지질 고분자

Geopolymer

지질 고분자는 무기물, 전형적으로 세라믹, 알루미노 규산염으로 장거리 공유 결합, 비결정(아모르퍼스) 네트워크를 형성합니다.흑요석(화산유리) 조각은 일부 지오폴리머 [1]혼합의 구성요소입니다.상업적으로 생산된 지오폴리머는 내화성 및 내열성 코팅 및 접착제, 의약품 용도, 고온 세라믹스, 내화성 섬유 복합재용 신규 바인더, 독성 및 방사성 폐기물 캡슐화 및 콘크리트용 신규 시멘트에 사용될 수 있다.지질 고분자의 특성과 용도는 현대 무기 화학, 물리 화학, 콜로이드 화학, 광물학, 지질학, 그리고 다른 유형의 공학 공정 기술 등 많은 과학 및 산업 분야에서 탐구되고 있습니다.지질 고분자 분야는 재료 과학의 주요 분야 중 하나를 형성하는 폴리머 과학, 화학 및 기술의 일부이다.

폴리머는 유기 물질, 즉 탄소 기반 또는 무기 고분자(예: 실리콘 기반)입니다.유기 고분자는 천연 고분자(고무, 셀룰로오스), 합성 유기 고분자(섬유, 플라스틱, 필름, 엘라스토머 등) 및 천연 생체 고분자(생물학, 의학, 약학)로 구성됩니다.실리콘계 고분자의 합성에 사용되는 원료는 주로 지질기원의 암석형성광물이기 때문에 지질중합체라고 불린다.Joseph Davidovits는 1978년에[2] 이 용어를 만들고 비영리 프랑스 과학 기관(Association Loi 1901)인 Géopolymér(Geopolymer Institute)을 만들었습니다.

T.F.에 따르면엔지오폴리머는 크게 두 가지로 분류할 수 있다[3].순수 무기지오폴리머와 자연발생 고분자의 합성유사물인 지오폴리머를 포함한 유기지오폴리머다.다음 그림에서 지질중합체는 본질적으로 무기화합물 또는 반복단위로 이루어진 화합물(-Si-O-Si-O-), 실리코-알루민산(-Si-O-Al-O-), 페로-실리코-알루민산(-Fe-O-Si-O-Al-A) 등의 혼합물이다.이 광물 합성(지질 합성)은 1976년 [5]IUPAC 심포지엄에서 처음 발표되었다.

지질 고분자의 미세 구조는 본질적으로 온도에 의존합니다. 실온에서는 X선 비정질이지만 500°[6]C 이상의 온도에서는 결정 매트릭스로 진화합니다.

알칼리성 배지(Na+, K++, Li2+, Ca+, Cs 등) 또는 인산 함유 산성 배지, 식물 추출물(초산, 구연산, 옥살산 및 후민산)의 유기 카르본산 두 가지 합성 경로를 구별할 수 있다.

2000년대 초에는 알칼리성 경로가 연구개발 및 상업적 응용 분야에서 가장 중요했으며, 아래에 설명되어 있다.산성 경로는 [7][8]다른 곳에서 논의된다.

지질 고분자란 무엇인가?

1950년대에 소련 키예프의 빅토르 글루코프스키는 원래 "토양 규산염 콘크리트"와 "토양 시멘트"[9]라는 이름으로 알려진 콘크리트 재료를 개발했지만, 1991년 요제프 다비도비츠에 의해 지질 중합체 개념이 도입된 이후 '지질 중합체'의 용어와 정의는 더욱 다양해지고 종종 상충되고 있다.아래의 예들은 다른 배경을 가진 과학자들에 의해 쓰여진 2011년 과학 출판물에서 따온 것이다.

지질 고분자라는 용어의 정의[10]

화학자용[11]

'...지질 고분자는 제올라이트와 유사한 고분자 Si-O-Al 프레임워크로 구성됩니다.제올라이트의 주요 차이점은 지질고분자가 결정체 대신 비정질이라는 것이다.TEM에 의해 관측된 나노미터 규모의 지질 고분자의 미세 구조는 다공성 네트워크 내에 기공이 분산된 작은 알루미늄 규산염 클러스터로 구성됩니다.이 성단의 크기는 5나노미터에서 10나노미터 사이입니다.'

