生態(tài)綠色環(huán)境混凝土推薦課件

1、2021/8/2212021/8/222一、綠色混凝土的概念與種類：一、綠色混凝土的概念與種類：二、減輕環(huán)境負荷型混凝土：二、減輕環(huán)境負荷型混凝土：三、生態(tài)環(huán)境友好型混凝土：三、生態(tài)環(huán)境友好型混凝土：2021/8/223 混凝土的特點是用量很大，而且所建造的建筑物、混凝土的特點是用量很大，而且所建造的建筑物、構筑物大多與自然直接融合在一起，并且在生產混凝土構筑物大多與自然直接融合在一起，并且在生產混凝土時要消耗大量能源，因此要設法在混凝土的生產、使用時要消耗大量能源，因此要設法在混凝土的生產、使用中降低能耗，這是混凝土綠色化的重要途徑，并且應促中降低能耗，這是混凝土綠色化的重要途徑，并且應促進

2、混凝土向著進混凝土向著環(huán)境友好型環(huán)境友好型、生物適應性生態(tài)生物適應性生態(tài)混凝土的方混凝土的方向發(fā)展。向發(fā)展。2021/8/224一、綠色混凝土的概念與種類：一、綠色混凝土的概念與種類：（一）、綠色混凝土的概念：（一）、綠色混凝土的概念： 綠色綠色混凝土，或稱混凝土，或稱生態(tài)生態(tài)混凝土，是指能減少給地混凝土，是指能減少給地球環(huán)境造成的負荷，同時又能與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調共球環(huán)境造成的負荷，同時又能與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調共生，為人類構造更加舒適環(huán)境的混凝土材料。生，為人類構造更加舒適環(huán)境的混凝土材料。（二）、綠色混凝土的特征：（二）、綠色混凝土的特征： 1 1、具有比傳統(tǒng)混凝土更高的強度和耐久性，能、具有

3、比傳統(tǒng)混凝土更高的強度和耐久性，能滿足結構力學、使用功能以及使用年限的要求。滿足結構力學、使用功能以及使用年限的要求。 2 2、具有與自然環(huán)境的協(xié)調性，減輕對地球和生、具有與自然環(huán)境的協(xié)調性，減輕對地球和生態(tài)系統(tǒng)的負荷，實現(xiàn)非再生性資源的循環(huán)使用。態(tài)系統(tǒng)的負荷，實現(xiàn)非再生性資源的循環(huán)使用。 3 3、具有良好的使用功能，能夠為人類構筑溫和、具有良好的使用功能，能夠為人類構筑溫和、舒適、便捷的生活空間。舒適、便捷的生活空間。2021/8/225（三）、綠色混凝土的種類：（三）、綠色混凝土的種類：綠色混凝土綠色混凝土減輕環(huán)境負荷型減輕環(huán)境負荷型生態(tài)環(huán)境友好型生態(tài)環(huán)境友好型綠化、景觀混凝土綠化、景觀混

4、凝土生物適應性混凝土生物適應性混凝土透水、排水性混凝土透水、排水性混凝土利廢環(huán)保型混凝土利廢環(huán)保型混凝土節(jié)能型混凝土節(jié)能型混凝土高耐久性混凝土高耐久性混凝土免振搗自密實混凝土免振搗自密實混凝土綠色高性能混凝土綠色高性能混凝土清水混凝土清水混凝土2021/8/226二、減輕環(huán)境負荷型混凝土：二、減輕環(huán)境負荷型混凝土：（一）、利廢環(huán)保型混凝土：（一）、利廢環(huán)保型混凝土：特點：特點： 采取一定技術措施，摻入大量的固體廢棄物和以采取一定技術措施，摻入大量的固體廢棄物和以工業(yè)廢料為原料的外加劑，實現(xiàn)各類廢棄物的再資源工業(yè)廢料為原料的外加劑，實現(xiàn)各類廢棄物的再資源化，起到利廢、減少環(huán)境污染的雙重作用?；?，

5、起到利廢、減少環(huán)境污染的雙重作用。利廢途徑：利廢途徑：充分消化工業(yè)廢棄物充分消化工業(yè)廢棄物處理城市固體垃圾處理城市固體垃圾再生骨料混凝土再生骨料混凝土2021/8/2271 1、充分消化工業(yè)廢棄物、充分消化工業(yè)廢棄物 我國目前粉煤灰年產量是我國目前粉煤灰年產量是1.251.25億噸億噸，水淬礦渣，水淬礦渣是是8 8億噸億噸，煤渣、煤矸石的產量更高。，煤渣、煤矸石的產量更高。 世界各國都對粉煤灰的利用非常重視，其中對其世界各國都對粉煤灰的利用非常重視，其中對其建材資源化都是一條重要的技術措施建材資源化都是一條重要的技術措施（1 1）、利用粉煤灰生產混凝土骨料）、利用粉煤灰生產混凝土骨料 荷蘭某公

