林宗壽:“凝石”其實(shí)就是“堿礦渣水泥”
□武漢理工大學(xué) 林宗壽
近來,許多人對“凝石”很感興趣,網(wǎng)上討論很熱烈。由于本人工作較忙,本不想?yún)⑴c討論,但無奈網(wǎng)友在我網(wǎng)站留言,要我發(fā)表看法,沒辦法只好發(fā)表以下幾點(diǎn)拙見。
所謂“凝石”其實(shí)就是“堿礦渣水泥”(或“堿激發(fā)膠凝材料”),不是什么新的東西。按國家標(biāo)準(zhǔn)制定的水泥命名原則,不應(yīng)稱為“凝石”。雖然“凝石”這名字很好聽,很有創(chuàng)意,但我認(rèn)為還是符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,叫堿礦渣水泥為好。
堿礦渣水泥在我國雖然已研究了十幾年,該產(chǎn)品也確實(shí)可以使用,在某些場合可代替部分傳統(tǒng)水泥混凝土,但還沒有建立起一整套產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,以及建筑部門的設(shè)計(jì)規(guī)范等。而且,市場對此產(chǎn)品的認(rèn)識不夠,所以,我個(gè)人認(rèn)為:目前還不宜大面積推廣,要做的工作還很多。
作為一個(gè)科技工作者,應(yīng)該實(shí)事求是,不能誤導(dǎo)用戶,把一個(gè)產(chǎn)品說得天花亂墜。應(yīng)該對用戶負(fù)責(zé),該產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)在哪里?缺點(diǎn)又在哪里?要對用戶有個(gè)明確的交代。
為了讓廣大網(wǎng)友對堿礦渣水泥有所了解,下面作些簡單的介紹。
1.堿礦渣水泥的發(fā)展過程
1957年烏克蘭基輔建筑工程學(xué)院維·德·格盧霍夫斯基教授等開發(fā)成功堿礦渣膠結(jié)料。
●1959年,證明這種水泥與硅酸鹽水泥一樣,既能在水中硬化,也能空氣中硬化。
●上世紀(jì)60年代初,堿礦渣水泥及其混凝土試驗(yàn)研究在前蘇聯(lián)許多建設(shè)部門展開。
●上世紀(jì)60~70年代,前蘇聯(lián)在各種建筑工程中進(jìn)行了大量的應(yīng)用試驗(yàn)。
●上世紀(jì)60年代中期,前蘇聯(lián)已有一部分廠家開始隕羈笤嗉捌浠炷林破貳?br>
●1985年以來,前蘇聯(lián)按照已制定并實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)OCT67-11-84和PCT YCCP 5024-83生產(chǎn)堿礦渣水泥。
●1989年,前蘇聯(lián)的利別茲克市已成功地全部用堿礦渣混凝土建成高22層的住宅樓。
●從1962年開始在工程中批量試用堿礦渣混凝土到1990年,前蘇聯(lián)已在各種建筑工程中累計(jì)使用了300多萬立方米堿礦渣混凝土。從1985年以來,堿礦渣混凝土的年產(chǎn)量達(dá)30多萬立方米。
●上世紀(jì)90年代起,我國水泥工作者開始研究堿礦渣水泥,但目前還沒有產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)。
2.堿礦渣水泥的生產(chǎn)
●堿礦渣水泥的品種較多,作為礦渣不僅可以用?;郀t渣、電熱磷礦渣、有色金屬礦渣,還可以用煉鋼渣、化鐵渣、火電廠粉煤灰等等;作為堿組分既可以用成品堿:如純堿、碳酸鉀、氟化鈉、水玻璃等,也可以用工業(yè)副產(chǎn)品:如堿浮渣、偏硅酸鈉等等,還可以用工業(yè)生產(chǎn)中的含堿廢料,如金屬加工和機(jī)械制造、化學(xué)、醫(yī)藥、造紙、水泥、食品等工業(yè)部門某些產(chǎn)品的廢料。但以水淬高爐礦渣為佳。
