環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料中的試驗研究及應(yīng)用

張聰聰

摘 要：在當(dāng)代的建筑工程施工技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，對于新型的建筑材料的研發(fā)和應(yīng)用試驗對于整個行業(yè)的發(fā)展都至關(guān)重要，其中符合現(xiàn)代建筑安全和環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保高性能水泥就是這類新興建筑材料的代表。而隨著該材料的大量投入實用以及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的深入研究，該材料在建筑工程領(lǐng)域中高含泥量集料當(dāng)中的交互試驗以及配比優(yōu)化至關(guān)重要。本文針對環(huán)保高性能水泥這類材料在高含泥量集料中的試驗方法和應(yīng)用意義進(jìn)行全面分析，旨在為該材料的技術(shù)發(fā)展以及相關(guān)從業(yè)者的優(yōu)質(zhì)化應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：環(huán)保;高性能水泥;含泥量;集料;應(yīng)用

在如今全國全新的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)以及“一帶一路”等發(fā)展戰(zhàn)略落實的情況下，各類交通設(shè)施以及建筑工程領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)化建設(shè)顯然成為了重點工作之一，因此從社會可持續(xù)發(fā)展的需求以及相關(guān)政策管理的側(cè)重點可以看出，當(dāng)代關(guān)于各類新型高性能及環(huán)保工程材料以及技術(shù)理論的專研成為備受全社會關(guān)注的重點。通過各類廢棄物以及新型材料的結(jié)合而制造出來的環(huán)保性水泥材料出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中，為滿足對這類材料的合理化應(yīng)用及進(jìn)一步研究，需要對這種材料的技術(shù)原理、應(yīng)用表現(xiàn)以及未來發(fā)展情況進(jìn)行深入研究。

一、環(huán)保高性能水泥含義和特點

環(huán)保高性能水泥的含義可以分開理解，首先高性能水泥一般是基于普通的水泥材料當(dāng)中加入一定比例的高活性材料，這種材料比較常見的為有膠凝作用的鋁基或硅物質(zhì)材料，這樣通過有膠凝作用的添加材料制成的水泥在核心的膠凝性表現(xiàn)方面能夠達(dá)到非常高的水平，而膠凝性是水泥材料在施工過程中展現(xiàn)更強韌性以及附著強度的關(guān)鍵指標(biāo)。

而環(huán)保高性能水泥則是在高膠凝性水泥材料的添加劑的選擇過程中，重點關(guān)注其中是否含有過高的不利于環(huán)保事業(yè)的物質(zhì)，通過技術(shù)分析來保證所添加的添加劑符合當(dāng)下的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。另外以英國知名水泥制造商Novacem公司為代表的環(huán)保水泥生產(chǎn)商，會在水泥生產(chǎn)過程中將傳統(tǒng)的碳酸鈣材料替換為鎂硅酸鹽，可靠的數(shù)據(jù)表明這種方式在生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放量將大量減少，并且所制成的環(huán)保高性能水泥在施工完成之后還具備吸收二氧化碳的功能[1]。

二、環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料中試驗的研究

（一）傳統(tǒng)水泥在高含泥量集料中應(yīng)用存在的問題和現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的混凝土材料當(dāng)中各種集料是其中的核心組成部分，而在很多的工程領(lǐng)域當(dāng)中這些集料都有著極高的含泥量，過高的含泥量在混合水泥之后進(jìn)行施工擁有著降低水泥性能以及混凝土工程品質(zhì)的問題，因此在各個國家關(guān)于混凝土集料品質(zhì)規(guī)定當(dāng)中都有對于含泥量的嚴(yán)格規(guī)定。而受制于生產(chǎn)技術(shù)和集料運輸儲存環(huán)境的影響起含泥量一直都是影響混凝土工程質(zhì)量乃至壽命的重要因素，而相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域關(guān)于降低集料含泥量的研究也存在著成本和難度較高的問題[2]。

（二）環(huán)保高性能水泥解決解決集料高含泥量問題的原理

而有創(chuàng)造力的技術(shù)工作者發(fā)現(xiàn)可以通過添加劑的方式來解決含泥量過高而引發(fā)的問題，而添加添加劑比較實用的方式就是添加到混凝土工程都需要的水泥當(dāng)中，通過前文提到的添加硅、鋁基元素等高凝膠性能的材料，可以實現(xiàn)對混凝土集料的凝膠性性能的提升。而實際證明這種方式是當(dāng)下解決混凝土集料高含泥量問題兼具效果和經(jīng)濟(jì)性的方法。

三、環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料中試驗方法

（一）試驗原材料的選用

一方面準(zhǔn)備采用當(dāng)下各類工程施工領(lǐng)域中常見的普通水泥，通過官方數(shù)據(jù)以及小量試驗證明其初凝時間及終凝結(jié)時間分別為2小時以及4小時，水泥細(xì)度、多種抗折強度均為普通水泥標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。選用的工程砂石材料為含泥量約為8%-9%的高含泥量砂石，另外選用普通的工程碎石和普通粉煤灰作為混凝土混合材料，包括自來水等都為符合實際標(biāo)準(zhǔn)的材料[3]。