6、司開發(fā)提出的荷蘭某公司開發(fā)提出的“冷結式冷結式”阿德雷特方法，阿德雷特方法，將粉煤灰加工成人工將粉煤灰加工成人工“卵石卵石”提高了骨料與水泥石界面的粘結力提高了骨料與水泥石界面的粘結力固化粉煤灰，減小其中重金屬對環(huán)境的污染固化粉煤灰，減小其中重金屬對環(huán)境的污染減少對天然骨料原料的開采減少對天然骨料原料的開采2021/8/228（2 2）、大摻量粉煤灰低水泥耗量混凝土）、大摻量粉煤灰低水泥耗量混凝土 普通混凝土的水泥用量為普通混凝土的水泥用量為300500kg/m300500kg/m3 3, ,其中水泥其中水泥的水化率大約在的水化率大約在50%50%左右。左右。 大摻量粉煤灰低水泥耗量混凝土大摻

7、量粉煤灰低水泥耗量混凝土在水利、道路工在水利、道路工程中應用較多程中應用較多水利大壩工程中的應用：水利大壩工程中的應用：英國的英國的Milton(Milton(米爾頓米爾頓) )壩，芯部碾壓砼壩，芯部碾壓砼粉煤灰摻量為粉煤灰摻量為73%73% 美國的上靜水壩，主表面和芯部碾壓砼美國的上靜水壩，主表面和芯部碾壓砼粉煤灰粉煤灰摻量為摻量為50%75%50%75% 我國的三峽大壩，三期碾壓砼圍堰我國的三峽大壩，三期碾壓砼圍堰粉煤灰摻量粉煤灰摻量為為55%55%2021/8/229道路工程中的應用：道路工程中的應用： 英國的英國的Heathrow(Heathrow(希思羅希思羅) )機場、機場、M25

8、M25公路和公路和Didcot(Didcot(迪德科特迪德科特) )電站煤運區(qū)的路基均采用了大摻量粉電站煤運區(qū)的路基均采用了大摻量粉煤灰混凝土，其中粉煤灰摻量到達煤灰混凝土，其中粉煤灰摻量到達4080%4080%。 在房屋工程中，加拿大在一棟在房屋工程中，加拿大在一棟7 7層高的綜合樓中應層高的綜合樓中應用了高摻量粉煤灰混凝土，摻量達用了高摻量粉煤灰混凝土，摻量達55%55%，混凝土，混凝土120d120d的的強度達強度達5072Mpa5072Mpa，在另一棟，在另一棟2222層辦公樓的鉆孔沉箱樁中層辦公樓的鉆孔沉箱樁中應用了配合比與綜合樓相同的高摻量粉煤灰混凝土，實應用了配合比與綜合樓相同的

9、高摻量粉煤灰混凝土，實測測28d28d強度為強度為51Mpa51Mpa，與巖土粘結強度達，與巖土粘結強度達3Mpa3Mpa，超過設計，超過設計值值2.52.5倍。倍。2021/8/22102 2、處理城市固體垃圾、處理城市固體垃圾生產生產固體生活垃圾砼固體生活垃圾砼(swc)(swc)SWCSWC生產技術原理生產技術原理: : 新鮮的生活垃圾經加入的生物催化劑等作用加速腐新鮮的生活垃圾經加入的生物催化劑等作用加速腐化，降解和脫水，最終形成干物質；在干物質中添加外加化，降解和脫水，最終形成干物質；在干物質中添加外加劑經殺菌、固化即制成具有一定強度、無毒害、較高密度劑經殺菌、固化即制成具有一定強度

10、、無毒害、較高密度的的SWCSWC。此外垃圾中的塑料使砼抗壓和抗折強度提高。此外垃圾中的塑料使砼抗壓和抗折強度提高。 SWCSWC生產工藝：生產工藝： 垃圾場的生活垃圾垃圾場的生活垃圾 上料機上料機 料斗料斗 電磁除鐵器電磁除鐵器 分揀可回收利用物品分揀可回收利用物品 打碎機打碎機( (塊狀物塊狀物) ) 電磁除鐵電磁除鐵 風力分揀風力分揀 打碎機打碎機( (切碎塑料袋，纖維等切碎塑料袋，纖維等) ) 貯藏倉貯藏倉 電子稱量系統(tǒng)電子稱量系統(tǒng) 攪拌機攪拌機( (殺菌劑、固化劑經化漿、配料殺菌劑、固化劑經化漿、配料也同時進入攪拌機也同時進入攪拌機) )SWCSWC材料材料 2021/8/2211S

11、WCSWC生產技術的特點：生產技術的特點： (1) (1)生產工藝較為簡單，生產設備由國產定型設備改進生產工藝較為簡單，生產設備由國產定型設備改進而成，投資額較少而且又能處理數(shù)量可觀的生活垃圾。而成，投資額較少而且又能處理數(shù)量可觀的生活垃圾。 (2) (2)此技術處理后沒有剩余垃圾，也沒有再生垃圾達此技術處理后沒有剩余垃圾，也沒有再生垃圾達到徹底處理垃圾并能夠作為建筑材料使用。到徹底處理垃圾并能夠作為建筑材料使用。SWCSWC材料的性能特點：材料的性能特點： (1)SWC (1)SWC 的抗壓強度根據(jù)工程應用需要可在的抗壓強度根據(jù)工程應用需要可在0.70.735.0MPa35.0MPa調整；采

