этой статье.
Геополимеризация начинается с олигомеров
Геополимеризация - это процесс объединения множества небольших молекул, известных как олигомеры, в ковалентно связанную сеть. Геохимический синтез осуществляется через олигомеры (димер, тример, тетрамер, пентамер), которые обеспечивают фактические структурные единицы трехмерного макромолекулярного здания. В 2000 году TW Swaddle и его команда [18] доказали существование растворимых изолированных молекул алюмосиликата в растворе при относительно высоких концентрациях и высоком pH . Одним из основных улучшений в их исследованиях было то, что их исследование проводилось при очень низких температурах, до -9 ° C. Действительно, было обнаружено, что полимеризация олигосилатов при комнатной температуре происходит в масштабе времени около 100 миллисекунд, то есть в 100-1000 раз быстрее, чем полимеризация ортосиликатных олигосилоксоэлементов. При комнатной температуре или выше реакция настолько быстра, что ее невозможно обнаружить с помощью обычного аналитического оборудования.
На изображении показаны 5 растворимых олигомеров типа K-поли (сиалат) / поли (сиалат-силоксо), которые являются фактическими исходными единицами алюмосиликатной геополимеризации на основе калия.
Пример геополимеризации (-Si-O-Al-O-) с метакаолином МК-750 в щелочной среде [19]
Он включает четыре основных этапа, состоящих из семи этапов химической реакции:
- Щелочная деполимеризация поли (силоксо) слоя каолинита ;
- Образование мономерных и олигомерных частиц, включая молекулу «ортосиалата» (OH) 3 -Si-O-Al- (OH) 3 (№1 на рисунке);
- В присутствии жидкого стекла (растворимого K-полисилоксоната) создается орто-сиалат-дисилоксоциклическая структура (например, № 5 на рисунке), в результате чего гидроксид высвобождается в результате реакций конденсации и может снова вступать в реакцию;
- Геополимеризация ( поликонденсация ) в высшие олигомеры и полимерные 3D-сети.
Кинетика геополимеризации для Na-поли (сиалат-силоксо) и K-поли (сиалат-силоксо) немного отличается соответственно. Вероятно, это связано с разными размерами катионов Na + и K + , причем K + больше, чем Na + .
Пример геополимеризации цеолита (Si-O-Al-O-) с летучей золой в щелочной среде [20]
Он включает 5 основных этапов
- Стадия зародышеобразования, на которой алюмосиликаты из частиц летучей золы растворяются в щелочной среде (Na + ), высвобождая алюминаты и силикаты, вероятно, в виде мономеров .
- Эти мономеры взаимодействуют друг с другом с образованием димеров , которые, в свою очередь, реагируют с другими мономерами с образованием тримеров, тетрамеров и так далее.
- Когда раствор достигает насыщения, осаждается богатый алюминием гель (названный Гель 1) .
- По мере развития реакции все больше групп Si-O из исходного твердого источника растворяется, увеличивая концентрацию кремния в среде и постепенно увеличивая долю кремния в геле-предшественнике цеолита (гель 2).
- Поликонденсация в цеолитоподобные 3D-каркасы.
Геополимерные 3D-каркасы
В результате геополимеризации образуется алюмосиликатный каркас, аналогичный каркасу породообразующих минералов. Тем не менее, есть существенные различия. В 1994 г. Давидовиц [21] представил теоретическую структуру K-поли (сиалат-силоксо) (K) - (Si-O-Al-O-Si-O), которая согласуется со спектрами ЯМР . Он не показывает присутствие воды в структуре, потому что он сосредоточился только на взаимосвязи между атомами Si, Al, Na, K. Вода присутствует только при температурах ниже 150 ° C - 200 ° C, в основном в форме -ОН-групп, тогда как многочисленные промышленные и коммерческие применения геополимеров работают при температурах от 200 ° C до 1400 ° C, то есть при температурах выше дегидроксилирования. . Тем не менее, ученые, работающие над низкотемпературными приложениями, такими как цемент и утилизация отходов , пытались точно определить гидратацию катионов и молекулы воды. [22] [23] Эта модель показывает не полностью прореагировавший геополимер (слева на рисунке), который включает свободные группы Si-OH, которые позже со временем или с температурой поликонденсируются с противоположным Al-OK, в Si-O-Al-O. сиалатные облигации. Вода, высвобождаемая в результате этой реакции, либо остается в порах, либо связана с каркасом, как цеолитная вода, либо может высвобождаться и удаляться. Некоторые 3D-фреймворки описаны в книге «Геополимерная химия и приложения». [24] После дегидроксилирования (и дегидратации), обычно при температуре выше 250 ° C, геополимеры становятся все более и более кристаллическими (справа на рисунке), а при температуре выше 500-1000 ° C (в зависимости от природы присутствующего щелочного катиона) кристаллизуются и имеют X -дифрактограммы и каркасные структуры, идентичные своим геологическим аналогам.