지오폴리머 재료 화학자용[12]

'...반응은 시스템의 SiO2/AlO23 비율에 따라 폴리(sialate) 또는 폴리(sialate-siloxo) 또는 폴리(sialate-disiloxo)로서 공유 옥시겐에 의해 연결된 사면체 프레임워크인4 SiO와 AlO를4 생성한다.사면체 프레임워크의 연결은 장거리 공유 결합을 통해 발생한다.따라서 지오폴리머 구조는 반결정 3-D 알루미노-실리케이트 미세구조로 이루어진 고밀도 비정질상으로 인식된다.'

알칼리 시멘트 과학자의 경우[13]

'...지질고분자는 사면체 알루미늄 규산염 단위의 응축에 의해 생성되는 골격 구조이며, 알칼리 금속 이온은 사면체 Al과 관련된 전하 균형을 유지한다.일반적으로 지질고분자는 알칼리성 용액(종종 용해성 규산염)과 고체 알루미늄 규산염 재료로 구성된 2부 혼합물로 합성된다.지질 중합은 주위 온도 또는 약간 높은 온도에서 발생하는데, 알칼리성 용액에서 고체 알루미늄 규산염 원료를 침출시키면 고체 표면에서 침출된 종이 성장 겔상으로 이동하고, 이어서 핵형성과 응축으로 고체 결합제를 형성합니다.'

지오폴리머 세라믹 화학자용[14]

'…지질 중합체는 일반적으로 표준 압력과 온도에서 경화되면 X선 비정질이지만 가열 시 류카이트나 폴루카이트와 같은 결정질 세라믹 상으로 전환됩니다.

세라믹 과학자용[15]

'...지질 고분자는 I족 산화물에 의해 전하 평형을 이루는 완전 무기 알루미노 규산염계 세라믹의 한 종류입니다.그것들은 온도와 압력의 비교적 주변 조건에서 거의 그물 치수 물체로 만들어지며, 그 후에 결정성 물질이나 유리 세라믹 물질로 바뀔 수 있습니다.'

지질 고분자 합성

이온 배위인가 공유 결합인가?

1937년, W. L. 브래그는 라이너스 폴링의 이온 이론의 개념을 바탕으로 모든 종류의 규산염과 결정 구조를 분류하는 방법을 발표했다.기본 단위는 4개의 옥시겐(Pauling의 제1규칙)과 4개의 사면체 배위에 Si 또는 Al과3+ 같은4+ 작은 양이온으로 이루어진 사면체 복합체이다.많은 교과서는 서로 다른44− 이온의 상대적 크기에 의해 결정되는 SiO 사면체와 다른 광물 구조의 기하학적 구조를 설명한다.

이 이온 배위 표현은 공유 결합 메커니즘에 의해 지배되는 지오폴리머 화학의 요건에 더 이상 적응되지 않는다.이온 개념(조정)과 공유 결합의 차이는 심오하다.이중 사면체 구조(좌표)는 하나의 산소 음이온2− O를 공유하는 반면, Si-O-Si-분자 구조에서 공유 결합은 Si와 O가 하나의 [16]전자만을 공유함으로써 달성된다.이것은 후자의 구조 내에서 더 강한 결합을 가져온다.미국의 광물학자이자 지구화학자인 G. V. 깁스와 그의 팀은 고분자 결합 Si-O-Si-O를 연구하여 1982-2000년에 다음과 같이 밝혔다.

실리카의 특성과 구조의 성공적인 모델링... 석영과 같은 실리카 다형물은 Si-O-Si 골격의 원자를 작은 백산 [17]분자로 결합하는 같은 힘에 의해 결합되는 거대한 분자로 볼 수 있다는 진술에 신빙성을 부여한다.

G.V. 깁스에 의해 사용되는 거대 분자라는 용어는 지오폴리머의 정의와 동일하며 작은 백산 분자라는 용어는 실리콘 폴리머로 잘 알려진 유기 실리콘 화합물의 실제 올리고머를 나타냅니다.이들 백산올리고머는 이 글에서 설명하는 실리콘-알루민산올리고머와 동일한 구조를 가지고 있다.