另一方面，準(zhǔn)備添加了多種提升凝膠性能添加劑的環(huán)保高性能水泥，其他輔助材料與上面相同。

（二）試驗方法流程

分別用普通水泥及環(huán)保高性能水泥按照正常工程混凝土施工的工序和標(biāo)準(zhǔn)來制成兩份相同量的混凝土混合物，隨后放置于通風(fēng)、溫度、濕度等條件相同的環(huán)境的開放容器當(dāng)中。約一小時后，分別對兩份混凝土按照專業(yè)混凝土性能測試方式來得出關(guān)于凝膠性、強度、擴(kuò)展度等數(shù)據(jù)[4]。同時在完成兩份混凝土攪拌之后的0-4小時期間分別觀察混凝土的凝固狀態(tài)，以及整體變化效果。

（三）試驗結(jié)果

通過以上試驗可以發(fā)現(xiàn)，采用環(huán)保高性能水泥的試驗樣本在凝膠性、韌性、強度等多個混凝土性能指標(biāo)當(dāng)中都保持更高的水準(zhǔn)，而普通水泥混凝土受制于集料的過高含泥量的問題，又沒有經(jīng)過降低含泥量或添加劑改善該情況的工藝處理，其混凝土性能甚至無法達(dá)到現(xiàn)代工程關(guān)于安全和質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要求。

四、環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料中試驗與應(yīng)用意義

現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)和各類項目的開展對于工程質(zhì)量以及安全管理方面的要求越來越高，而影響這些標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵性問題當(dāng)中混凝土集料的高含泥量是比較突出的代表，而通過科學(xué)研究以及大量的案例試驗證明，環(huán)保高性能和水泥當(dāng)中具備高凝膠性能的添加劑能夠提升混凝土材料的凝膠性能，其能夠有效地將混凝土集料當(dāng)中的提升含泥量的物質(zhì)進(jìn)行合理化處理，進(jìn)而提升整體的性能，具體來說這種工藝具備以下幾方面的意義。

（一）滿足更多條件相對較差的地區(qū)的工程質(zhì)量需求

在諸如農(nóng)村土建、基礎(chǔ)交通建設(shè)、以及非洲國家援建工程領(lǐng)域當(dāng)中，這些地區(qū)受制于當(dāng)?shù)丶夹g(shù)和環(huán)境，其能夠提供的混凝土集料普遍存在高含泥量且降低含泥量技術(shù)條件短缺的問題，那么一旦采用環(huán)保高性能水泥與高含泥量集料結(jié)合的混凝土工藝，能夠極大降低混凝土坍落度的同時提升強度和性能。那么就可以在這些地區(qū)做到利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)成的砂石材料，并且就地進(jìn)行混凝土的制拌，如此一來在充分利用當(dāng)?shù)夭牧系耐瑫r也避免了長途運輸高品質(zhì)砂石集料的成本。讓更多的地區(qū)的工程建設(shè)的品質(zhì)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也實現(xiàn)了全面的提升。

（二）減少人工關(guān)于砂石的開采處理成本

環(huán)保高性能水泥的應(yīng)用，顯然相對來說降低了對混凝土集料極地含泥量的高要求，那么也就能夠讓各個地區(qū)充分利用比較現(xiàn)成以及開采成本較低的砂石材料，如此讓社會各界的生產(chǎn)和工程建設(shè)市場對于各類砂石開采工程的市場需求相對有所降低，那么這一點對于降低相關(guān)原材料的來源成本來說具有經(jīng)濟(jì)性的意義[5]。

（三）具備多層面的環(huán)保意義

首先，環(huán)保高性能水泥的大量應(yīng)用，其本身的制造工藝對于二氧化碳排放量的減少以及材料所含物質(zhì)本身對二氧化碳的吸收作用，都是當(dāng)下環(huán)保事業(yè)節(jié)能減排等要求當(dāng)中具備重要意義的表現(xiàn);其次，環(huán)保高性能水泥的大量應(yīng)用，讓更多常見的傳統(tǒng)砂石材料能夠得到合理化的應(yīng)用，這對于提升相關(guān)自然資源的利用率來說具備關(guān)鍵性意義;再者，這種工藝對于各類砂石開采工程的減少，減少了對環(huán)境有直接破壞影響的工程量。

結(jié)束語

通過本文的研究與分析，可以發(fā)現(xiàn)環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料當(dāng)中的應(yīng)用，是另辟蹊徑通過添加高凝膠性能材料等添加劑的方式，來應(yīng)對混凝土集料當(dāng)中高含泥量的問題。這種方式對于提升混凝土工程的整體質(zhì)量和安全品質(zhì)，通過試驗已經(jīng)證明是非常有效的。那么從當(dāng)代關(guān)于工程建設(shè)高質(zhì)量要求以及環(huán)境保護(hù)事業(yè)的角度來說，環(huán)保高性能水泥的應(yīng)用是具備提升工程質(zhì)量以及做到環(huán)境保護(hù)的雙重意義，那么對于這種材料和工藝的深入研究對人類工業(yè)社會發(fā)展都有更深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)

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[2] 青島百千川海洋生態(tài)科技有限公司.一種高性能環(huán)保水泥：中國，CN201610516408.3[P].2016-11-16.

[3] 鮑文博，底高浩，陳四利，等.高性能環(huán)保型尾礦砂水泥基復(fù)合材料增韌性能研究[J].功能材料，2016，47（11）：11007-11012.

[4] 韋小碧，楊緒兵，柳志軍，等.含泥量對水泥穩(wěn)定碎石力學(xué)性能影響規(guī)律試驗研究[J].黑龍江交通科技，2018，41（1）：8-10.

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