Коммерческие приложения
Существует множество потенциальных и существующих приложений. Некоторые приложения геополимеров все еще находятся в разработке, тогда как другие уже промышленно внедрены и коммерциализированы. См. Неполный список, предоставленный Институтом геополимеров. [25] Они перечислены в трех основных категориях:
Геополимерные смолы и связующие
- Огнеупорные материалы, теплоизоляция, пены;
- Керамическая плитка с низким энергопотреблением , огнеупорные изделия, термостойкие огнеупоры;
- Высокотехнологичные смоляные системы, краски, связующие и затирки;
- Биотехнологии (материалы для медицинского применения);
- Литейное производство (смолы), оснастка для производства композитов из органических волокон;
- Композиты для ремонта и укрепления инфраструктур, огнестойкие и жаропрочные высокотехнологичные углеродно-волокнистые композиты для салона самолетов и автомобилей;
- Локализация радиоактивных и токсичных отходов;
Геополимерные цементы и бетоны
- Низкотехнологичные строительные материалы (глиняный кирпич),
- Цементы и бетоны с низким содержанием CO 2 ;
Искусство и археология
- Изделия из декоративного камня, искусства и декора;
- Культурное наследие, археология и история наук.
Геополимерные смолы и связующие
Класс геополимерных материалов, по описанию Давидовица, включает: [26]
- Геополимерное связующее на основе Метакаолина МК-750
- химическая формула (Na, K) - (Si-O-Al-O-Si-O-), соотношение Si: Al = 2 (диапазон от 1,5 до 2,5)
- Геополимерное связующее на основе диоксида кремния
- химическая формула (Na, K) -n (Si-O -) - (Si-O-Al-), соотношение Si: Al> 20 (диапазон от 15 до 40).
- Связующее геополимерное на основе золь-геля (синтетическое МК-750)
- химическая формула (Na, K) - (Si-O-Al-O-Si-O-), соотношение Si: Al = 2
Первая геополимерная смола была описана во французской патентной заявке, поданной Дж. Давидовицем в 1979 году. Американский патент US 4 349 386 был выдан 14 сентября 1982 года под названием « Минеральные полимеры и способы их получения» . По сути, он включал геополимеризацию щелочного растворимого силиката [жидкое стекло или (Na, K) -полисилоксонат] с кальцинированной каолинитовой глиной (позже был изобретен метакаолин МК-750, чтобы подчеркнуть важность температуры прокаливания , а именно 750 ° C в данном случае). В 1985 году Кеннет МакКензи и его команда из Новой Зеландии обнаружили координацию Al (V) в кальцинированном каолините (MK-750), описав «промежуточный химический сдвиг между тетраэдром и октаэдром». [27] Это внесло большой вклад в лучшее понимание его геополимерной реакционной способности.
С 1979 года химическая промышленность по всему миру разработала различные смолы, связующие и затирки . [28]
Возможности использования геополимерных композитных материалов
Геополимерные смолы на основе метакаолина МК-750 и диоксида кремния используются для пропитки волокон и тканей с целью получения волокнистых композитов на основе геополимерной матрицы. Эти продукты огнестойкие; они не выделяют ни дыма, ни токсичных паров. Они были протестированы и рекомендованы крупными международными организациями, такими как Федеральное авиационное управление США FAA. [29] FAA выбрало композит углерод-геополимер как лучший кандидат для программы огнестойких кабин (1994–1997). [30] Геополимеры являются привлекательными материалами-хозяевами для иммобилизации ядерных отходов из-за их высокой экологической устойчивости и гибкости в отношении изменений состава отходов. Они уже используются в промышленных масштабах для иммобилизации сложных потоков радиоактивных отходов в Чешской Республике и Словакии. [31] [32]
Огнестойкий материал
Перекрытие - это явление, уникальное для пожаров в отсеках, когда продукты неполного сгорания накапливаются у потолка и воспламеняются, вызывая полное поражение материалов отсека и сигнализируя о прекращении жизнеспособности человека. Следовательно, при пожаре в отсеке время до перекрытия - это время, доступное для эвакуации, и это единственный наиболее важный фактор при определении пожарной опасности материала или набора материалов при пожаре в отсеке. Федеральное управление гражданской авиации США использовало время пробоя материалов при испытаниях кабины самолета в качестве основы для критериев приемлемости скорости тепловыделения и тепловыделения для материалов кабины коммерческих самолетов. На рисунке показано, как лучшая органическая матрица из технических термопластов достигает пробоя после 20-минутного периода воспламенения и генерирует заметный дым, в то время как композит на основе геополимерной матрицы никогда не воспламеняется, не достигает пробоя и не генерирует дым при пожаре в отсеке.