12、用專門的粘結劑可以配制強度等級達調整；采用專門的粘結劑可以配制強度等級達C15C15、C20C20、C25C25的的SWCSWC。 (2)SWC (2)SWC 能保持性能穩(wěn)定和殺菌效應。對能保持性能穩(wěn)定和殺菌效應。對SWCSWC不同比例和形不同比例和形態(tài)的樣品的態(tài)的樣品的l8l8項環(huán)保指標進行檢測表明，符合項環(huán)保指標進行檢測表明，符合GB8978-96GB8978-96需求。需求。 (3)SWC (3)SWC 在海水中浸泡后，其強度降低：隨著時間增長，在海水中浸泡后，其強度降低：隨著時間增長，強度損失減?。粡姸葥p失減?。籗WCSWC強度越高，在海水中浸泡后強度損失越小，強度越高，在海水中浸泡后

13、強度損失越小，耐久性越好。耐久性越好。2021/8/22123 3、再生骨料混凝土、再生骨料混凝土再生骨料再生骨料 廢棄混凝土經過清洗、破碎、分級和按一定比例與級廢棄混凝土經過清洗、破碎、分級和按一定比例與級配混合形成的骨料，稱為再生骨料配混合形成的骨料，稱為再生骨料 再生骨料混凝土再生骨料混凝土 由再生骨料部分或者全部代替砂石等天然骨料配制成的由再生骨料部分或者全部代替砂石等天然骨料配制成的混凝土混凝土 ，稱為再生骨料混凝土。，稱為再生骨料混凝土。 如：歐洲共同體廢棄混凝土的排放量從如：歐洲共同體廢棄混凝土的排放量從19801980年的年的55005500萬萬噸增加到目前的噸增加到目前的16

14、20016200萬噸左右，而廢磚排放量將基本穩(wěn)定在萬噸左右，而廢磚排放量將基本穩(wěn)定在每年每年52005200萬噸左右；萬噸左右；美國每年大約有美國每年大約有60006000萬噸廢棄混凝土；萬噸廢棄混凝土； 日本每年約有日本每年約有16001600萬噸廢棄混凝土：萬噸廢棄混凝土： 在德國，每年拆除的廢棄混凝土約為在德國，每年拆除的廢棄混凝土約為0.3T/0.3T/年人；年人； 2021/8/2213 我國每年拆除建筑垃圾大約在我國每年拆除建筑垃圾大約在40004000萬噸左右，其中萬噸左右，其中3434是是混凝土塊，由此產生的廢棄混凝土大約有混凝土塊，由此產生的廢棄混凝土大約有13601360萬

15、噸，除此之外萬噸，除此之外還有新建房屋產生還有新建房屋產生40004000萬噸的建筑垃圾所產生的廢棄混凝土，萬噸的建筑垃圾所產生的廢棄混凝土，同時預計今后混凝土碎塊的產生量將增多。同時預計今后混凝土碎塊的產生量將增多。 90 90年代以來世界眾多國家，特別是發(fā)達國家環(huán)境保護和年代以來世界眾多國家，特別是發(fā)達國家環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略追求的目標之一。資源化一垃圾建材可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略追求的目標之一。資源化一垃圾建材( (又稱為又稱為綠色建材，生態(tài)建材，環(huán)保建材和健康建材綠色建材，生態(tài)建材，環(huán)保建材和健康建材) )也因此成為各發(fā)也因此成為各發(fā)達國家研究的重要課題。而在所有建筑垃圾中，廢棄混凝土達國家

16、研究的重要課題。而在所有建筑垃圾中，廢棄混凝土(Waste Concrete)(Waste Concrete)的量是最大的。因此，將廢棄混凝土作為的量是最大的。因此，將廢棄混凝土作為再生骨料生產再生混凝土具有非常重要的環(huán)保和自然資源保再生骨料生產再生混凝土具有非常重要的環(huán)保和自然資源保護意義，是一種新型的綠色建材。護意義，是一種新型的綠色建材。 發(fā)達國家對再生骨料混凝土的研究非常重視。自發(fā)達國家對再生骨料混凝土的研究非常重視。自2020世紀世紀9090年代以來，再生混凝土方面的開發(fā)利用發(fā)展很快，并開展年代以來，再生混凝土方面的開發(fā)利用發(fā)展很快，并開展了有關的實驗研究和工程應用。了有關的實驗研究

17、和工程應用。 2021/8/2214 早在早在19771977年日本政府就制定了年日本政府就制定了再生骨料和再生混凝十再生骨料和再生混凝十使用規(guī)范使用規(guī)范，19951995年混凝土的利用率為年混凝土的利用率為6565，到，到20002000年混年混凝土塊的利用率達到凝土塊的利用率達到9090。 此外，美國、德國、比利時、荷蘭等國在再生混凝土的此外，美國、德國、比利時、荷蘭等國在再生混凝土的研究和應用方面起步也較早，現(xiàn)在各國混凝土廢棄物的利用研究和應用方面起步也較早，現(xiàn)在各國混凝土廢棄物的利用率多在率多在60%60%以上。以上。 我國對再生混凝十的開發(fā)研究晚于工業(yè)發(fā)達國家，大約我國對再生混凝十的

