翟冠杰：地聚物水泥——最具市場潛力的低碳水泥

德州學(xué)院粉煤灰研究所所長翟冠杰教授是地聚物水泥方面的專家，兼任中國硅酸鹽學(xué)會固廢分會地聚物產(chǎn)業(yè)化專業(yè)委員會主任委員，其主編的國內(nèi)首部地聚物水泥標(biāo)準(zhǔn)《粉煤灰地聚物膠凝材料》于今年3月19日發(fā)布。近期中國水泥網(wǎng)與翟冠杰教授展開了溝通。

問：我們知道您是地聚物水泥方面的專家，與地聚物發(fā)明人Joseph Davidovits博士都是美國賓夕法尼亞州立大學(xué)Della Roy教授的得意門生，一輩子從事這方面的研究，您主編的國內(nèi)首部地聚物水泥標(biāo)準(zhǔn)《粉煤灰地聚物膠凝材料》已經(jīng)在今年3月19日發(fā)布，請問從技術(shù)上來說地聚物水泥有什么優(yōu)點，在哪些方面能替代普通水泥使用？目前國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀如何？

翟冠杰教授介紹：地聚物水泥就是地聚合物（Geopolymer），水泥二字是個同位語；地聚合物有其明確的定義：具有Si（Al）-O四面體單元結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)的、短程有序長程無序的準(zhǔn)晶態(tài)和非晶態(tài)共生的、各向同性的類沸石無機(jī)非金屬材料。因為制造它的前驅(qū)體（Precursor）可以全部是粉煤灰、水渣粉和鋼渣粉等工業(yè)固廢，所以低碳利廢、生態(tài)環(huán)保，是全世界公認(rèn)的推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境友好材料。

地聚物水泥具有快凝、耐火、耐酸、耐鹽、耐高寒、耐風(fēng)化、高抗壓、高抗折、抗凍融、抗輻射、無堿骨料反應(yīng)和固封鍵合重金屬離子（包括核電站廢料）等優(yōu)點，是新一代多功能無機(jī)非金屬材料，其性能涵蓋了水泥和陶瓷的基本性質(zhì)和部分功能。Della Roy 院士稱贊地聚物水泥為“化學(xué)鍵合陶瓷（Chemically Bonded Ceramics）”，并在《Science》上撰文推廣這一新技術(shù)。地聚物混凝土已在歐美國家產(chǎn)業(yè)化，其中最典型代表是澳大利亞瓦格納公司建設(shè)的純粹地聚物混凝土的 Wellcape 機(jī)場。

地聚物水泥理論上可以全方位替代傳統(tǒng)水泥，目前國內(nèi)外最多的應(yīng)用如下：小體積砼構(gòu)件（國道隔離墩、耐酸管道、防火墻、各類砌塊磚、路沿石、發(fā)泡保溫材料）、快速搶修工程、人防工程、核電站建設(shè)、人工魚礁（海洋牧場）、海工砼構(gòu)件、噴射混凝土、鋼結(jié)構(gòu)防火與防腐涂層、化工耐酸防腐、重金屬離子固封與核廢料封存、部分危廢處理等。案例：垃圾焚燒飛灰（危廢）固化處理。

翟冠杰教授介紹，地聚物水泥正在快速的發(fā)展中，國內(nèi)能生產(chǎn)地聚物水泥的固廢資源在60億噸以上，地聚物水泥產(chǎn)量會在5-10年后達(dá)峰。地聚物水泥是中小型粉磨站轉(zhuǎn)型的方向，能充分利用周邊廉價大宗固廢資源，采用專用技術(shù)，完全可以大規(guī)模生產(chǎn)。

2015年10月，德州學(xué)院粉煤灰研究所與大連恒翔粉煤灰綜合利用有限公司強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，歷經(jīng)兩年上百次試驗，打通了“科研最后1公里”，于2017年8月建成了國內(nèi)第一條地聚合物水泥PC構(gòu)件生產(chǎn)線，并把國家能源集團(tuán)（國電）大連莊河電廠的1萬噸粉煤灰變成了3萬立方米生態(tài)人工魚礁，目前正在生產(chǎn)或計劃生產(chǎn)地聚合物水泥混凝土的已經(jīng)有10多家企業(yè)。

綠色是水泥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的底色。中國水泥網(wǎng)將于10月24-25日在蕪湖海螺國際大酒店舉辦“2024中國水泥雙碳大會暨第十二屆節(jié)能環(huán)保技術(shù)交流大會”。此次大會將聚焦水泥行業(yè)低碳發(fā)展與綠色升級的核心議題，探討能效提升與節(jié)能降碳技術(shù)的應(yīng)用，以及水泥行業(yè)如何利用碳交易機(jī)制，促進(jìn)自身低碳轉(zhuǎn)型。會上，翟冠杰將圍繞低碳水泥與低碳膠凝材料的創(chuàng)新發(fā)展與趨勢展開精彩演講，趕快報名吧！