Địa Polyme và Các Vật Liệu Kích Hoạt Kiềm Liên Quan

Annual Review of Materials Research - Tập 44 Số 1 - Trang 299-327 - 2014
John L. Provis1, Susan A. Bernal1
1Department of Materials Science and Engineering, University of Sheffield, Sheffield, S1 3JD, United Kingdom

Tóm tắt

Việc phát triển các vật liệu xây dựng mới, bền vững và giảm CO2 là cần thiết nếu ngành công nghiệp xây dựng toàn cầu muốn giảm dấu chân môi trường của các hoạt động của mình, điều đặc biệt là từ việc sản xuất xi măng Portland. Một loại xi măng không phải Portland đang thu hút sự chú ý đặc biệt là dựa trên hóa học kiềm-aluminosilicat, bao gồm một lớp chất kết dính đã trở nên được biết đến như là địa polyme. Những vật liệu này cung cấp các tính chất kỹ thuật tương đương với xi măng Portland, nhưng với dấu chân CO2 thấp hơn nhiều và với tiềm năng cho sự ưu việt về hiệu suất so với các loại xi măng truyền thống trong một số ứng dụng đặc thù. Bài đánh giá này thảo luận về tổng hợp các chất kết dính được kích hoạt kiềm từ xỉ lò cao, đất sét nung cháy (metakaolin), và tro bay, bao gồm phân tích các cơ chế phản ứng hóa học và sự phân bố pha chất kết dính kiểm soát các đặc tính trong giai đoạn đầu và khi cứng của những vật liệu này, đặc biệt là độ thiết lập ban đầu và độ bền lâu dài. Các triển vọng cho sự phát triển nghiên cứu trong tương lai cũng được khám phá.

Từ khóa

#Địa polyme #vật liệu xây dựng bền vững #xi măng không Portland #chất kết dính kiềm-aluminosilicat #khí CO2 #hiệu suất vật liệu #xỉ lò cao #đất sét nung cháy #tro bay #độ bền lâu dài

Tài liệu tham khảo

10.1016/S0008-8846(00)00365-3

2. Hewlett PC. 1998. Lea's Chemistry of Cement and Concrete. Oxford, UK: Elsevier. 1,057 pp. 4th ed.

10.1016/j.cemconres.2007.09.025

4. Olivier JGJ, Janssens-Maenhout G, Peters JAHW. 2012. Trends in global CO2emissions; 2012 report. Rep., PBL Neth. Environ. Assess. Agency, The Hague

10.1016/j.cemconres.2004.01.021

6. Taylor M, Tam C, Gielen D. 2006. Energy efficiency and CO2emissions from the global cement industry. Presented at Workshop, Energy Efficiency and CO2Emission Reduction Potentials and Policies, Int. Energy Agency, Paris, Sept. 4–5

10.1007/978-94-007-7672-2

8. Davidovits J. 2008. Geopolymer Chemistry and Applications. Saint-Quentin, Fr.: Inst. Géopolym. 592 pp.

10.1016/j.mineng.2011.09.009

10.1016/j.cemconres.2010.11.012

10.1016/j.jclepro.2011.02.010

10.1016/j.jclepro.2011.03.012

10.1016/j.cemconres.2010.12.001

Sprung S., 2000, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry

Davis RE, 1937, J. Am. Concr. Inst., 33, 577

16. Kühl H. 1908. Slag cement and process of making the same. US Patent 900,939

10.1002/jctb.5000591202

18. Buchwald A, Vanooteghem M, Gruyaert E, Hilbig H, De Belie N. 2014. Purdocement: application of alkali-activated slag cement in Belgium in the 1950s. Mater. Struct. In press; doi:10.1617/s11527-013-0200-8

19. Glukhovsky VD. 1959. Gruntosilikaty[Soil Silicates]. Kiev: Gosstroyizdat. 154 pp.

10.4324/9780203390672

Häkkinen T., 1987, Nord. Concr. Res., 6, 81

10.1680/macr.1991.43.154.29

23. Davidovits J. 1982. The need to create a new technical language for the transfer of basic scientific information. In Transfer and Exploitation of Scientific and Technical Information, EUR 7716, Proc. Symp. held by Commission of the European Communities, Directorate-General Information Market and Innovation, Luxembourg, June 10–12, 1981, pp. 316–20