지질 중합은 올리고머에서 시작된다.

K-폴리(시알레이트)/폴리(시알레이트-실크소)종의 분리 올리고머 5종

지질 중합은 올리고머로 알려진 많은 작은 분자들을 공유 결합 네트워크로 결합하는 과정이다.지질화학 합성은 3차원 고분자 구조의 실제 단위 구조를 제공하는 올리고머(다이머, 트리머, 테트라머, 펜타머)를 통해 수행됩니다.2000년 T.W. Swaddle과 그의 팀은[18] 용액에 비교적 높은 농도와 높은 pH로 용해성 분리된 알루미노-실리케이트 분자의 존재를 증명했습니다.연구의 주요 개선점 중 하나는 연구가 -9°C의 매우 낮은 온도에서 수행되었다는 것이다.실제로 올리고실리케이트의 상온 중합은 100밀리초 정도로 오르토실리케이트, 올리고실록소 유닛의 중합보다 100~1000배 빠른 속도로 이루어지고 있는 것으로 밝혀졌다.상온 이상에서는 기존 분석 장비로는 검출할 수 없을 정도로 반응이 빠르다.

이 이미지는 칼륨 기반 알루미노 규산염 지질 중합의 실제 시작 단위인 K-폴리(시알레이트)/폴리(시알레이트-실록소) 종의 5가지 가용성 올리고머를 보여줍니다.

알칼리성 배지에서 메타콜린 MK-750에 의한 (-Si-O-Al-O-) 지질 중합 예[19]

여기에는 7가지 화학 반응 단계로 구성된 4가지 주요 단계가 포함됩니다.

  • 카올리네이트 폴리(실록소)층의 알칼리성 탈중합
  • "정통 시알레이트"(OH)-3시알레이트(Si-O-Al-(OH)3 분자(그림 1번)를 포함한 단량체 및 올리고머 종의 형성
  • 워터글래스(용매성 K-폴리실록소네이트)가 존재하는 경우, 수산화물이 응축 반응에 의해 해방되어 다시 반응할 수 있는 오르소-시알레이트-디실록소 순환 구조(예: 그림의 5번)를 생성한다.
  • 보다 높은 올리고머 및 고분자 3D 네트워크로의 지정 중합(중축합).

Na-poly(sialate-siloxo)와 K-poly(sialate-siloxo)의 지질중합속도론은 각각 약간 다르다.이것은+ 아마도 Na와+ Kations의 치수가 다르기+ 때문이며, K는+ Na보다 크다.

알칼리성 매질 중 플라이 애쉬에 의한 제올릭(Si-O-Al-O-) 지질 중합 사례[20]

5가지 주요 단계를 포함합니다.

  • 비회 입자의 알루미늄 규산염이 알칼리성 매질(Na+)에서 용해되어 알루미늄산염과 규산염(아마도 단량체)을 방출하는 핵 형성 단계입니다.
  • 이러한 단량체는 상호 반응하여 이합체를 형성하고, 다른 단량체와 반응하여 삼량체, 사량체 등을 형성합니다.
  • 용액이 포화상태에 이르면 알루미늄이 풍부한 겔(Gel 1)이 침전한다.
  • 반응이 진행됨에 따라 초기 고체원으로부터의 더 많은 Si-O기가 용해되어 배지의 실리콘 농도가 증가하고 제올라이트 전구체 겔(Gel2) 중 실리콘의 비율이 점차 높아진다.
  • Zeolite와 같은 3D 프레임 구조로 중축합.

