膠凝材料學認識綜述

曾麗琴

[摘要]本文通過闡述膠凝材料的發展歷史，提出了非傳統膠凝材料的概念，根據工業廢渣的化學組成、礦物特征以及膠凝固結特征對其進行了分類并探討了工業廢渣在膠凝材料中的應用途徑，指出工業廢渣在膠凝材料中的應用不僅有助于解決環境污染，節約能源，而且可降低產品成本，不同程度地改善膠凝材料的性能，具有顯著的社會經濟效益，并對以后工業固體廢棄物在膠凝材料學中的發展提出了建議。

[關鍵詞]膠凝材料；工業廢渣；利用

？凝材料，是指經過自身的物理化學作用后，能夠由液態或半固態變成堅硬固體的物質。？凝材料按其化學成分可分為有機和無機兩大類。無機？凝材料按其硬化時的條件又可分為：氣硬性？凝材料與水硬性？凝材料。氣硬性？凝材料只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續提高其強度，如石V、石w、水OP等。水硬性？凝材料不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持并繼續提高其強度，如各種水泥。

1.膠凝材料學的發展歷程

1.1傳統？凝材料

1.1.1古代？凝材料。人類發現和利用？凝材料，有著悠遠的歷史。新石器的前n器時代人們就開始使用天然？凝材料y土和&石，并且在9000年前開始使用最早的人造？凝材料-石V。公元前2500-3000年，人們就開始使用石W-石V類？凝材料。公元初期，石V-火山V水硬性？凝材料開始使用。這種？凝材料表現出極強的耐久性。

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石是一種化學穩定性較高的水化產物，s解度小，與Ca（0H）2幾乎完全反應。因此古代的？凝材料的s解度小，其內的成分不會因為時間的流失而流失，所以古代？凝材料有卓越的耐久性。

1.1.2現代？凝材料。現代？凝材料一般指{x Q水泥、石V、石W等最常用的？凝材料。而鋁X Q水泥、8鋁X Q水泥、則又稱為非{X Q水泥。現代以波特蘭水泥為主的？凝材料的最大特點是強度主要由{X Q熟料四種礦物質和石W水解水化而形成強度。

1.2非傳統？凝材料

顯然就是那些不在上述領域的？凝材料。傳統？凝材料的主要元素是地殼中含量最高的幾種元素，但元素的含量和地殼中元素的豐度次序差異較大，特別是I的含量相差較大，生產水泥需要大量的高品質的石V石。而石V石資源也是有限的，因此未來的水泥應該是一種比較適合于未來資源枯竭條件下生產的水泥，而且更適合于回收利用。非傳統？凝材料應該是：不用自然資源，以各類工業廢：為主要原料、制造工藝簡單、能耗小、基本上零排放的環境友好型的？凝材料。

2.固體廢棄物的成分

固體廢棄物是指在社會的生產、流通、消費等一系列活動中產生的一般不再具有原使用價值而被1棄的以固態賦存的物質。工業固體廢棄物是指工業生產過程中產生的廢：、粉末、碎}、污泥等。固體廢棄物具有一些與工業原料相當的物理學性質，又被稱為“放錯了地方的資源”、“二次資源”、“再生資源”。

有些工業固體廢棄物具有潛在的？凝活性，能夠作為？凝材料和輔助？凝材料使用，并能改善原？凝材料的一些性質：如混凝土中加入礦：微粉或粉9 V后可以起到改善工作性，降低水化熱，提高耐久性的作用。

根據工業固體廢棄物的化學組成、礦物特征以及？凝固結特征，將工業固體廢棄物分為以下幾類：石V類、石w類、火山V類、潛在水硬性類、水硬性類及～性和有害類等。

3.固體廢棄物在膠凝材料中的應用

3.1代替y土做組分配料。粉9 V、96石、P：、金屬尾礦、赤泥等。根據實際情況可部分或全部代替。96石、P：不僅代人化學組分，而且還可代人部分熱量；

3.2代替石w作礦化+。口石w、石w、Q田石w、環保石w、！”

X：等，因其含有三4化8、口、等都是天然的礦化成分。且S03含量高達40%以上，可全部代替石w。因石w類工業廢：與#石配合作復合礦化+時，在燒成過程中發滯，可與品種技術配合作用，充分發揮復合礦化+和b種技術的互補優勢。

3.3代替熟料做b種。P：、礦：、鋼：等，可全部代替。

4.建議

4.1發展非傳統？凝材料勢在必行。由于非傳統？凝材料的優點和特點，符合節能、減排，又能消納多種工業排放的廢棄物，特別是可以在基本不排放CO2的情況下，生產性能良好的？凝材料。我國有多達40余單位在研究和開發這類材料，但工業生產卻未能有一定的規模。材料的有些性能也有待改進。急需要得到政府、企業、用戶各方面的大力支持（包括給予各種科研課題、中間試驗、生產性試驗等）。

4.2制定標準。鑒于材料制備的特殊性，需要制訂與此相適應的標準，也要得到有關部門的支持。

4.3應用推行。從我國國情出發，希望對材料的應用有計劃的逐步推行，例如：我國今年將建立一定數量的核電站，可以將此類材料用于固化核廢：。f激發？凝材料的一個很大的優點就是抗化學腐Q性好，用于西部地區土地Q f性的建設，是很恰當的。另外可以用于海港、地下、地鐵）道等的建設。這樣既可以減輕{x Q水泥的需求壓力，更可以減少C02的排放，對某些工程又可以得到性能滿意的材料，因此很希望有關部門能夠給予足夠的關注和支持。endprint