Углеродно-геополимерный композит наносится на гоночные автомобили вокруг деталей выхлопной системы. [33] Эта технология может быть передана и применена для массового производства обычных автомобильных деталей (коррозионностойкие выхлопные трубы и т.п.), а также тепловых экранов. [34] Известный производитель автомобилей уже разработал систему выхлопных труб из геополимерно-композитного материала. [35]
Геополимерные цементы
Для производства геополимерного цемента требуется материал-предшественник алюмосиликата, такой как метакаолин или зола-унос , удобный щелочной реагент [36] (например, растворимые силикаты натрия или калия с молярным соотношением MR SiO 2 : M 2 O ≥ 1,65, где M составляет Na или K) и воды (см. Определение «удобного для пользователя» реагента ниже). Закалка при комнатной температуре легче достигается добавлением источника катионов кальция, часто доменного шлака .
Химия портландцемента против химии геополимеров
Слева: отверждение портландцемента (ПК) за счет гидратации силиката кальция до гидрата силиката кальция (CSH) и портландита, Ca (OH) 2 .
Справа: затвердевание (схватывание) геополимерного цемента (ГП) за счет поликонденсации олиго- (сиалат-силоксо) калия в сетку поли (сиалат-силоксо) калия.
Категории геополимерного цемента
Категории включают:
- Геополимерный цемент на основе шлака. [37]
- Геополимерный цемент на горной основе. [38]
- Геополимерный цемент на основе летучей золы
- Тип 1: геополимер летучей золы, активированный щелочами. [39]
- Тип 2: геополимерный цемент на основе шлака / летучей золы. [40] [41] [42]
- Геополимерный цемент на основе ферросиалата. [43]
Геополимерный цемент на основе шлака
- Компоненты : Метакаолин (MK-750) + доменный шлак + силикат щелочного металла (удобно).
- Геополимерный состав: Si: Al = 2 на самом деле [ ссылка необходима ] твердый раствор Si: Al = 1, Ca-поли (ди-сиалат) (тип анортита) + Si: Al = 3, K-поли (сиалат- дисилоксо) (тип ортоклаза) и гидрат Ca-силиката CSH.
Первый геополимерный цемент, разработанный в 1980-х годах, был типа (K, Na, Ca) -поли (сиалат) (или геополимерный цемент на основе шлака) и явился результатом исследований, проведенных Джозефом Давидовичем и Дж. Л. Сойером в Lone Star Industries. , США, и привело к изобретению цемента Pyrament®. Американская заявка на патент была подана в 1984 году, а патент США 4 509 985 был выдан 9 апреля 1985 года под названием «Ранний высокопрочный минеральный полимер».
Геополимерный цемент на каменной основе
Замена определенного количества МК-750 отдельными вулканическими туфами дает геополимерный цемент с лучшими свойствами и меньшими выбросами CO 2, чем простой геополимерный цемент на основе шлака. [ необходима цитата ]
- Компоненты производства: метакаолин МК-750, доменный шлак, вулканические туфы (кальцинированные или некальцинированные), хвосты рудников и силикат щелочного металла (удобный для пользователя).
- Геополимерный состав: Si: Al = 3, фактически [ ссылка ] твердый раствор Si: Al = 1 Ca-поли (ди-сиалат) (тип анортита) + Si: Al = 3-5 (Na, K) -поли (силикат-мультисилоксо) и Са-силикат гидрат CSH.