18、開發(fā)研究晚于工業(yè)發(fā)達國家，大約在在20022002年開始立項研究。年開始立項研究。 2021/8/2215再生骨料的生產：再生骨料的生產：再生骨料生產過程包括三個階段：再生骨料生產過程包括三個階段： (1)(1)預處理階段：預處理階段： 除去廢棄混凝土中的其他雜質，用顎式破碎機將混凝土除去廢棄混凝土中的其他雜質，用顎式破碎機將混凝土塊破碎成塊破碎成4040毫米直徑的顆粒；毫米直徑的顆粒； (2)(2)碾磨階段：碾磨階段： 混凝土塊在偏心轉筒內旋轉，使其相互碰撞，摩擦，碾混凝土塊在偏心轉筒內旋轉，使其相互碰撞，摩擦，碾磨，除去附著于骨料表面的水泥漿和砂漿。磨，除去附著于骨料表面的水泥漿和砂漿。

19、(3)(3)篩分階段：篩分階段： 最終的材料經過過篩，除去水泥和砂漿等細小顆粒，最最終的材料經過過篩，除去水泥和砂漿等細小顆粒，最后得到的即為高性能再生骨科。后得到的即為高性能再生骨科。 2021/8/2216再生骨料的基本性能再生骨料的基本性能 孔隙率較高、吸水性強、強度較低?？紫堵瘦^高、吸水性強、強度較低。再生骨料混凝土的基本性能再生骨料混凝土的基本性能 1、工作性較差。、工作性較差。2、彈性模量較小，強度較低，剛度較小。、彈性模量較小，強度較低，剛度較小。3、干縮較大。、干縮較大。再生骨料混凝土的應用再生骨料混凝土的應用 4、耐久性較差。、耐久性較差。 目前，再生骨料混凝土主要應用與橋梁

20、下部工程、砌目前，再生骨料混凝土主要應用與橋梁下部工程、砌塊、道路附屬物基礎、海岸防波壩、基礎墊層、非結構用塊、道路附屬物基礎、海岸防波壩、基礎墊層、非結構用混凝土、簡易房屋混凝土基礎等。混凝土、簡易房屋混凝土基礎等。2021/8/2217（二）節(jié)能型混凝土（二）節(jié)能型混凝土用堿礦渣水泥代替常見的硅酸鹽系水泥生產混凝土用堿礦渣水泥代替常見的硅酸鹽系水泥生產混凝土 即：即：堿礦渣水泥混凝土堿礦渣水泥混凝土堿礦渣水泥：堿礦渣水泥：礦渣礦渣+ +堿堿 礦渣：礦渣：不僅可以用?；郀t渣、電熱磷礦渣、有色金屬不僅可以用?；郀t渣、電熱磷礦渣、有色金屬礦渣，還可以用煉鋼渣、化鐵渣、火電廠粉煤灰礦渣，還可以

21、用煉鋼渣、化鐵渣、火電廠粉煤灰等等；但以水淬高爐礦渣為佳。等等；但以水淬高爐礦渣為佳。堿：堿：堿組分既可以用成品堿：如純堿、碳酸鉀、氟化鈉、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)副產品：如堿浮渣、偏硅水玻璃等；也可以用工業(yè)副產品：如堿浮渣、偏硅酸鈉等等；還可以用工業(yè)生產中的含堿廢料，如金酸鈉等等；還可以用工業(yè)生產中的含堿廢料，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)部門某些產品的廢料。品等工業(yè)部門某些產品的廢料。 2021/8/2218堿礦渣水泥的發(fā)展過程：堿礦渣水泥的發(fā)展過程： 1957 1957年烏克

22、蘭基輔建筑工程學院維年烏克蘭基輔建筑工程學院維德德格盧霍夫斯基教格盧霍夫斯基教授等開發(fā)成功堿礦渣膠結料。授等開發(fā)成功堿礦渣膠結料。 1959 1959年，證明這種水泥與硅酸鹽水泥一樣，既能在水中年，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。硬化，也能空氣中硬化。 上世紀上世紀6060年代初，堿礦渣水泥及其混凝土試驗研究在前年代初，堿礦渣水泥及其混凝土試驗研究在前蘇聯(lián)許多建設部門展開。蘇聯(lián)許多建設部門展開。 上世紀上世紀60607070年代，前蘇聯(lián)在各種建筑工程中進行了大年代，前蘇聯(lián)在各種建筑工程中進行了大量的應用試驗。量的應用試驗。 上世紀上世紀6060年代中期，前蘇聯(lián)已有

23、一部分廠家開始試生產堿年代中期，前蘇聯(lián)已有一部分廠家開始試生產堿礦渣水泥及其混凝土制品。礦渣水泥及其混凝土制品。 1985 1985年以來，前蘇聯(lián)按照已制定并實施的標準年以來，前蘇聯(lián)按照已制定并實施的標準OCT67-OCT67-11-8411-84和和PCT YCCP 5024-83PCT YCCP 5024-83生產堿礦渣水泥。生產堿礦渣水泥。 2021/8/2219 1989 1989年，前蘇聯(lián)的利別茲克市已成功地全部用堿礦渣混凝年，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土建成高2222層的住宅樓。層的住宅樓。 從從19621962年開始在工程中批量試用堿礦渣混凝土到年開始在工

