Механизмы реакции щелочно-активированных материалов

Щелочно-активированные материалы (AAM) определяются как материалы, получаемые в результате реакции между прекурсорами и активаторами и делятся на две группы в зависимости от продуктов реакции: богатые кальцием материалы, такие как доменный шлак с отношением Ca/(Si+Al) больше 1; и бедные кальцием материалы, соответствующие подклассу геополимеров. В этом обзоре рассматриваются библиографические аспекты открытия и развития этих материалов, включая исследования Виктора Глуховского и характеристику исторических памятников, выполненную Жозефом Давидовицем, начиная с 1950–1960-х годов и продолжающиеся по настоящее время. Обсуждаются основные продукты, формирующиеся при щелочной активации, с использованием определений полиcиалатов и цеолитов для геополимеров и структуры, подобной тобермориту, для кальцийсодержащих материалов. Рассмотрены ключевые стадии щелочно-активационной реакции — растворение, конденсация, поликонденсация, кристаллизация и твердение. Изучены распространенные методы характеристики продуктов реакции AAM, включая рентгеновскую дифракцию (XRD), спектроскопию ядерного магнитного резонанса (ЯМР), инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FTIR) и сканирующую электронную микроскопию (SEM). Наконец, проанализированы основные факторы, влияющие на кинетику реакций AAM, с особым вниманием к типу отверждения и составу активирующего раствора, используемого при производстве щелочно-активированных материалов.