Геополимерные цементы на основе летучей золы
Позднее, в 1997 году, опираясь на работы, проведенные с геополимерными цементами на основе шлака, с одной стороны, и по синтезу цеолитов из летучей золы, с другой стороны, Silverstrim et al. [44] и ван Яарсвельд и ван Девентер [45] разработали геополимерные цементы на основе летучей золы. Silverstrim et al. Патент США 5 601 643 был озаглавлен «Вяжущий материал летучей золы и способ изготовления продукта».
Выбросы CO 2 при производстве
По словам австралийского специалиста по бетону Б.В. Рангана, растущий мировой спрос на бетон является прекрасной возможностью для разработки геополимерных цементов всех типов с гораздо более низким содержанием углекислого газа CO 2 . [46]
Потребность в стандартах
В июне 2012 года организация ASTM International организовала симпозиум по геополимерным связующим системам. В предисловии к симпозиуму говорится: [ необходима цитата ] Когда были написаны технические условия для портландцемента, непортландские вяжущие были необычными ... Новые вяжущие, такие как геополимеры, все чаще исследуются, продаются как специальные продукты и исследуются для использования в строительстве. конкретный. Этот симпозиум призван предоставить ASTM возможность рассмотреть вопрос о том, обеспечивают ли существующие стандарты на цемент, с одной стороны, эффективную основу для дальнейшего изучения геополимерных связующих, а с другой стороны, надежную защиту пользователей этих материалов .
Существующие стандарты портландцемента не адаптированы к геополимерным цементам. Они должны быть созданы специальным комитетом. Однако для этого также требуется наличие стандартных геополимерных цементов. В настоящее время каждый специалист представляет свой рецепт, основанный на местном сырье (отходах, побочных продуктах или экстракте). Необходимо правильно выбрать категорию геополимерного цемента. В отчете «Состояние исследований и разработок геополимеров за 2012 год» [47] предлагается выбрать две категории, а именно:
- Геополимерный цемент на основе шлака / летучей золы типа 2: летучая зола доступна в основных развивающихся странах;
- а также
- Геополимерный цемент на основе ферросиалата: это геологическое сырье, богатое железом, присутствует во всех странах мира.
- а также
- соответствующий удобный геополимерный реагент.
Применение геополимеров в искусстве и археологии
Поскольку геополимерные артефакты выглядят как натуральный камень, несколько художников начали отливать в формы из силиконовой резины копии своих скульптур. Например, в 1980-х годах французский художник Жорж Грималь работал над несколькими составами геополимерного литого камня. [48]
Камни египетской пирамиды
Что касается археологических приложений, в середине 1980-х годов Джозеф Давидовиц представил свои первые аналитические результаты, выполненные на настоящих камнях пирамид. Он утверждал, что древние египтяне знали, как вызвать геополимерную реакцию при создании повторно агломерированных блоков известняка. [49] Украинский ученый Г.В. Глуховский поддержал исследования Давидовица в своем программном докладе первому стажер. Конф. по щелочным цементам и бетонам, Киев, Украина, 1994. [50] Позже несколько материаловедов и физиков взяли на себя эти археологические исследования и публикуют их результаты, в основном, на камнях пирамид. [51] [52] [53] [54]
Римские цементы
Из раскопок древнеримских руин известно, что примерно 95% бетонов и растворов, составляющих римские здания, состоят из очень простого известкового цемента, который медленно затвердевает под действием осаждающего углекислого газа CO 2 из атмосферы и образования гидрат силиката кальция (CSH). Это материал от очень слабого до среднего хорошего, который в основном использовался при строительстве фундаментов и зданий для населения.
Но для строительства своих «произведений искусства», особенно работ, связанных с хранением воды (цистерны, акведуки), римские архитекторы, не колеблясь, использовали более сложные и дорогие ингредиенты. Эти выдающиеся римские цементы основаны на кальциевой активации керамических заполнителей (на латинском языке testa , аналог нашего современного метакаолина MK-750) и вулканических туфов, богатых щелочами (кретони, цеолитовый пуццолан), соответственно с известью. Исследования MAS-ЯМР-спектроскопии были проведены на этих высокотехнологичных римских цементах, датируемых II веком нашей эры. Они демонстрируют свой геополимерный состав. [55]
Храм Канчи Кайласанатар
Храм Канчи Кайласанатар 7-го века периода Паллавы может быть построен с использованием геополимера, который выглядит как песчаник. [56]
Смотрите также
- Цеолит
Рекомендации
- ^ Kozhukova, NI; Чижов Р.В.; Жервовский, И.В. Строкова, В.В. (2016). Формирование структуры геополимерного перлитного связующего по сравнению с Тип щелочного активирующего агента, International Journal of Pharmacy & Technology, vol. 8, вып. нет. 3. С. 15.339.