지오폴리머 3D 프레임 구조

폴리(시알레이트-실록소)의 3D 프레임으로의 탈옥실화

지질 중합은 암석 형성 광물과 유사한 알루미늄 규산염 골격을 형성한다.하지만 큰 차이가 있다.1994년 다비도빗은[21] NMR 스펙트럼과 일치하는 K-폴리(시알레이트-실록소)(K)-(Si-O-Al-O-Si-O)의 이론적 구조를 제시했다.Si, Al, Na, K, 원자 사이의 관계에만 초점을 맞췄기 때문에 구조 내 물의 존재는 알 수 없다.물은 기본적으로 -OH 그룹의 형태로 150°C – 200°C 미만의 온도에서만 존재하는 반면, 수많은 지오폴리머 산업 및 상업용 애플리케이션은 200°C 이상의 온도에서, 즉 최대 1400°C의 온도에서 작동합니다.그럼에도 불구하고, 시멘트와 폐기물 관리와 같은 저온 응용 분야에 종사하는 과학자들은 양이온 수화물과 물 [22][23]분자를 정확히 알아내려고 노력했다.이 모델은 불완전하게 반응하는 지오폴리머(그림의 왼쪽)를 나타내며, 시간이 지남에 따라 또는 반대되는 Al-O-K와 온도 중축합된 자유 Si-OH기를 Si-O-Al-O 시알레이트 결합에 포함합니다.이 반응에 의해 방출되는 물은 모공에 남아 있거나 제올릭 물과 유사하게 골격과 관련되거나 방출 및 제거될 수 있다.몇 가지 3D 프레임워크는 '지질고분자 화학과 응용'[24]이라는 책에 설명되어 있습니다.일반적으로 250°C 이상의 탈옥실화(및 탈수) 후 지질고분자는 점점 더 결정성(그림에서 오른쪽)이 되고 500-1000°C 이상(현재 존재하는 알칼리 양이온의 성질에 따라 다름)이 결정화되며 X선 회절 패턴과 구조물은 지질학적 유사물과 동일하다.

상용 어플리케이션

잠재적인 어플리케이션과 기존의 어플리케이션이 매우 다양합니다.일부 지질 고분자 애플리케이션은 아직 개발 중인 반면, 다른 애플리케이션은 이미 산업화 및 상용화되었습니다.지질 고분자 [25]연구소가 제공한 불완전한 목록을 참조하십시오.이들은 크게 세 가지 카테고리로 분류됩니다.

지오폴리머 수지 및 바인더

  • 내화재, 단열재, 발포재
  • 저에너지 세라믹 타일, 내화물, 열충격 내화물
  • 최첨단 수지 시스템, 페인트, 바인더 및 그라우트
  • 바이오테크놀로지(의약품용 재료)
  • 주조 공장 산업(수지), 유기 섬유 복합 재료 제조를 위한 공구.
  • 항공기 내부 및 자동차용 인프라 보수 및 강화용 복합재료, 내화성 및 내열성 첨단 탄소섬유 복합재료
  • 방사성 및 유독성 폐기물 격납고

지질 고분자 시멘트 및 콘크리트

  • 저기술 건축자재(점토벽돌),
  • 저CO2 시멘트 및 콘크리트

예술 및 고고학

  • 장식석 공예품, 예술품 및 장식품
  • 문화유산, 고고학, 과학의 역사.

지오폴리머 수지 및 바인더

Davidovits는 지오폴리머 재료의 클래스를 다음과 같이 기술합니다.[26]

  • 메타콜린 MK-750계 지오폴리머 바인더
화학식(Na,K)-(Si-O-Al-O-Si-O-), 비율 Si:Al=2(범위 1.5 ~2.5)
  • 실리카계 지오폴리머 바인더
화학식(Na,K)-n(Si-O-)-(Si-O-Al-), 비율 Si:Al > 20 (범위는 15 ~40).
  • 솔겔계 지오폴리머 바인더(합성 MK-750)
화학식(Na,K)-(Si-O-Al-O-Si-O-), 비율 Si:Al=2

최초의 지질 고분자 수지는 1979년 J. 다비도빗에 의해 제출된 프랑스 특허 출원에 기술되었다.미국 특허인 US 4,349,386은 1982년 9월 14일 광물 폴리머라는 제목과 제조 방법으로 부여되었다.본질적으로 알칼리 가용성 규산염[물유리 또는 (Na, K)-폴리실록손산염]을 소성 카올리나이트 점토(나중에 소성 온도의 중요성을 강조하기 위해 메타콜린 MK-750을 만들었다), 즉 이 경우 750°C의 지질 중합이 수반되었다.1985년, 뉴질랜드의 케네스 맥켄지와 그의 팀은 "사면체와 [27]팔면체 사이의 화학적 이동 중간"을 설명하면서, 소성된 카올리네이트의 Al(V) 배위를 발견했습니다.이것은 지질 고분자 반응성을 더 잘 이해하는 데 큰 도움이 되었다.