24、程中批量試用堿礦渣混凝土到19901990年，年，前蘇聯(lián)已在各種建筑工程中累計使用了前蘇聯(lián)已在各種建筑工程中累計使用了300300多萬立方米堿礦渣多萬立方米堿礦渣混凝土。從混凝土。從19851985年以來，堿礦渣混凝土的年產量達年以來，堿礦渣混凝土的年產量達3030多萬立多萬立方米。方米。 上世紀上世紀9090年代起，我國水泥工作者開始研究堿礦渣水泥，年代起，我國水泥工作者開始研究堿礦渣水泥，但目前還沒有產品國家標準。但目前還沒有產品國家標準。 代表人物：代表人物：重慶建筑大學的重慶建筑大學的蒲心誠蒲心誠教授教授研究的見礦渣水泥混凝土抗壓強度達研究的見礦渣水泥混凝土抗壓強度達200MPa200

25、MPa以上以上2021/8/2220堿礦渣水泥的性能堿礦渣水泥的性能 1 1、堿礦渣水泥的物理力學性能優(yōu)于普通硅酸鹽水泥。、堿礦渣水泥的物理力學性能優(yōu)于普通硅酸鹽水泥。 2 2、凈漿的標準稠度用水量在、凈漿的標準稠度用水量在17%17%21%21%之間，而硅酸鹽水泥之間，而硅酸鹽水泥為為27%27%29%29%。 3 3、1:31:3砂漿標準稠度砂漿標準稠度( (擴散度擴散度1717厘米厘米) )的水灰比為的水灰比為0.230.230.290.29，而硅酸鹽水泥砂漿為而硅酸鹽水泥砂漿為0.400.40。 4 4、水化熱僅是硅酸鹽水泥的、水化熱僅是硅酸鹽水泥的1/21/2l/3l/3；其抗水性好

26、，孔隙；其抗水性好，孔隙率低，孔結構好。率低，孔結構好。 5 5、堿礦渣水泥施工、運輸較麻煩，必須將礦渣粉（可加好緩、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)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堿礦渣水泥，但由于工藝較復雜，沒有推廣開。產堿礦渣水泥，但由于工藝較復雜，沒有推廣開。 2021/8/22216 6、堿礦渣水泥（特別是利用礦渣以外的工業(yè)廢渣時）由于所、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

27、的渣往往成分不同，需要改變堿激發(fā)劑。如果控制不好，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。對性能有較大影響。 7 7、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、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，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。但至今未能在建筑工程上大量推廣。 8 8、堿性激發(fā)劑資源有限，價格較貴，一定程度上也影響了這、堿性

28、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用。種水泥的推廣應用。 9 9、堿礦渣水泥確實能夠達到很高強度，但體積穩(wěn)定性差，收、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，凝結時間難以控制；使用過程中析堿、縮大；硬化速度快，凝結時間難以控制；使用過程中析堿、泛堿。泛堿。 2021/8/2222堿礦渣水泥混凝土的性能堿礦渣水泥混凝土的性能 將礦渣烘干到水分小于將礦渣烘干到水分小于1%1%、外加部分緩凝劑磨細到比表面、外加部分緩凝劑磨細到比表面積大于積大于400m2/kg400m2/kg的礦渣粉。使用時將堿組分（水玻璃或其他堿）的礦渣粉。使用時將堿組分（水玻

29、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。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。 1 1、堿礦渣混凝土對骨料的要求沒有像普通水泥混凝土那樣、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，可用粘土質和粉粒狀的顆粒占嚴格，可用粘土質和粉粒狀的顆粒占5%5%20%20%的骨料。的骨料。 2 2、 堿礦渣水泥混凝土容易獲得高強度且后期強度穩(wěn)步增長堿礦渣水泥混凝土容易獲得高強度且后期強度穩(wěn)步增長在不摻加其它化學外加劑和采用其它特殊工藝措施的條件在不摻加其它化學外加劑和采用其它特殊工藝措施的條件下下, , 堿礦渣水泥混凝土堿礦渣水泥混凝土2828天強度可

30、達天強度可達 60150MPa60150MPa，1 1年強度年強度比比2828天強度增長天強度增長20% 20% 以上。以上。2021/8/22233 3、低水灰比需求、低水灰比需求 堿礦渣水泥的標準稠度用水量為堿礦渣水泥的標準稠度用水量為1721%, 1721%, 比普通水泥標準稠比普通水泥標準稠度用水量度用水量2729%2729%低得多。同時由于堿組分的表面活性作用低得多。同時由于堿組分的表面活性作用, , 使使堿礦渣混凝土拌合物有很好的和易性堿礦渣混凝土拌合物有很好的和易性, , 便于成型和施工。便于成型和施工。 4 4、硬化快早期強度高、硬化快早期強度高 不摻緩凝劑時不摻緩凝劑時, ,