- ^ В статье, опубликованной Комиссией Европейских сообществ в 1982 г., излагаются причины, по которымдля этого нового химического вещества был выбранобщий термин « геополимер» . См .: Дж. Давидовиц, Необходимость создания нового технического языка для передачи основной научной информации, при передаче и использовании научно-технической информации, Материалы симпозиума, Люксембург, 10–12 июня 1981 г., стр. 316-320. . Он доступен в виде pdf-файла и может быть загружен в книжном магазине Европейского парламента. Перейдите на < https://publications.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/02a1db8b-3873-46d7-9e72-a6e02660e154 > и нажмите «Загрузить».
- ^ Ким, D .; Лай, HT; Чилингар, Г.В. Йен Т.Ф. (2006), Формирование геополимера и его уникальные свойства, Environ. Геол, 51 [1], 103–111.
- ^ «Что такое геополимер? Введение - Институт геополимеров» .
- ^ Pdf-файл # 20 Milestone paper IUPAC 76 по адресу https://www.geopolymer.org/category/library/technical-papers
- ^ Зулгами, М; Lucas-Girot, A .; Michaud, V .; Briard, P .; Gaudé, J. и Oudadesse, H. (2002); Синтез и физико-химические характеристики композита полисиалат-гидроксиапатит для потенциального биомедицинского применения, Eur. Phys. J. AP , 19 , 173–179. См. Также: Кривен, WM; Bell, J .; Гордон, М. (2003), Микроструктура и микрохимия полностью прореагировавших геополимеров и геополимерных матричных композитов, Ceramic Transactions , 153 , 227–250; Перера Д.С. и Траутман Р.Л. (2005), Геополимеры с потенциалом использования в качестве огнеупорных литейных материалов, Достижения в технологии материалов и обработки материалов , 7 [2], 187–190.
- ^ Ваг, А.С. (2004), Химически связанная фосфатная керамика - новый класс геополимеров, Труды 106-й годовщины. Mtg. Американского керамического общества , Индианаполис. См. Также главу 13 «Геополимеры на основе фосфатов» в книге Дж. Давидовица « Геополимерная химия и приложения» .
- ^ Переру, Д. С., Ханна, СП, Дэвис, Дж, Blackford, М., Latella, Б.А., Sasaki, Y. и Вэнс Е.Р. (2008), относительные преимущества фосфорной кислотывзаимодействию и щелочиреакцию Метакаолин материалы, J. Mater . Sci., 43 , 6562–6566. См. Также Cao, D .; Вс, Д .; Лу Б. и Ян Й. (2005), Синтез и характеристика структуры геополимерного материала на основе метакаолинита и фосфорной кислоты, Журнал Китайского керамического общества , 33 , 1385–89.
- ^ Gluchovskij VD: "Gruntosilikaty" Gosstrojizdat Киев 1959, патент СССР 245 627 (1967), патент СССР 449894 (Патентные заявл 1958, выданные1974 году.).
- ^ См. Обсуждение на геополимерном лагере 2012 г., видео Определение геополимера в Википедии на «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2013-04-15 . Проверено 18 января 2013 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ).
- ^ Хуанг, И и Хан, Минфан (2011) (Китайский горно-технологический университет, Пекин), Влияниедобавленияα-Al 2 O 3 на микроструктуру, механические и адсорбционные свойства формальдегида геополимерных продуктов на основе летучей золы, Журнал Опасные материалы , 193 , 90–94.
- ^ Pimraksaa, K .; Chindaprasirt, P .; Rungchet, A .; Сагое-Кренцил, К. и Сато, Т. (2011) (Департамент промышленной химии, Университет Чиангмая, Таиланд; CSIRO, Мельбурн, Австралия; Университет Тохоку, Сендай, Япония), Легкий геополимер из высокопористых кремнистых материалов с различнымиСоотношенияNa 2 O / Al 2 O 3 и SiO 2 / Al 2 O 3 , Материаловедение и инженерия, A , 528 , 6616–6623.
