地质聚合物又称地聚物,是以含氧化硅和氧化铝为主要成分的硅铝质材料为主要原料,在激活剂作用下,经适当工艺及化学反应得到的一类新型无机材料。地质聚合物为非金属材料,是由硅氧四面体、铝氧四面体通过共用氧原子联结形成的三维网状结构凝胶体。
地质聚合物兼具有机高分子、陶瓷、水泥的特点,具有良好的耐久性、耐高温性、耐腐蚀性、隔热性、保温性和界面粘结强度高、早期强度高等性能。地质聚合物主要用于制备地质聚合物混凝土、地聚合物注浆材料、地质聚合物胶凝材料等,在土木工程、建筑材料、环境保护、非铁铸造、污染土修复、软土固化等领域应用广泛。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2029年中国地质聚合物(地聚物)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,全球地质聚合物市场主要分布在北美、欧洲及亚太等地区,市场参与者包括瓦格纳、Cemex、Lafarge、Zeobond、Woellner、上海百奥恒新料、海南蓝岛环保等。2022年,全球地质聚合物市场规模约104.5亿美元,预计2024-2028年,在建筑业绿色化发展背景下,全球地质聚合物市场规模将以20.0%左右的年均复合增长率增长。
地质聚合物主要原材料包括偏高岭土、赤泥、矿渣、粉煤灰、磷渣、废玻璃、煤矸石等,偏高岭土是制备地质聚合物的首选材料。我国工业固废产生量大,且处于增长趋势,2023年产生量在40亿吨左右。地质聚合物以工业固废为主要材料,相比于传统硅酸盐水泥,地质聚合物能耗及二氧化碳排放量低,开发和应用地质聚合物,有助于提高工业固废综合利用率、缓解水泥行业碳减排压力。
地质聚合物激活剂分为酸激活剂、碱激活剂两大类,酸激活剂包括硫酸、醋酸和磷酸等,碱激活剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、苛性钠、水玻璃、苛性钾等。碱激活剂研究起步早、技术较成熟,因此应用较广泛。地质聚合物制备方法有超声波辅助法、压制成型法、浇筑法等。
目前我国《地质聚合物水泥》团体标准处于制定中,参与单位包括中国建筑材料联合会、中国建筑材料科学研究总院、武汉理工大学、上海百奥恒新料、内蒙古智地科技、中国地质大学(武汉)等。新思界
行业分析人士表示,地质聚合物是工业固废处置的重要解决手段,我国地质聚合物产业化起步较晚,但在碳中和、碳达峰占比背景下,建筑行业绿色化发展已成趋势,地质聚合物市场发展前景广阔。