堿礦渣水泥研究與應用的反思

張  保  王一社

中鐵二十局集團第六工程公司  陜西堯柏特種水泥集團公司

    我國是一個產鋼大國，同時也是一個礦渣產生量很大的國家。如何將這些礦渣變廢為寶，是眾多有識之士所共同關注的一個課題。近年來，關於堿礦渣水泥的研究廣泛開展，各種雜志、網絡時有專題論文發表，其中亦不乏思路新穎，成果喜人的好文章。然而，令人不解的是，諸多的研究成果，竟沒有一項能轉化為真正意義上的工業產品，工程應用幾乎是空白。是我們的學者只熱忠于研究工作，對實際應用不感興趣？還是目前的研究水平和實際應用尚有差距？或者和政府主管部門在這一領域里的政策力度亦有直接關系？總之，前蘇聯在上世紀七十年代已大量應用的堿礦渣水泥，迄今在我們國家乃舉步艱難，這不能不引起我們深刻的反思！

一、國內目前堿礦渣水泥的研究概況

    堿礦渣水泥又稱“無熟料或少熟料水泥”，其主要原理是將礦渣置于一定濃度的堿溶液中使其提高分解程度，再進行縮聚形成新生水化產物，最終形成水泥石結晶結構。事實上，上世紀六十年代中國建筑材料科學院已著手利用堿性激發劑激活礦渣的研究。在以后的若干年中，全國許多大專院校和部分科研機構，分別從不同角度對此類問題進行了多方面深層次的研究。從堿性激發劑的合理組成，到堿礦渣水泥生產的質量要素，從堿礦渣水泥的自身質量水平到混凝土的應用性能與耐久性能均作了詳細論證。例如：1995年10月，天津城市建設學院學報第三期，林倫先生發表的《堿礦渣水泥復合激發劑的研究》就強堿+硫酸鹽+鋁酸鹽系統作為堿礦渣水泥復合激發劑的可行性作了實質性的探討。2000年5月，太原理工大學學報第三期，李建康先生發表的《新型堿礦渣水泥的研制》，就堿礦渣水泥的生產要素和質量水平進行重點描述。2002年5月，沈陽工學院學報第四期，溫金保先生發表的《粉磨細度對鋼礦渣無熟料水泥性能的影響》，又在堿激發原理上增加了超細粉磨理論。2005年5月，建材技術與應用第五期，劉永明先生發表的《無熟料水泥混凝土耐久性研究》，針對堿礦渣混凝土的耐久性各項技術指標開展了系列性對比試驗。以上幾篇文獻，僅是全國類似研究成果的冰山一角。2004年在南京工業大學召開了“第一屆化學激發膠凝材料研討會”，于會近百名國內外學者發表論文36篇，針對堿礦渣水泥的原理研究，性能研究、制備研究、評論研究進行了綜合研討。其結論是十分令人鼓舞的：堿礦渣水泥對我國和其它國家，都是一項具有廣闊前景的開發項目。如何將研究成果盡快轉化為工業生產，應是我們急待解決的一個問題。

二、工業生產和工程應用中存在的障礙

    一種新的產品，首先應具有相應的生產標準和應用規程。尤其是在強化質量管理的現代社會，一種沒有生產標準和應用規程的產品，是很難走向市場的：工商管理部門、質量監督部門、設計部門、監理部門隨時都可能成為生產應用的攔路虎。前蘇聯人在上世紀60年代研究堿礦渣水泥，70年代開始應用性試驗。80年代初已編制出自己的生產標準和實施規程。而我們該項目的研究時間，比蘇聯人晚不到十年，可直至現在還沒有自己的標準。三十年時間，我們損失了多少財富？浪費了多少資源？污染了多少環境？我們還要等多少年？一個民族要復興，每個領域里都應該盡可能走在前面。我們的政府部門，我們的專家學者，我們的工程技術人員，應齊心合力，有組織，有計劃的解決這個問題。在短時間內制定出我們自己的產品標準和應用規程，為生產和應用提供科學的技術依據，現存障礙自然會逐步消除。

三、工業生產中應注意的問題

    大家知道，堿礦渣水泥是以礦渣為主體材料的，堿激發或復合堿激發只不過是一種促使礦渣分解的手段。對不同礦物組成的礦渣，激活劑配制應有所不同，也就是說，激活劑的合理構成，是在具體的礦渣礦物組成上調整的。一種激活劑，可能對某一種礦渣效果很好，但對另一種礦渣卻可能沒有效果，所以，我們可以說只有相對的激活劑，而沒有萬能的激活劑。這是我們在大工業生產中一定要把握住的一個原則。堿礦渣水泥的生產原料，必須是來自一家數量滿足，質量穩定的大鋼廠的礦渣。其它附料，包括激發劑的品種質量，同樣應視為已選礦渣質量體系的合理延伸。如果采用一種激發劑和多家礦渣，尤其是小鋼廠的礦渣，由于礦物組成的差異很大，要保證堿礦渣水泥的質量穩定性幾乎是不可能的。另外，需要特別強調的是，堿礦渣水泥就是堿礦渣水泥，它和粉煤灰，煤矸石以及其它廢渣的堿激發不屬同一范疇，概念上的混淆，往往會使科研和生產誤入歧途。

四、工程應用中的技術選擇

    堿礦渣水泥的自身優勢，不單是變廢為寶。作為一種新的水泥品種，其本身就具有其它水泥所不具備的個體特征，比如說，它的低水化熱，高強度及較好的抗耐硫酸鹽耐腐蝕性能，在一些具有特殊需要的工程中應優于其它水泥。如何利用堿礦渣水泥的技術優勢，提高工程質量，降低工程成本，將使我們在未來的技術規程中和工程應用中應把握的重點。

五、幾點建議

    1.政府主管部門，應盡快成立專題機構，組織有關專家學者，對我國礦渣資源的現有狀況，分布范圍，質量水平等方面進行全面摸底。并對生產堿礦渣水泥可行性進行綜合分析。特別是對一些既具有豐富的礦渣資源，又具有龐大的混凝土市場需求的城市和地區，要進行重點分析。

    2.盡快制定出國家級堿礦渣水泥生產標準和應用規程，必要時，特別地區可先制定出地方標準。同時出臺相應的鼓勵政策，如免稅和節能獎勵方面應予以考慮。

    3.組織大型建筑設計院和大型施工企業技術人員進行堿礦渣水泥應用專題講座，使設計部門和施工單位對堿礦渣水泥的基本常識和技術優勢有所了解。

    4.對研發、生產、推廣應用堿礦渣水泥有巨大貢獻的學者、專家及工程技術人員，應予以重獎。

(本文來源：陜西省土木建筑學會    文徑網絡：尹維維 編輯  文徑 審核)