- ^ Фэн, Дингву; Провис, Джон Л. и ван Девентер, Дженни С.Дж. (2012) (Мельбурнский университет, Австралия), Термическая активация альбита для синтеза геополимеров, состоящих из однокомпонентных смесей, J. Am. Ceram. Soc. , 95 [2] 565–572.
- ^ Peigang Он, Dechang Цзя, Meirong Ван Юй Чжоу, (2011) (Харбин технологического институт, Харбин, КНР :), термическая эволюцию и кинетика кристаллизации из геополимера калияоснове, Ceramics International , 37 , 59-63.
- ^ Белл, Джонатан L .; Дримейер, Патрик Э. и Кривен, Вальтрауд М. (2009) (Университет штата Иллинойс, США), Формирование керамики из геополимеров на основе метакаолина. Часть II: Геополимер на основе калия, J. Am. Ceram. Soc. , 92 [3], 607-615.
- ^ См. Рисунок на https://www.geopolymer.org/science/about-geopolymerization.
- ^ Гиббс, GV; Хилл, ФК; Бойзен-младший, М.Б. и Даунс Р.Т., (2000), Молекулы как основа для моделирования силового поля кремния, глава 6 в книге «Структура и несовершенства аморфного и кристаллического диоксида кремния» , под редакцией Р.А.Б. Девайна, Ж.-П. Дюро и Э. Дорихи, John Wiley & Sons Ltd
- ^ Север, MR и Пеленальный, TW (2000). Кинетика силикатного обмена в щелочных алюмосиликатных растворах // Неорган. Chem. , 39 , 2661–2665.
- ^ см. https://www.geopolymer.org/science/about-geopolymerization.
- ^ Duxson, P .; Фернандес-Хименес, А .; Provis, Jl; Люки, GC; Паломо, А. и Ван Девентер, Дж. С. Дж. , (2007), Геополимерная технология: современное состояние, J. Mat. Sci. , 42 (9) 2917–2933.
- ^ Давидовиц Дж. (1994), Геополимеры: искусственный геосинтез горных пород и последующее развитие очень раннего высокопрочного цемента, J. Materials Education , 16 (2 и 3), 91–139.
- ^ Барбоза, VFF; MacKenzie, KJD и Thaumaturgo, C. (2000), Синтез и характеристика материалов на основе неорганических полимеров оксида алюминия и диоксида кремния: полимеры полисиалата натрия, Междунар. Журнал неорганических материалов , 2 , стр. 309–317.
- ^ Rowles, MR (2004), Структурная природа алюмосиликатных неорганических полимеров: исследование от макро до наномасштабов, докторская диссертация , Технологический университет Кертина, Перт, Австралия.
- ^ См .: Структурные основы и химические механизмы, в книге Давидовица «Химия и приложения геополимеров», разделы 8.6-8.7.
- ^ см. https://www.geopolymer.org/about/business-fellows
- ^ см. главы 8, 11, 20 в книге Дж. Давидовица « Геополимерная химия и приложения» .
- ^ Meinhold, RH; MacKenzie, KJD; Браун, IWM (1985). «Термические реакции каолинита изучены методами твердотельного ЯМР 27-Al и 29-Si». Журнал материаловедения Letters . 4 (2): 163–166. DOI : 10.1007 / BF00728065 . ISSN 0261-8028 .
- ^ см. обновления в Ключевых сообщениях о состоянии геополимерных исследований и разработок , 2009, 2010, 2011 и 2012 годах на https://www.geopolymer.org/camp
- ^ Исследовательский проект FAA, 1994–1997 годы, включал в себя сотрудничество между исследовательскими группами: - Пожарная служба FAA, Атлантик-Сити, США; - Университет Рутгерса Нью-Джерси, США; - Лаборатория Корди-Геополимер, Сен-Кантен, Франция. Изображение испытания геополимерного композита FAA (Oil Burner Test of Fireproof Composite) можно скачать по адресу https://www.fire.tc.faa.gov/Research/TargetAreas
- ^ Лион, RE; Фоден, AJ; Балагуру, ПН; Давидовиц Дж. И Давидович М. (1997), Свойства композитов геополимерная матрица-углеродное волокно, огонь и материалы , 21 , 67–73.