31、 用堿礦渣水泥可以制成快硬混凝土和超快硬用堿礦渣水泥可以制成快硬混凝土和超快硬混凝土。通常情況下混凝土。通常情況下, 1, 1天強度可達天強度可達2060 MPa2060 MPa5 5、優(yōu)良的孔結構特征、優(yōu)良的孔結構特征 和普通硅酸鹽水泥石相比和普通硅酸鹽水泥石相比, , 堿礦渣水泥石雖然總孔隙率相差堿礦渣水泥石雖然總孔隙率相差不大不大, , 但其孔結構特征優(yōu)異得多。經過測定但其孔結構特征優(yōu)異得多。經過測定, , 堿礦渣水泥石堿礦渣水泥石中微孔居多中微孔居多, , 大孔很少大孔很少, , 半徑大于半徑大于500A500A的有害孔僅占的有害孔僅占18%18%左右左右, , 而普通水泥砂漿中可高達

32、而普通水泥砂漿中可高達66%66%2021/8/22246 6、高抗?jié)B性、高抗?jié)B性 堿礦渣水泥混凝土抗?jié)B性可達堿礦渣水泥混凝土抗?jié)B性可達P40, P40, 大大超過普通水泥混凝大大超過普通水泥混凝土的土的P6 P12P6 P12的抗?jié)B等級。的抗?jié)B等級。7 7、水化熱低、水化熱低 堿礦渣水泥的水化熱只有同等級硅酸鹽水泥的堿礦渣水泥的水化熱只有同等級硅酸鹽水泥的1/2-1/3 , 1/2-1/3 , 屬屬于低熱水泥。于低熱水泥。8 8、抗化學腐蝕性強、抗化學腐蝕性強 根據(jù)前蘇聯(lián)研究者和蒲心誠教授等的研究成果根據(jù)前蘇聯(lián)研究者和蒲心誠教授等的研究成果, ,發(fā)現(xiàn)堿礦渣水發(fā)現(xiàn)堿礦渣水泥混凝土浸泡在泥混凝土

33、浸泡在2%2%的的MgSO4MgSO4溶液中和溶液中和PH=2PH=2的稀的稀HCIHCI溶液中溶液中2 2 年年后后, , 強度都在增長強度都在增長, , 絲毫沒有發(fā)現(xiàn)強度下降的跡象。絲毫沒有發(fā)現(xiàn)強度下降的跡象。2021/8/22259 9、抗凍融性能好、抗凍融性能好 普通混凝土抗凍融循環(huán)一般在普通混凝土抗凍融循環(huán)一般在300 300 次以內次以內, , 而堿礦渣混凝土而堿礦渣混凝土能經受能經受300-1000300-1000次凍融循環(huán)。次凍融循環(huán)。1010、良好的護筋性能、良好的護筋性能 堿礦渣水泥混凝土因為具有高堿度、高密實性、高抗?jié)B性堿礦渣水泥混凝土因為具有高堿度、高密實性、高抗?jié)B性,

34、 , 因而具有優(yōu)良的護筋性能。前蘇聯(lián)對已使用二、三十年之久因而具有優(yōu)良的護筋性能。前蘇聯(lián)對已使用二、三十年之久的堿礦渣水泥混凝土建筑構件抽樣調查的堿礦渣水泥混凝土建筑構件抽樣調查, , 未發(fā)現(xiàn)有鋼筋銹蝕未發(fā)現(xiàn)有鋼筋銹蝕的痕跡。的痕跡。2021/8/22261111、良好的水泥石集料界面、良好的水泥石集料界面 在堿礦渣水泥混凝土中在堿礦渣水泥混凝土中, , 集料被水泥石緊密地包裹著集料被水泥石緊密地包裹著, , 且集且集料粒子與基體之間發(fā)生了一定程度的化學反應。這些集料粒料粒子與基體之間發(fā)生了一定程度的化學反應。這些集料粒子表面上所生成的纖維狀的子表面上所生成的纖維狀的C-S-HC-S-H凝膠等

35、水化物凝膠等水化物, , 與基體中的與基體中的水化物交織在一起水化物交織在一起, , 形成三維空間網(wǎng)絡結構形成三維空間網(wǎng)絡結構, , 使集料與水泥使集料與水泥石界面呈化學粘合狀態(tài)石界面呈化學粘合狀態(tài), , 因而在水泥石集料界面區(qū)域不僅沒因而在水泥石集料界面區(qū)域不僅沒有定向排列的有定向排列的Ca(OH)Ca(OH)2 2 粗大晶體粗大晶體, , 而且界面呈化學增強效應而且界面呈化學增強效應, , 使得堿礦渣水泥混凝土在受力破壞時使得堿礦渣水泥混凝土在受力破壞時, , 斷裂面總是穿過水泥斷裂面總是穿過水泥石或集料石或集料, , 而不是沿著界面。而不是沿著界面。2021/8/2227堿礦渣水泥混凝土

