堿激發膠凝材料研究進展及發展前景綜述

張中坤

1 堿激發材料概述

1.1 堿激發材料發展背景

作為建筑領域最常用的建筑材料，水泥在生產、煅燒過程中會造成大量的能源消耗以及巨量的二氧化碳排放，據報道，波蘭特水泥（OPC）的生產所產生的二氧化碳占全人類生產活動所產生的二氧化碳的7%～9%，同時占世界總能源消耗的3%，而隨著近些年來水泥的細度逐步提高，因此產生的能源和經濟消耗也逐步增多，在這種情況下，尋找一種能夠替代水泥進行土木工程建設的膠凝材料就顯得十分重要。

1.2 堿激發材料發展歷史

堿激發材料主要由工業廢棄物如礦渣、粉煤灰、偏高嶺土等組成，一般通過將這些工業固廢單獨或組合磨細后代替部分或全部水泥熟料，再加入氫氧化鈉、固體硅酸鈉或水玻璃等作為激發劑，在早期的研究中，主要研究對象主要是雙組分堿激發材料，也就是將氫氧化鈉溶液或其他堿性溶液（如氫氧化鉀等）與固體粉末混合攪拌，這種混合方法因為其操作過程一直處于強堿環境，不但有可能會產生速凝現象，而且在生產和運輸過程中有可能對操作工人造成人身傷害，因此被逐漸放棄，隨后研究方向逐步轉為單組分堿激發材料，也就是將固體激發劑與前驅體充分混合，拌和過程中只需加水，這種處理方式能夠一定程度上改善雙組分所具有的部分缺點。

2 堿激發材料體系組成

2.1 前驅體

堿激發材料中前驅體主要負責提供硅、鋁、鈣等元素，通過使用激發劑加快……