- ^ RO Абдель Рахман, RZ Рагимы, NR Рахимов, MI Ojovan. Вяжущие материалы для иммобилизации ядерных отходов. ISBN 978-1-118-51200-5 , Wiley, Chichester 232 стр., (2015)
- ^ Альмквист, Л .; Bai, S .; Bastiaens, W .; Cau-dit-Coumes, C .; Glasser, F .; Говерт, Дж. (2013). «Поведение вяжущих материалов при длительном хранении и удалении радиоактивных отходов | IAEA-TECDOC-1701, МАГАТЭ, 61 стр., Вена (2013)» . iaea.org . Проверено 21 февраля 2021 года .
- ^ Давидович, М .; Бруно, М. и Давидовиц, Дж. (1999), Прошлый и настоящий опыт использования композита углерод-геополимер в гоночных автомобилях Formula One и CART, Геополимер '99 Proceedings , 141–142.
- ^ Давидовиц Дж. (2002), 30 лет успехов и неудач в применении геополимеров, рыночные тенденции и потенциальные прорывы, Конференция по геополимеру 2002, 28-29 октября, Мельбурн, Австралия. Загрузите pdf-файл № 15 по адресу https://www.geopolymer.org/category/library/technical-papers .
- ^ См. Публикацию заявки на патент РСТ WO 2004/106705, поданную Porsche AG, 2004.
- ^ См. Примеры на странице Института геополимеров https://www.geopolymer.org/applications/geopolymer-cement
- ^ Давидовиц, Дж. И Сойер, Дж. Л. (1985), Ранний высокопрочный минеральный полимер, Патент США 4 509 985, 1985, поданный 22 февраля 1984 г. Первый коммерческий геополимерный цемент был придуман Pyrament 2000 ™, предназначенный для операций ремонта и ремонта.
- ^ Gimeno, D .; Давидовиц, Дж .; Marini, C .; Rocher, P .; Tocco, S .; Cara, S .; Diaz, N .; Сегура, К. и Систу, Г. (2003), Разработка силикатного цемента из стеклообразных щелочных вулканических пород: интерпретация предварительных данных, связанных с химико-минералогическим составом геологического сырья. Бумага на испанском языке, бол. Soc. Esp. Cerám. Видрио , 42 , 69–78. [Результаты Европейского исследовательского проекта GEOCISTEM (1997), Экономически эффективные геополимерные цементы для безвредной стабилизации токсичных элементов, Заключительный технический отчет, 30 апреля 1997 г., Брюссель, проект, финансируемый Европейской комиссией, Brite-Euram BE-7355-93, С 1 января 1994 г. по 28 февраля 1997 г.].
- ^ Паломо, А .; Груцек М.В. и Бланко М.Т. (1999), Активированная щелочью летучая зола: цемент будущего, Cement Concrete Res , 29 , 1323–1329.
- ^ GEOASH (2004–2007), проект GEOASH был реализован при финансовом гранте Исследовательского фонда угля и стали Европейского сообщества, номер контракта RFC-CR-04005. В нем участвуют: Antenucci D., ISSeP, Льеж, Бельгия; Нугтерен Х. и Буцелаар-Ортлиб В., Делфтский технологический университет, Делфт, Нидерланды; Давидовиц Ж., Корди-Жеополимер Сарл, Сен-Кантен, Франция; Фернандес-Перейра К. и Луна Й., Севильский университет, Школа промышленной инженерии, Севилья, Испания; Искьердо и М., Кверол X., CSIC, Институт наук о Земле им. Жауме Альмера , Барселона, Испания.
- ^ Искьердо, М .; Querol, X .; Давидовиц, Дж .; Antenucci, D .; Нугтерен, Х. и Фернандес-Перейра, К. (2009), Геополимеры на основе угольной золы: микроструктура и выщелачивание металлов, Журнал опасных материалов , 166 , 561–566.
- ↑ См. Главу 12 в книге Дж. Давидовица « Геополимерная химия и приложения» .
- ^ Давидовиц, Дж. И др., Геополимерный цемент типа кальций-ферроалюминийсиликатного полимера и процесс производства, патентная публикация РСТ WO 2012/056125.
- ^ Сильверстрим, Т .; Ростами, Н .; Ларральде, Дж. К. и Самади-Майбоди, А. (1997), Зольный вяжущий материал и способ изготовления продукта, Патент США 5 601 643.
