Огромное многообразие типов и классов цемента используется в основных инженерных областях, например, строительстве зданий или производстве заранее обработанных деталей, и широком диапазоне отраслей производства строительных химикатов. Широкие возможности варьирования базового материала и значительный диапазон изменения итогового состава позволяют создавать практически любые желаемые свойства и удовлетворять любым требованиям. К тому же, связующие вещества на основе цемента и не содержащие цемент исходные материалы применяются в стандартных областях, таких как изготовление гипса, известковой штукатурки или ангидридного маяка. Во многих случаях используются другие связующие вещества, если измененные общие условия или особые требования вынуждают создавать новые свойства материалов. К таким можно отнести экологические соображения, физиологические классификации или рыночные тенденции. Алюмосиликатная группа представляет собой особую нишу в мире связующих веществ. Несмотря на то, что эти материалы известны уже много лет – часто под названием «геополимеры» – научные принципы и формулы связующих веществ могут самыми различными. С точки зрения материаловедения данная группа связующих веществ включает в себя алюмосиликатные активированные щелочью связующие вещества. Основные их компоненты являются источниками диоксида кремния (SiO2) и оксида алюминия (Al2O3), например шлака, пепла или активированной глины, а также активированных щелочью компонентов, таких как жидкое стекло или растворы щелочей, гидроксидов. Одна из основных проблем заключается в составлении формулы связующего вещества и определении той степени, в которой он перемешивается с другими классами материалов. При рассмотрении химического состава связующих веществ и методов синтеза обязательно следует учитывать фундаментальные области материаловедения, от таких направлений как химия стекла, керамика, зольгелиевые процессы и традиционная гидратация. Такое распространение на соседние классы веществ одновременно описывает один из самых интересных аспектов алюмосиликатной химии, а именно создание путей синтеза с использованием небольших (мономерных или олигомерных) структурных единиц совместно с предшествующими структурами, посредством создания подобных полимеризации связей с аморфными структурами, обладающими трехмерными связями, которые больше похожи на стекловые и керамические структуры. Поскольку существует возможность отрегулировать свойства материала особым и контролируемым образом путем изменения исходных продуктов и процесса синтеза, благодаря этому появляется возможность значительно изменять технические характеристики. Базовые отличия от составов цемента лежат в процессе производства и составах сырьевых материалов, фазообразовании и формировании структуры связующего вещества и микроструктуры.
|