36、的應用堿礦渣水泥混凝土的應用 堿礦渣水泥混凝土不僅可以應用于硅酸鹽水泥混凝堿礦渣水泥混凝土不僅可以應用于硅酸鹽水泥混凝土目前已經應用的領域土目前已經應用的領域, , 而且可以應用于硅酸鹽水泥混凝土而且可以應用于硅酸鹽水泥混凝土不能應用的領域。不能應用的領域。 由于快硬由于快硬, , 可應用于搶修工程；可應用于搶修工程； 由于高強，可應用于超高層建筑與大跨建筑由于高強，可應用于超高層建筑與大跨建筑 由于低熱，可應用于大體積混凝土工程；由于低熱，可應用于大體積混凝土工程； 由于抗硫酸鹽侵蝕性能優(yōu)異，可用于有硫酸鹽侵蝕的地下由于抗硫酸鹽侵蝕性能優(yōu)異，可用于有硫酸鹽侵蝕的地下工程和海洋工程，工程和海洋

37、工程， 由于抗稀酸侵蝕能力強由于抗稀酸侵蝕能力強, ,，可以用于有稀酸侵蝕的領域；，可以用于有稀酸侵蝕的領域； 由于高抗?jié)B，由于高抗?jié)B， 可用來制造超高壓輸水管道等?？捎脕碇圃斐邏狠斔艿赖取?此外此外, , 由于堿礦渣水泥混凝土有優(yōu)異的耐高溫濕熱性能由于堿礦渣水泥混凝土有優(yōu)異的耐高溫濕熱性能和高抗?jié)B性能和高抗?jié)B性能, , 用于處理核廢料以及有毒廢料更是具有良好用于處理核廢料以及有毒廢料更是具有良好的前景。的前景。 2021/8/2228堿礦渣水泥混凝土推廣應用存在的阻礙因素堿礦渣水泥混凝土推廣應用存在的阻礙因素1 1、 快凝問題快凝問題 采用模數(shù)為采用模數(shù)為1-1.51-1.5的水玻璃作激

38、發(fā)劑時的水玻璃作激發(fā)劑時, ,其凝結時間極其凝結時間極短短, , 一般在一般在15 15 分鐘左右。分鐘左右。 高效緩凝劑高效緩凝劑, , 使初凝時間可在使初凝時間可在1-221-22小時范圍內調節(jié)。小時范圍內調節(jié)。2 2、 堿集料反應堿集料反應3 3、 成本問題成本問題 當前當前, , 在堿礦渣水泥與混凝土的研究開發(fā)中在堿礦渣水泥與混凝土的研究開發(fā)中, , 常用常用作堿組分的是燒堿、純堿和水玻璃。由于目前它們數(shù)量有限作堿組分的是燒堿、純堿和水玻璃。由于目前它們數(shù)量有限, , 價格偏高價格偏高, , 因此用它們來生產堿礦渣水泥與混凝土因此用它們來生產堿礦渣水泥與混凝土, , 對于高對于高等級而

39、言等級而言, , 在價格上也許比普通水泥混凝土占有優(yōu)勢，但對在價格上也許比普通水泥混凝土占有優(yōu)勢，但對于中低等級而言于中低等級而言, , 其價格上不僅不占優(yōu)勢其價格上不僅不占優(yōu)勢, , 有時成本還要高有時成本還要高得多。得多。 2021/8/22294 4、 大批量生產問題大批量生產問題 目前研究開發(fā)最多的是液態(tài)堿組分堿礦渣水泥目前研究開發(fā)最多的是液態(tài)堿組分堿礦渣水泥, ,由于固、由于固、液兩組份分離液兩組份分離, , 因而只能用于施工現(xiàn)場配制因而只能用于施工現(xiàn)場配制, ,不利于工廠大不利于工廠大批量生產。批量生產。5 5、 包裝方法與使用方式包裝方法與使用方式 液態(tài)堿組分堿礦渣水泥液態(tài)堿組分

40、堿礦渣水泥, , 由于液相堿組分的單獨存在由于液相堿組分的單獨存在, , 不利于包裝與運輸不利于包裝與運輸, , 而且必須用鐵桶或塑料桶盛裝而且必須用鐵桶或塑料桶盛裝, , 增加增加了包裝與運輸費用。了包裝與運輸費用。 在使用時在使用時, , 液態(tài)堿組分需專門配比、計量、投放液態(tài)堿組分需專門配比、計量、投放, , 這這與傳統(tǒng)水泥的使用方式根本不同。與傳統(tǒng)水泥的使用方式根本不同。 因而因而, , 無論從經濟角度上還是技術角度上無論從經濟角度上還是技術角度上, , 都使施工都使施工企業(yè)等用戶存在使用困難的問題。企業(yè)等用戶存在使用困難的問題。2021/8/22306 6、 堿礦渣水泥質量的穩(wěn)定性堿礦