- ^ Ван Яарсвельд, JGS, ван Девентер, JSJ и Lorenzen L. (1997), Потенциальное использование геополимерных материалов для иммобилизации токсичных металлов: Часть I. Теория и приложения, Minerals Engineering , 10 (7), 659–669.
- ^ Rangan, BV, (2008),низким уровнем кальция летучей золы-Based геополимер Бетон, Глава 26 в бетон Строительство Handbook Engineering , редактор главного Е.Г. Nawy, второе издание, CRC Press, НьюЙорк.
- ^ Смотрите видео на «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2013-04-15 . Проверено 18 января 2013 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ См. Возможные варианты использования в искусстве и декоре по адресу https://www.geopolymer.org/applications/potential-utilizations-in-art-and-decoration ; статья в pdf №19 Драматизированные скульптуры с геополимерами на https://www.geopolymer.org/category/library/technical-papers/
- ^ Давидовиц, Дж. (1986), Анализ рентгеновских лучей и дифракция рентгеновских лучей обсадных камней пирамид Египта и известняка связанных карьеров; стр. 511–20 в Симпозиумах по науке в египтологии , под редакцией Р.А. Дэвида, издательство Manchester University Press, Манчестер, Великобритания (Pdf-файл №A в библиотеке Института геополимеров, Археологические документы); см. также: Давидовиц Дж., (1987), Древние и современные бетоны: в чем реальная разница? Concrete International: Des. Констр. , 9 [12], 23–29. См. Также: Давидовиц Дж. И Моррис М. (1988), Пирамиды: разгадка загадки . Книги Гиппокрена, Нью-Йорк, 1988.
- ^ В. Глуховский скончался до начала конференции. Его программный доклад под названием «Древние, современные и будущие бетоны» включен в « Труды первого стажера». Конф. по щелочным цементам и бетонам , с. 1-9, Киев, Украина, 1994.
- ^ Демортье, Г. (2004), PIXE, PIGE и ЯМР-исследование каменной кладки пирамиды Хеопса в Гизе, Ядерные инструменты и методы, Physics Research B , 226 , 98–109.
- ^ Барсум, МВт; Гангули А. и Хуг Г. (2006), Микроструктурные доказательства восстановленных блоков известняка в Великих пирамидах Египта, J. Am. Ceram. Soc. 89 [12], 3788–3796.
- ^ Маккензи, Кеннет JD; Смит, Марк Э .; Вонг, Алан; Ханна, Джон В .; Барри, Бернард и Барсум, Мишель В. (2011), Были ли облицовочные камни Бент пирамиды Сенефру в Дахшуре отлиты или вырезаны? Доказательства многоядерного ЯМР, Materials Letters 65 , 350–352.
- ^ Túnyi И. и Эль-hemaly И.А. (2012), Палеомагнитное исследование великих Египетских пирамид, Europhysics Новости +43 / 6, 28-31.
- ^ В рамках Европейского исследовательского проекта GEOCISTEM [33], Davidovits J. и Davidovits F. образцы археологических минометы и бетоныдатируемые 2 века н.э.а позже, в Риме и Остии, Италия. Они выбрали две серии артефактов: Opus Signinum в Риме, Opus Caementicum / Testacaeum : ступки и бетон ( карбункулы ) в Остии. Частично опубликовано вжурнале Geopolymer '99 Proceedings , 283-295 и в книге Давидовица, Geopolymer Chemistry and Applications , Section 17.4. См. Также спектры ЯМР по адресу: https://www.geopolymer.org/applications/archaeological-analogues-roman-cements.
- ^ http://www.hms.civil.uminho.pt/sahc/2006/0731.pdf
Библиография
- Геополимерная химия и приложения , Джозеф Давидович, Институт геополимера, Сен-Кантен, Франция, 2008 г., ISBN 9782951482050 (3-е изд., 2011 г.). На китайском языке: National Defense Industry Press, Пекин, ISBN 9787118074215 , 2012.
- Структура геополимеров, обработка, свойства и промышленное применение , Джон Л. Провис и Дженни С.Дж. ван Девентер, Woodhead Publishing, 2009 г., ISBN 9781845694494 .
Внешние ссылки
- Институт геополимеров: https://www.geopolymer.org/
- Геополимерный альянс: https://web.archive.org/web/20130409024601/http://geopolymers.com.au/