●將礦渣烘干到水分小于1%、外加部分緩凝劑磨細(xì)到比表面積大于400m2/kg的礦渣粉。使用時(shí)將堿組分(水玻璃或其他堿)配制成溶液按選定的配比摻入,并與粗細(xì)骨料一起拌成混凝土。
●快硬堿礦渣水泥其成分為?;郀t渣(86~93%)、硅酸鹽水泥熟料(1%~8%)、偏硅酸鈉(6%)。當(dāng)?shù)V渣粉磨細(xì)到比表面積為450~550m2/kg時(shí),強(qiáng)度1天可達(dá)45~53、3天65~75,7天81~89、28天120~145MPa。
3.堿礦渣水泥的性能
●堿礦渣水泥的物理力學(xué)性能優(yōu)于普通硅酸鹽水泥。
●凈漿的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量在17%~21%之間,而硅酸鹽水泥為27%~29%。
●1:3砂漿標(biāo)準(zhǔn)稠度(擴(kuò)散度17厘米)的水灰比為0.23~0.29,而硅酸鹽水泥砂漿為0.40。
●水化熱僅是硅酸鹽水泥的1/2~l/3;其抗水性好,孔隙率低,孔結(jié)構(gòu)好。
●堿礦渣混凝土對骨料的要求沒有像普通水泥混凝土那樣嚴(yán)格,可用粘土質(zhì)和粉粒狀的顆粒占5%~20%的骨料。
●堿礦渣重混凝土(包括高強(qiáng)混凝土)的抗壓強(qiáng)度用粗骨料時(shí)在20~140MPa之間,用細(xì)骨料時(shí)在20~160MPa之間,抗凍標(biāo)號變化在F200~1000之間,凍害起點(diǎn)溫度為-50℃,而硅酸鹽水泥的為-15℃;
●堿礦渣混凝土的其它物理力學(xué)性能如抗?jié)B性、抗蝕性和抗裂性也高于硅酸鹽水泥混凝土。
●堿礦渣水泥施工、運(yùn)輸較麻煩,必須將礦渣粉(可加好緩凝劑)和堿組分(液體水玻璃)運(yùn)到施工現(xiàn)場配制,與傳統(tǒng)的水泥施工方法有點(diǎn)區(qū)別。雖然也有人提出用固體水玻璃生產(chǎn)堿礦渣水泥,但由于工藝較復(fù)雜,沒有推廣開。
●堿礦渣水泥(特別是利用礦渣以外的工業(yè)廢渣時(shí))由于所用的渣往往成分不同,需要改變堿激發(fā)劑。如果控制不好,對性能有較大影響。
●堿礦渣水泥存在耐久性問題,主要表現(xiàn)在長期抗折強(qiáng)度倒縮,還有干燥收縮大和表面泛堿等問題。五十多年來,堿礦渣水泥由于耐久性問題沒有很好解決,雖然已在一些工程上試用,但至今未能在建筑工程上大量推廣。
●堿性激發(fā)劑資源有限,價(jià)格較貴,一定程度上也影響了這種水泥的推廣應(yīng)用。
●堿礦渣水泥確實(shí)能夠達(dá)到很高強(qiáng)度,但體積穩(wěn)定性差,收縮大;硬化速度快,凝結(jié)時(shí)間難以控制;使用過程中析堿、泛堿。
林宗壽教授
第九、十屆全國人大代表
全國五一勞動獎?wù)芦@得者
國家有突出貢獻(xiàn)的中青年專家
享受國務(wù)院特殊津貼
湖北省勞動模范
武漢理工大學(xué)教授、博導(dǎo)
武漢億勝科技有限公司董事長
林州市億勝紅旗渠水泥有限公司董事長
香港華潤水泥控股有限公司獨(dú)立董事
華新水泥股份有限公司獨(dú)立董事
編輯:zhangm
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