41、渣水泥質量的穩(wěn)定性 堿溶液激發(fā)的堿渣礦渣水泥堿溶液激發(fā)的堿渣礦渣水泥, , 由于激發(fā)劑溶液不易穩(wěn)由于激發(fā)劑溶液不易穩(wěn)定定, , 必須在配制后的幾周之內使用必須在配制后的幾周之內使用, , 否則溶液會變質否則溶液會變質, , 發(fā)發(fā)生分層或沉淀結塊生分層或沉淀結塊, , 以致于堿溶液不能使用以致于堿溶液不能使用, ,或使水泥的等或使水泥的等級大幅度地降低級大幅度地降低, , 這樣造成了水泥強度出現(xiàn)大的波動性這樣造成了水泥強度出現(xiàn)大的波動性, , 質量不穩(wěn)定。質量不穩(wěn)定。7 7、 制定技術規(guī)范問題制定技術規(guī)范問題 新材料的推廣應用新材料的推廣應用, , 與其制定的技術規(guī)范是戚戚相關的。與其制定的技術

42、規(guī)范是戚戚相關的。因為技術規(guī)范是設計者、施工者使用新材料的依據(jù)和保障。因為技術規(guī)范是設計者、施工者使用新材料的依據(jù)和保障。 前蘇聯(lián)制定了堿礦渣水泥與混凝土技術規(guī)程前蘇聯(lián)制定了堿礦渣水泥與混凝土技術規(guī)程, , 因而它的因而它的推廣應用較好，而其它國家都沒有明確地制定出堿礦渣膠結推廣應用較好，而其它國家都沒有明確地制定出堿礦渣膠結材的技術規(guī)范材的技術規(guī)范, , 這也成為推廣應用堿礦渣水泥與混凝土的重這也成為推廣應用堿礦渣水泥與混凝土的重大障礙。大障礙。2021/8/2231（三）高耐久性混凝土（三）高耐久性混凝土 混凝土結構是土木工程結構設計中的首選形式，混凝土混凝土結構是土木工程結構設計中的首選

43、形式，混凝土耐久性是混凝土經濟性的最重要的影響因素，研究開發(fā)高耐耐久性是混凝土經濟性的最重要的影響因素，研究開發(fā)高耐久性混凝土也是近幾年來混凝土的最主要的研究內容。久性混凝土也是近幾年來混凝土的最主要的研究內容。 由于對鋼筋混凝土結構耐久性問題研究相對滯后由于對鋼筋混凝土結構耐久性問題研究相對滯后, ,導致結導致結構耐久性不足而出現(xiàn)工程事故或維修費用增加。構耐久性不足而出現(xiàn)工程事故或維修費用增加。資料表明：資料表明： 前蘇聯(lián)僅工業(yè)廠房由于耐久性損傷造成的損失占其固前蘇聯(lián)僅工業(yè)廠房由于耐久性損傷造成的損失占其固定資產的定資產的16%16% 美國全年因混凝土的鋼筋銹蝕造成的損失為近美國全年因混凝土

44、的鋼筋銹蝕造成的損失為近300300億美億美元元, ,每年因腐蝕而支出的維修費用就高達每年因腐蝕而支出的維修費用就高達12601260億美元億美元 1980 1980 年年, ,前東德柏林會議大廈由于鋼筋銹蝕造成建筑前東德柏林會議大廈由于鋼筋銹蝕造成建筑西南角坍塌西南角坍塌, ,該建筑僅使用了該建筑僅使用了23 a23 a2021/8/2232 1976 1976年年19941994年近年近20a 20a 我國建造廠房、倉庫合計我國建造廠房、倉庫合計5.6555.655億億m m2 2 。由于在地下室構造、屋頂構造和防水設計、施工上。由于在地下室構造、屋頂構造和防水設計、施工上考慮不周考慮不周

45、, ,經常出現(xiàn)廠房或房屋地下室潮濕、滲水經常出現(xiàn)廠房或房屋地下室潮濕、滲水, ,屋面檐屋面檐口被推裂、漏水、結構開裂的現(xiàn)象口被推裂、漏水、結構開裂的現(xiàn)象, ,其耐久性低于國際水平其耐久性低于國際水平數(shù)十年。數(shù)十年。 目前目前, ,我國現(xiàn)有房屋已有我國現(xiàn)有房屋已有50 %50 %進入老化階段進入老化階段, ,也就是說將也就是說將有有23.4.23.4.億億 m m2 2 的建筑面臨耐久性問題。的建筑面臨耐久性問題。2021/8/2233（四）自密實混凝土（四）自密實混凝土自密實混凝土的定義：自密實混凝土的定義： 自密實混凝土又稱為高流態(tài)混凝土，是指在自身重力作自密實混凝土又稱為高流態(tài)混凝土，是指

46、在自身重力作用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好均質性，并且不需要附加振動的混凝土。板，同時獲得很好均質性，并且不需要附加振動的混凝土。 自密實的硬化性能與普通混凝土相似，而新拌混凝土性自密實的硬化性能與普通混凝土相似，而新拌混凝土性能則與普通混凝土相差很大。能則與普通混凝土相差很大。 自密實混凝土的自密實性能主要包括流動性、抗離析自密實混凝土的自密實性能主要包括流動性、抗離析性和填充性。每種性能均可采用坍落擴展度試驗、性和填充性。每種性能均可采用坍落擴展度試驗、V V漏斗試漏斗試驗（或驗（或T50T50試驗）和試驗）和U U型箱試驗等一種以上方法檢測。型箱試驗等一種以上方法檢測。 2021/8/2234自密實混凝土的發(fā)展：自密實