高岭土在建筑材料领域的应用及研究

    高安平

    (福建龙岩鑫港商品混凝土有限公司福建龙岩364000)

    摘要：本文重点介绍了高岭．土及煅烧高岭士住水泥、混凝土、油漆涂料等建筑材料领域国内外的应用现状和研究进展。

    关键词：高岭土,偏高岭土,土聚水泥混凝土,涂料

    1．前言

    我国是世界上最早发现并在工业中利用高岭土的国家之一。我国非煤建造型高岭土，资源储量居世界第五位，截至2003年底，对我国21个省市232处产地统计，基础储量为5．46亿吨。而我国含煤建造沉积型高岭土资源储量占世界首位，探明远景储量及推算储量180．5亿吨，主要分布在东北、西北和石炭二叠纪煤系中，以煤层中夹矸、顶底板或单独形成矿层独立存，其中以内蒙古准格尔煤田的资源最多，达8．1亿吨。我国是世界上主要的高岭土生产国，产量占世界总产量的78％；我高岭土矿点有700多处。

    高岭土主要由小于2m的微小片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物(高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等)组成，其主矿物成分是高岭石和多水高岭石，除高岭石簇矿物外，还蒙脱f伊利石、叶蜡石、石英和长石等其它矿物伴生。高岭卜．的化学成分中含有大量的A1O、SiO和少量的Fe0、FiO以及微量的K，O、Na，O、CaO和MgO等。

    2，高岭土在建筑材料领域的应用

    2．1新型胶凝材料土聚水泥

    土聚水泥是最近30年发展起来的新材料，是不于普通硅酸盐水泥的新型胶凝材料。20世纪70年代末，法国Davidovits教授开发了一类新型的碱激活胶凝材料⋯土聚水泥(Geolmlymericcement)。因在其水化产物中含有大量号一些构成地壳物质相似的化合物～含硅铝链的“尢机聚合物”而得。土聚水泥是以高岭土为原料经较低温度(500900℃)煅烧，发生如下反应：

    2n[Si2O5，A12(OH)4卜2(Si2O，A1O)n4nHO(1I

    该反应使Al的配位数从6配位转化为4或5配位，高岭仃结构转化为无定型结构的偏高岭卜，有较高的火山灰活性。处于介稳状态的偏高岭土等无定型硅铝化合物经碱性激活剂及促硬剂的作用，硅铝氧化合物经历了一个由解聚到再聚合的过程，形成类似地壳中一些天然矿物的铝硅酸盐网络状结构上聚水泥且有有机高聚物的链接结构，但其基本结构为无机的硅氧四面体和铝氧四面体，其中负电荷由碱金属和碱土金属等阳离子来平衡。

    土聚水泥在成型、反应过程中必须有水作为传质介质及反应媒介，凝固后部分自由水作为结构水存在于反应物当中，但土聚水泥不存在硅酸钙那样的水化反应；与高分子聚合物相比，土聚水泥聚合反应开始前，不存在绝对意义上的单体。其终产物以离子键和共价键为主，范德华键为辅，而传统水泥则以范德华键及氢键为主，因此其性能优_卜传统水泥。

    土聚水泥在矿物组成上完全不同于硅酸盐水泥其丰要由无定形矿物组成：①高活性偏高岭土；②碱性激活剂（苛性钾，苛性钠，水玻璃，硅酸钾等)；③促硬剂(低钙硅比的硅酸钙以及硅灰等，处于无定形态)；④外加剂(丰要有缓凝剂等)。

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