1979년 이후,[28] 다양한 수지, 바인더 및 그라우트가 전 세계적으로 화학 산업에 의해 개발되었습니다.

지오폴리머 복합재료 활용 가능성

메타콜린 MK-750계 및 실리카계 지오폴리머 수지를 사용하여 섬유 및 직물을 함침시켜 지오폴리머 매트릭스계 섬유복합재를 얻는다.이 제품들은 내화성이며 연기와 유독가스를 배출하지 않습니다.그것들은 미국 연방 항공국 [29]FAA와 같은 주요 국제 기관에 의해 테스트되고 추천되었다.FAA는 탄소-지질 고분자 복합체를 내화성 캐빈 프로그램(1994-1997)[30]의 최적 후보로 선정했습니다.지질 고분자는 높은 환경 내구성과 폐기물의 구성 변화에 대한 유연성 때문에 핵 폐기물을 고정시키는 데 매력적인 숙주 물질입니다.체코와 [31][32]슬로바키아의 어려운 방사성 폐기물 흐름을 고정시키기 위해 이미 산업 규모로 사용되고 있다.

내화재

플래시 오버 시간: 유기 매트릭스와 지오폴리머 매트릭스 복합 재료 비교
상세 정보:플래시 오버

플래시오버는 불완전한 연소 생성물이 천장에 축적되어 발화함으로써 격실 재료의 총체적인 관여를 초래하고 인간의 생존 가능성을 알리는 격실 화재 특유의 현상이다.그 결과, 격실 화재에서 플래쉬오버까지의 시간은 대피에 이용 가능한 시간이며, 격실 화재에서 재료 또는 재료 세트의 화재 위험을 결정하는 데 가장 중요한 단일 요소이다.연방항공청은 항공기 실내 테스트에서 재료의 플래시 오버 시간을 상용 항공기 실내 재료에 대한 열 방출 및 열 방출 속도 허용 기준의 근거로 사용했다.그림은 엔지니어링 열가소성 수지로 만들어진 최고의 유기 매트릭스가 20분 점화 기간 후에 플래시오버에 도달하여 상당한 연기를 발생시키는 방법을 보여줍니다. 한편, 지오폴리머 매트릭스 복합체는 절대 점화되지 않으며 플래시오버에 도달하거나 실내 화재에서 연기를 발생시키지 않습니다.

탄소-지중합체 복합체는 배기 [33]부품 주변의 경주용 자동차에 적용된다.이 기술은 일반 자동차 부품(내식성 배기관 등) 및 방열재 대량 생산에 [34]이전되어 적용될 수 있었다.유명한 자동차 제조업체가 이미 지오폴리머 복합 배기관 [35]시스템을 개발했습니다.

지질 고분자 시멘트

주요 기사:지질 고분자 시멘트

지오폴리머 시멘트를 생산하려면 메타콜린이나[36] 플라이애쉬와 같은 알루미늄 규산염 전구체 물질(예를 들어 몰비 MR SiO의2 나트륨 또는 칼륨 수용성 규산염)이 필요합니다.MO2 ≥ 1.65, M은 Na 또는 K) 및 물(아래 "사용하기 쉬운" 시약에 대한 정의를 참조하십시오.상온 경화는 칼슘 양이온 소스(종종 고로 슬래그)를 추가하면 더욱 쉽게 이루어집니다.

포틀랜드 시멘트 화학 vs 지오폴리머 화학

지정 중합 GP 대비 포틀랜드 시멘트 화학

왼쪽: 규산칼슘을 규산칼슘 하이드레이트(C-S-H)와 포틀랜드라이트(OH)2로 수화하여 포틀랜드 시멘트(P.C.C.)의 경화.

오른쪽:올리고칼륨(시알레이트-실록소)을 칼륨 폴리(시알레이트-실록소) 크로스 링크 네트워크로 폴리 응축함으로써 지오폴리머 시멘트(GP)의 경화(경화)

지질 고분자 시멘트 카테고리

카테고리는 다음과 같습니다.

