胶凝材料学认识综述

曾丽琴

[摘要]本文通过阐述胶凝材料的发展历史，提出了非传统胶凝材料的概念，根据工业废渣的化学组成、矿物特征以及胶凝固结特征对其进行了分类并探讨了工业废渣在胶凝材料中的应用途径，指出工业废渣在胶凝材料中的应用不仅有助于解决环境污染，节约能源，而且可降低产品成本，不同程度地改善胶凝材料的性能，具有显著的社会经济效益，并对以后工业固体废弃物在胶凝材料学中的发展提出了建议。

[关键词]胶凝材料；工业废渣；利用

？凝材料，是指经过自身的物理化学作用后，能够由液态或半固态变成坚硬固体的物质。？凝材料按其化学成分可分为有机和无机两大类。无机？凝材料按其硬化时的条件又可分为：气硬性？凝材料与水硬性？凝材料。气硬性？凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续提高其强度，如石V、石w、水OP等。水硬性？凝材料不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持并继续提高其强度，如各种水泥。

1.胶凝材料学的发展历程

1.1传统？凝材料

1.1.1古代？凝材料。人类发现和利用？凝材料，有着悠远的历史。新石器的前n器时代人们就开始使用天然？凝材料y土和&石，并且在9000年前开始使用最早的人造？凝材料-石V。公元前2500-3000年，人们就开始使用石W-石V类？凝材料。公元初期，石V-火山V水硬性？凝材料开始使用。这种？凝材料表现出极强的耐久性。

古代？凝材料的最大不同是A1203和Si02含量高而且有大量（40%）的方Z石存在。方z石是一种化学稳定性较高的水化产物，s解度小，与Ca（0H）2几乎完全反应。因此古代的？凝材料的s解度小，其内的成分不会因为时间的流失而流失，所以古代？凝材料有卓越的耐久性。

1.1.2现代？凝材料。现代？凝材料一般指{x Q水泥、石V、石W等最常用的？凝材料。而铝X Q水泥、8铝X Q水泥、则又称为非{X Q水泥。现代以波特兰水泥为主的？凝材料的最大特点是强度主要由{X Q熟料四种矿物质和石W水解水化而形成强度。

1.2非传统？凝材料

显然就是那些不在上述领域的？凝材料。传统？凝材料的主要元素是地壳中含量最高的几种元素，但元素的含量和地壳中元素的丰度次序差异较大，特别是I的含量相差较大，生产水泥需要大量的高品质的石V石。而石V石资源也是有限的，因此未来的水泥应该是一种比较适合于未来资源枯竭条件下生产的水泥，而且更适合于回收利用。非传统？凝材料应该是：不用自然资源，以各类工业废：为主要原料、制造工艺简单、能耗小、基本上零排放的环境友好型的？凝材料。

2.固体废弃物的成分

固体废弃物是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被1弃的以固态赋存的物质。工業固体废弃物是指工业生产过程中产生的废：、粉末、碎}、污泥等。固体废弃物具有一些与工业原料相当的物理学性质，又被称为“放错了地方的资源”、“二次资源”、“再生资源”。

有些工业固体废弃物具有潜在的？凝活性，能够作为？凝材料和辅助？凝材料使用，并能改善原？凝材料的一些性质：如混凝土中加入矿：微粉或粉9 V后可以起到改善工作性，降低水化热，提高耐久性的作用。

根据工业固体废弃物的化学组成、矿物特征以及？凝固结特征，将工业固体废弃物分为以下几类：石V类、石w类、火山V类、潜在水硬性类、水硬性类及～性和有害类等。

3.固体废弃物在胶凝材料中的应用

3.1代替y土做组分配料。粉9 V、96石、P：、金属尾矿、赤泥等。根据实际情况可部分或全部代替。96石、P：不仅代人化学组分，而且还可代人部分热量；

3.2代替石w作矿化+。口石w、石w、Q田石w、环保石w、！”

X：等，因其含有三4化8、口、等都是天然的矿化成分。且S03含量高达40%以上，可全部代替石w。因石w类工业废：与#石配合作复合矿化+时，在烧成过程中发滞，可与品种技术配合作用，充分发挥复合矿化+和b种技术的互补优势。

3.3代替熟料做b种。P：、矿：、钢：等，可全部代替。

4.建议

4.1发展非传统？凝材料势在必行。由于非传统？凝材料的优点和特点，符合节能、减排，又能消纳多种工业排放的废弃物，特别是可以在基本不排放CO2的情况下，生产性能良好的？凝材料。我国有多达40余单位在研究和开发这类材料，但工业生产却未能有一定的规模。材料的有些性能也有待改进。急需要得到政府、企业、用户各方面的大力支持（包括给予各种科研课题、中间试验、生产性试验等）。

4.2制定标准。鉴于材料制备的特殊性，需要制订与此相适应的标准，也要得到有关部门的支持。

4.3应用推行。从我国国情出发，希望对材料的应用有计划的逐步推行，例如：我国今年将建立一定数量的核电站，可以将此类材料用于固化核废：。f激发？凝材料的一个很大的优点就是抗化学腐Q性好，用于西部地区土地Q f性的建设，是很恰当的。另外可以用于海港、地下、地铁）道等的建设。这样既可以减轻{x Q水泥的需求压力，更可以减少C02的排放，对某些工程又可以得到性能满意的材料，因此很希望有关部门能够给予足够的关注和支持。endprint