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非金属矿物聚合材料是以铝硅酸盐矿物或工业固体废弃物为主要原料制备出的一种新型无机胶凝材料,具有力学性能好、耐高温、能耗低等优点,可以广泛应用于建材、耐火保温材料、海水淡化等多个领域。本课题以粉煤灰、偏高岭土、黏土、沸石为主要原料,在碱激发剂的作用下制备矿物聚合材料,以材料抗压强度和密度为指标,确定了制备矿物聚合材料的优化工艺,研究了主要因素对制品性能的影响。以矿物聚合材料为胶凝材料,加入发泡剂、轻集料制备轻质矿物聚合材料,研究了碱激发剂、水固比、养护条件、外加剂、轻骨料及各组分用量等因素对材料性能的影响。研究结果表明：矿物聚合材料制备中,生石灰用量、水固比、水玻璃模数的最佳值分别为3%、0.37、2.3；在自然养护条件下养护28d得到的制品抗压强度为14.4MPa,耐酸及耐高温性能差；较佳的低温湿养护条件为养护温度80℃、湿度95%,养护120h得到材料的抗压强度为41.2MPa,0.5mol/L硫酸溶液中浸泡24h质量损失率为4%,950℃煅烧2h抗压强度剩余率为52.5%；较佳的交叉养护条件为养护温度80℃、湿度95%,养护72h后,0.8MPa,173℃蒸压得到的制品抗压强度为62.8MPa,0.5mol/L硫酸溶液中浸泡24h质量损失率为2.7%,950℃煅烧2h抗压强度剩余率为80.7%。采用发泡和添加轻质材料的方法进行矿物聚合材料轻质化研究。发泡轻质矿物聚合材料制备时,铝粉膏的合适用量为0.3～0.4%,发泡温度需控制在35～40℃；水固比应控制在0.37～0.43,Na2O用量在6-8%较为适宜,水玻璃模数2.0～2.5较合适,六偏磷酸钠、聚丙烯纤维的最佳用量分别为0.3%、0.2%,较合适的养护条件为低温湿养护温度60～80℃,湿度95%,养护时间24h,蒸养压力0.5MPa,材料密度为763kg/m3,抗压强度为4.6MPa。以珍珠岩为轻集料制备轻质矿物聚合材料时,膨胀珍珠岩须憎水处理,其较佳的轻骨料质量比为1：1,有机改性剂聚乙烯醇溶液的合适用量为5%。珍珠岩用量在5%-10%时,材料的抗压强度在12～18MPa,密度在915～1150kg/m3；珍珠岩与其它轻集料复掺时,陶粒用量为40%时,材料抗压强度为9.5MPa,密度为912kg/m3；聚苯颗粒体积用量为30%时,材料的抗压强度为2.2MPa,密度为710kg/m3。本课题研究制备出了矿物聚合材料,进行了轻质化探究。通过XRD、IR、 SEM对所制备矿物聚合材料进行了分析,材料主要以无定形态存在,凝胶相中夹杂有少量蒙脱石、石英和长石等晶屑。键合形式是离子键和共价键为主,存在大量凝胶相及未反应的原料,胶凝材料将原料和轻集料包裹,形成三维网络结构的高聚物。