  • 슬래그 기반의 지오폴리머 시멘트.[37]
  • 암석 기반 지오폴리머 시멘트.[38]
  • 플라이애쉬계 지오폴리머 시멘트
    • 타입 1: 알칼리 활성 플라이 애쉬 지오폴리머.[39]
    • 유형 2: 슬래그/플라이 애쉬 기반 지오폴리머 시멘트.[40][41][42]
  • 페로시알레이트계 지오폴리머 시멘트.[43]

슬래그계 지오폴리머 시멘트

구성 요소: 메타콜린(MK-750) + 고로 슬래그 + 알칼리 규산염(사용자 친화적)
지질 고분자 구성: Si:Al[citation needed] = Si의 실제 고용체:Al=1, Ca-poly(디시아레이트)(아노르타이트형) + Si:Al = 3, K-폴리(시알레이트-디실록소)(정규산염형) 및 C-S-H Ca-실리케이트 수화물.

1980년대에 개발된 최초의 지질 고분자 시멘트는 (K, Na, Ca)-폴리(sialate)(또는 슬래그 기반 지질 고분자 시멘트) 유형으로, 미국 론스타 인더스트리즈의 Joseph Davidovits와 J.L. Sawyer가 수행한 연구 개발 결과물이며, Pyrament® 시멘트의 발명이 이루어졌습니다.미국 특허 출원은 1984년에 이루어졌으며, 미국 특허는 1985년 4월 9일에 '조기 고강도 광물 폴리머'라는 제목으로 4,509,985달러가 부여되었다.

암석계 지오폴리머 시멘트

일정량의 MK-750을 선택한 화산 응회암으로 대체하면 단순한 슬래그 기반의 지질 고분자 [citation needed]시멘트보다 더 나은 특성과 CO 배출량이 적은2 지질 고분자 시멘트를 얻을 수 있다.

제조 부품: 메타콜린 MK-750, 고로 슬래그, 화산 응회암(소성 또는 미소성), 광산 테일링 및 알칼리 규산염(사용자 친화적)
지질 고분자 구성: Si:Al = 3, 실제로[citation needed] Si의 고용체:Al=1 Ca-poly(디시아레이트)(아노르타이트형) + Si:Al = 3-5(Na,K)-폴리(실산염-멀티실록소) 및 C-S-H Ca-실리케이트 수화물.

플라이애쉬 기반 지오폴리머 시멘트

이후 1997년 슬래그 기반 지질 고분자 시멘트를 기반으로 한 작업과 플라이 애쉬에서 제올라이트를 합성한 Silverstrim et al.[44] 및 van Jaarsveld 및 van[45] Deventer는 지질 고분자 플라이 애쉬 기반 시멘트를 개발했습니다.실버스트림 등미국 특허 5,601,643은 '플라이 애쉬 시멘트 재료 및 제품 제조 방법'이라는 제목으로 지정되었다.

제조2 중 CO 배출량

호주의 콘크리트 전문가 B. V. Rangan에 따르면, 전 세계적으로 증가하는 콘크리트 수요는 이산화탄소2 배출량이 [46]훨씬 적은 모든 유형의 지오폴리머 시멘트를 개발할 수 있는 좋은 기회라고 합니다.2021년 호주 뉴사우스웨일스대학(UNSW 시드니) 연구진이 수행한 라이프사이클 평가 연구에서는 지질고분자 박격포가 건설 애플리케이션에 적합한 압축강도와 휨강도를 확립하고 지구온난화 잠재력에서 지속가능성을 나타내는 것으로 확인됐다.일반 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있을 것 같습니다.그러나 산업 폐기물 처리(즉, 플라이 애쉬의 준비)는 수역을 고갈시키고 규산나트륨은 제조 과정에서 상당한 환경 부담을 유발하여 지질 고분자의 지속 [47]가능성을 높이는 핵심 요소가 된다.

표준의 필요성

2012년 6월 ASTM International은 지질고분자 바인더 시스템에 관한 심포지엄을 개최하였습니다.심포지엄의 서론에는 다음과 같이 [citation needed]기술되어 있습니다.포틀랜드 시멘트에 대한 성능 사양이 작성되었을 때, 포트랜드 이외의 바인더는 흔치 않았습니다.지오폴리머와 같은 새로운 바인더는 점점 더 연구되고 있으며, 전문제품으로 판매되고 있으며, 구조용 콘크리트에 사용하기 위해 탐색되고 있습니다. 이 심포지엄은 ASTM이 기존의 시멘트 표준이 한편으로 지오폴리머 바인더의 추가 탐사를 위한 효과적인 프레임워크와 한편으로 이들 재료의 사용자를 위한 신뢰성 있는 보호를 제공하는지 검토할 기회를 제공하기 위한 것이다.