10.1007/BF01912193

Wastiels J, 1994, J. Resour. Manag. Technol., 22, 135

10.1016/1065-7355(94)90036-1

10.1016/j.cemconres.2007.08.018

28. Provis JL. 2009. Activating solution chemistry for geopolymers. See Ref. 147, pp. 50–71

10.1162/108819800300106366

10.1016/j.fuel.2005.03.030

10.1016/S0008-8846(96)00174-3

10.1016/j.cemconcomp.2011.07.007

10.1016/j.colsurfa.2008.11.019

10.1002/anie.200702986

10.1021/ie050700i

10.1016/j.ces.2007.01.028

Vail JG., 1952, Soluble Silicates: Their Properties and Uses

10.1038/nmat1871

10.1016/j.cemconres.2010.02.012

10.1680/adcr.1995.7.27.93

41. Krivenko PV. 1994. Alkaline cements. Presented at Proc. Int. Conf. Alkaline Cem. Concr., 1st, Kiev, Ukraine

10.3989/mc.1995.v45.i239.553

10.1016/j.cemconres.2012.03.004

10.1016/S0008-8846(99)00154-4

10.1016/0008-8846(94)90026-4

10.1111/j.1151-2916.2003.tb03481.x

10.1016/S0008-8846(02)00717-2

10.1021/la4000473

10.1016/0008-8846(94)90002-7

10.1016/j.jeurceramsoc.2011.04.036

10.1111/j.1151-2916.2003.tb03623.x

10.1103/PhysRevLett.104.195502

10.1111/j.1151-2916.1993.tb07765.x

10.1016/j.cemconres.2005.03.002

10.1179/174367607X228106

10.1016/j.cemconres.2007.11.005

10.1016/j.cemconres.2013.06.007

10.1007/s10853-006-0873-2

10.1680/adcr.2007.19.2.81

10.1016/0008-8846(95)00045-E

10.1111/j.1151-2916.2003.tb03545.x

10.1111/j.1151-2916.1990.tb06475.x

10.1016/S0008-8846(99)00187-8

10.1016/0008-8846(89)90051-3

65. Shi C. 2003. On the state and role of alkalis during the activation of alkali-activated slag cement. Presented at Int. Congr. Chem. Cem., 11th, Durban, South Africa

10.1016/j.cemconres.2009.01.003

10.1111/jace.12407

68. Ilyin VP. 1994. Durability of materials based on slag-alkaline binders. Presented at Proc. Int. Conf. Alkaline Cem. Concr., 1st, Kiev, Ukraine

Xu H, 2008, ACI Mater. J., 105, 131

70. Bernal SA, San Nicolas R, Provis JL, Mejía de Gutiérrez R, van Deventer JSJ. 2014. Natural carbonation of aged alkali-activated slag concretes. Mater. Struct. 47:693–707. doi:10.1617/s11527-013-0089-2

71. Talling B, Brandstetr J. 1989. Present state and future of alkali-activated slag concretes. Presented at Int. Conf., Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolans in Concrete, 3rd, ACI SP114, Trondheim, Nor.

10.1180/002646101317018442

10.1016/j.cemconres.2011.05.002

10.1016/0008-8846(90)90008-L

10.1016/j.cemconres.2013.12.003

10.1180/minmag.2012.076.5.10

10.1016/j.cemconres.2011.08.005

10.1016/j.cemconres.2010.09.010

10.1021/cm050230i

10.1021/la047336x

81. Glukhovsky VD. 1994. Ancient, modern and future concretes. Presented at Proc. Int. Conf. Alkaline Cem. Concr., 1st, Kiev, Ukraine

10.1021/cm703369s

10.1111/j.1551-2916.2010.03906.x

10.1016/j.tca.2012.03.021

10.1111/j.1551-2916.2008.02577.x

10.1016/j.micromeso.2007.03.024

10.1111/j.1151-2916.1959.tb14315.x

10.1023/A:1026790924882

10.1111/j.1151-2916.2003.tb03297.x

10.1002/aic.12743

10.1021/jp911108d

10.1111/j.1551-2916.2004.01141.x

10.1021/ie0494216

10.1007/s10853-006-0535-4

10.1111/j.1551-2916.2007.02173.x

Baerlocher C, 2001, Atlas of Zeolite Framework Types, 5

97. Provis JL, Yong SL, Duxson P. 2009. Nanostructure/microstructure of metakaolin geopolymers. See Ref. 147, pp. 72–88

10.1039/b212629j

10.1016/j.colsurfa.2005.06.060

10.1016/j.cemconres.2004.08.021

10.1016/j.cemconres.2007.01.013

10.1016/j.micromeso.2009.05.016

10.1080/00986440490277974

10.1007/s10853-011-5490-z

10.1016/j.cemconcomp.2010.09.004

10.1016/j.conbuildmat.2007.07.015

10.1016/j.clay.2009.08.026

10.1016/j.jeurceramsoc.2007.06.004

10.1346/000986002760832874

10.1007/s10853-006-0173-x

10.1016/j.jhazmat.2006.02.044

10.1016/j.micromeso.2007.05.062

10.1016/j.cemconres.2012.05.019

10.1016/j.cemconres.2009.10.010

10.1021/la700713g

10.1021/la026127e

10.1016/j.micromeso.2005.05.057

10.1039/c0dt01042a

10.1021/la701185g

10.1021/cm101151n

10.1007/s10853-006-0548-z

10.1016/j.cemconres.2013.02.001

10.1111/j.1551-2916.2011.04515.x

10.1016/j.conbuildmat.2009.11.007

10.1016/j.cemconres.2010.04.008

10.1111/j.1551-2916.2008.02787.x

Diaz-Loya EI, 2011, ACI Mater. J., 108, 300

10.1016/j.fuel.2005.08.014

10.1016/j.cemconres.2010.07.004

10.1016/S0008-8846(00)00298-2

10.1016/S0958-9465(02)00059-8

10.1016/j.cemconcomp.2013.09.006

10.1016/j.conbuildmat.2013.07.106

10.1016/j.cemconres.2004.10.042

10.1016/S0167-577X(00)00212-3

10.1111/jace.12178

137. Bernal S, Skibsted J, Herfort D. 2011. Hybrid binders based on alkali sulfate-activated Portland clinker and metakaolin. Presented at Int. Congr. Chem. Cem., 13th, Madrid

10.1111/j.1151-2916.2002.tb00070.x

10.1023/A:1025904905176

10.1007/s10853-006-0525-6

10.1007/s10853-006-0532-7

Smith MA, 1977, World Cem. Technol., 1, 223

143. Lloyd RR. 2008. The Durability of Inorganic Polymer Cements. PhD thesis. Univ. Melbourne

10.1061/(ASCE)0899-1561(2007)19:6(470)

10.1016/j.cemconres.2011.05.006

10.1007/BF02979498

10.1533/9781845696382

Thông tin
Thông tin xuất bản

Annual Review of Materials Research

Tập 44 Số 1

299-327

Thông tin tác giả