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.

Алюмосиликатные связующие вещества формируются на основании собственного процесса синтеза под названием щелочная активация твердых компонентов, процесса растворения силиката и единиц алюмината, а также переформирования структурных единиц в аморфную алюмосиликатную сеть с трехмерными связями. Имеющиеся знания об алюмосиликатах как связующих веществах ограничиваются их использованием в небольшом количестве технических областей. В коммерческом производстве (например, бетонная промышленность) и фундаментальных областях изготовления химических составов для строительных отраслей предлагаются лишь немногие системы алюмосиликатных связующих веществ. Это происходит, во-первых, вследствие того, что большинство требований по-прежнему удовлетворяются широким спектром различных видов цемента. Во-вторых, ряд дополнительных сырьевых материалов, используемых при составлении алюмосиликатных связующих веществ, требуют высокой  квалификации в области химии синтеза и связующих веществ, чтобы можно было гарантировать индивидуальный и непрерывный контроль за продуктами. Удивительные и новые свойства алюмосиликатных связующих веществ, такие как механические свойства, химическая или температурная устойчивость, расширят возможность применения неорганических связующих веществ в будущем.

Проблема в использовании новых и альтернативных связующих веществ заключается в необходимости сочетать безопасное использование и широкие возможности цементов с точки зрения прочности с новыми свойствами материалов алюмосиликатов. Сюда входит непрерывная оценка такого нового класса связующих веществ с технической и энергетической стороны. Еще только предстоит осуществить всесторонний энергетический анализ активированных щелочью алюмосиликатов как связующих веществ. Первые исследования показывают значительное преимущество этих связующих веществ с точки зрения анализа сырьевых материалов. По сравнению со связующими веществами на основе цемента это означает, что использование дополнительных сырьевых материалов снижает потребность в энергии и сокращает выбросы CO₂ во время производства. Основная часть энергетического баланса (> 80 процентов) требуется для изготовления активирующего компонента. То есть, умная и эффективная активация сырьевых материалов является самой серьезной проблемой при разработке инновационных и эффективных связующих веществ.

В конечном счете, специфический процесс синтеза и широкий потенциал возможных составов алюмосиликатных связующих веществ делает их очень интересной группой материалов. Создаваемые в лаборатории новые профили свойств и ведущиеся пилотные проекты, сосредоточенные на возможностях применения и прочности материалов, подвергаются непрерывной оценке с технического и энергетического аспектов в условиях изменчивого окружения. Для концерна BASF эти новые материалы представляют собой интересную альтернативу, в рамках которой новые свойства продуктов обеспечивают надежные и долгосрочные преимущества для клиентов.

С анализом российского и европейского рынков алюмосиликатных огнеупоров Вы можете познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Российский и европейский рынки алюмосиликатных огнеупоров».

www.newchemistry.ru