기존 Portland 시멘트 표준은 지오폴리머 시멘트에 적합하지 않습니다.그들은 특별 위원회에 의해 만들어져야 한다.그러나 그러기 위해서는 표준 지오폴리머 시멘트의 존재도 필요합니다.현재는 모든 전문가가 현지 원료(배기, 부산물 또는 추출물)를 바탕으로 자신만의 레시피를 제시하고 있다.적절한 지오폴리머 시멘트 카테고리를 선택할 필요가 있다.2012년 지질고분자 연구개발(State of the Geopolymer R&D)[48]에서는 다음 두 가지 범주를 선택할 것을 제안했다.

  • 타입 2 슬래그/플라이 애쉬 기반 지오폴리머 시멘트:플라이 애쉬가 주요 신흥국에서 사용 가능합니다.
그리고.
  • 페로시알레이트계 지오폴리머 시멘트: 이 지질학적 철분이 풍부한 원료는 전 세계 모든 나라에 존재합니다.
그리고.
  • 사용하기 쉬운 적절한 지질 고분자 시약

예술 및 고고학에 대한 지질 고분자 응용

지오폴리머 유물이 천연석처럼 생겼기 때문에 몇몇 예술가들이 실리콘 고무 틀에 그들의 조각품을 주조하기 시작했습니다.예를 들어, 1980년대에 프랑스 예술가 Georges Grimal은 몇몇 지오폴리머 캐스터블 석재 [49]조형물을 작업했다.

이집트 피라미드 돌

주요 기사:이집트 피라미드 건축 기술

고고학적 응용에 관해서는 1980년대 중반 조셉 다비도빗은 진짜 피라미드 돌에 대한 최초의 분석 결과를 발표했다.그는 고대 이집트인들이 다시 응집된 석회암 [50]블록을 만들 때 지질 중합체 반응을 일으키는 방법을 알고 있었다고 주장했다.우크라이나 과학자 G.V. 글루홉스키는 퍼스트 인턴에 대한 기조논문에서 다비도빗의 연구를 지지했다.1994년 [51]우크라이나 키예프, 알칼리성 시멘트 및 콘크리트 관련 회의나중에, 몇몇 재료 과학자들과 물리학자들이 고고학 연구를 이어받아, 그 결과물을 출판하고 있는데, 주로 피라미드 [52][53][54][55]돌에 관한 것이다.

로마 시멘트

고대2 로마의 유적 발굴을 통해 로마 건축물을 구성하는 콘크리트와 모르타르의 약 95%가 이산화탄소의 침전 작용에 의해 대기 중과 규산칼슘 하이드레이트(C-S-H)의 형성에 의해 서서히 굳어진 매우 단순한 석회 시멘트로 구성되어 있다는 것을 알 수 있다.이것은 매우 약한 재료에서 중간 정도의 좋은 재료이며, 기본적으로 기초와 민중을 위한 건축에 사용되었습니다.

그러나 특히 저수지와 관련된 작품(시스턴, 수도관)을 짓기 위해 로마 건축가들은 더 정교하고 비싼 재료들을 사용하는 것을 주저하지 않았다.이 뛰어난 로마 시멘트는 석회와 함께 세라믹 골재(라틴어 고환, 현대의 메타콜린 MK-750과 유사)와 알칼리가 풍부한 화산 응회암(크레토니, 제올릭 포졸란)의 석회 활성화에 기초하고 있다.MAS-NMR 분광기 조사는 서기 2세기 로마의 첨단 시멘트에 대해 실시되었다.그들은 지질 고분자의 [56]구성을 보여준다.

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외부 링크

  • 지질고분자연구소: https://www.geopolymer.org/
  • Geopolymer Alliance : https://web.archive.org/web/20130409024601/http : //geopolymers.com.au/