林宗壽：“凝石”其實就是“堿礦渣水泥”
2005-09-16 00:00
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)表以下幾點拙見。
所謂“凝石”其實就是“堿礦渣水泥”（或“堿激發(fā)膠凝材料”），不是什么新的東西。按國家標準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，但我認為還是符合國家標準規(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)品國家標準或行業(yè)標準規(guī)范，以及建筑部門的設(shè)計規(guī)范等。而且，市場對此產(chǎn)品的認識不夠，所以，我個人認為：目前還不宜大面積推廣，要做的工作還很多。
作為一個科技工作者，應(yīng)該實事求是，不能誤導用戶，把一個產(chǎn)品說得天花亂墜。應(yīng)該對用戶負責，該產(chǎn)品優(yōu)點在哪里？缺點又在哪里？要對用戶有個明確的交代。
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60年代初，堿礦渣水泥及其混凝土試驗研究在前蘇聯(lián)許多建設(shè)部門展開。
●上世紀60～70年代，前蘇聯(lián)在各種建筑工程中進行了大量的應(yīng)用試驗。
●1985年以來，前蘇聯(lián)按照已制定并實施的標準OCT67-11-84和PCT YCCP5024-83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30多萬立方米。
●上世紀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)品國家標準。
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粒化高爐渣、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，如金屬加工和機械制造、化學、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到比表面積大于400m2/kg的礦渣粉。使用時將堿組分（水玻璃或其他堿）配制成溶液按選定的配比摻入，并與粗細骨料一起拌成混凝土。
●快硬堿礦渣水泥其成分為粒化高爐渣(86～93%)、硅酸鹽水泥熟料(1%～8%)、偏硅酸鈉(6%)。當?shù)V渣粉磨細到比表面積為450～550m2/kg時，強度1天可達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性能優(yōu)于普通硅酸鹽水泥。
●凈漿的標準稠度用水量在17%～21%之間，而硅酸鹽水泥為27%～29%。
●1:3砂漿標準稠度(擴散度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(包括高強混凝土)的抗壓強度用粗骨料時在20～140MPa之間，用細骨料時在20～160MPa之間，抗凍標號變化在F200～1000之間，凍害起點溫度為-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）運到施工現(xiàn)場配制，與傳統(tǒng)的水泥施工方法有點區(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）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。
●堿礦渣水泥確實能夠達到很高強度，但體積穩(wěn)定性差，收縮大；硬化速度快，凝結(jié)時間難以控制；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
武漢理工大學教授、博導
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立董事
華新水泥股份有限公司獨立董事
所謂“凝石”其實就是“堿礦渣水泥”（或“堿激發(fā)膠凝材料”），不是什么新的東西。按國家標準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，但我認為還是符合國家標準規(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)品國家標準或行業(yè)標準規(guī)范，以及建筑部門的設(shè)計規(guī)范等。而且，市場對此產(chǎn)品的認識不夠，所以，我個人認為：目前還不宜大面積推廣，要做的工作還很多。
作為一個科技工作者，應(yīng)該實事求是，不能誤導用戶，把一個產(chǎn)品說得天花亂墜。應(yīng)該對用戶負責，該產(chǎn)品優(yōu)點在哪里？缺點又在哪里？要對用戶有個明確的交代。
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60年代初，堿礦渣水泥及其混凝土試驗研究在前蘇聯(lián)許多建設(shè)部門展開。
●上世紀60～70年代，前蘇聯(lián)在各種建筑工程中進行了大量的應(yīng)用試驗。
●1985年以來，前蘇聯(lián)按照已制定并實施的標準OCT67-11-84和PCT YCCP5024-83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30多萬立方米。
●上世紀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)品國家標準。
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粒化高爐渣、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，如金屬加工和機械制造、化學、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到比表面積大于400m2/kg的礦渣粉。使用時將堿組分（水玻璃或其他堿）配制成溶液按選定的配比摻入，并與粗細骨料一起拌成混凝土。
●快硬堿礦渣水泥其成分為粒化高爐渣(86～93%)、硅酸鹽水泥熟料(1%～8%)、偏硅酸鈉(6%)。當?shù)V渣粉磨細到比表面積為450～550m2/kg時，強度1天可達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性能優(yōu)于普通硅酸鹽水泥。
●凈漿的標準稠度用水量在17%～21%之間，而硅酸鹽水泥為27%～29%。
●1:3砂漿標準稠度(擴散度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(包括高強混凝土)的抗壓強度用粗骨料時在20～140MPa之間，用細骨料時在20～160MPa之間，抗凍標號變化在F200～1000之間，凍害起點溫度為-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）運到施工現(xiàn)場配制，與傳統(tǒng)的水泥施工方法有點區(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）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。
●堿礦渣水泥確實能夠達到很高強度，但體積穩(wěn)定性差，收縮大；硬化速度快，凝結(jié)時間難以控制；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
武漢理工大學教授、博導
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立董事
華新水泥股份有限公司獨立董事
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