林宗寿：“凝石”其实就是“碱矿渣水泥”
2005-09-16 00:00
近来，许多人对“凝石”很感兴趣，网上讨论很热烈。由于本人工作较忙，本不想参与讨论，但无奈网友在我网站留言，要我发表看法，没办法只好发表以下几点拙见。
所谓“凝石”其实就是“碱矿渣水泥”（或“碱激发胶凝材料”），不是什么新的东西。按国家标准制定的水泥命名原则，不应称为“凝石”。虽然“凝石”这名字很好听，很有创意，但我认为还是符合国家标准规范，叫碱矿渣水泥为好。
碱矿渣水泥在我国虽然已研究了十几年，该产品也确实可以使用，在某些场合可代替部分传统水泥混凝土，但还没有建立起一整套产品国家标准或行业标准规范，以及建筑部门的设计规范等。而且，市场对此产品的认识不够，所以，我个人认为：目前还不宜大面积推广，要做的工作还很多。
作为一个科技工作者，应该实事求是，不能误导用户，把一个产品说得天花乱坠。应该对用户负责，该产品优点在哪里？缺点又在哪里？要对用户有个明确的交代。
为了让广大网友对碱矿渣水泥有所了解，下面作些简单的介绍。
1.碱矿渣水泥的发展过程
1957年乌克兰基辅建筑工程学院维·德·格卢霍夫斯基教授等开发成功碱矿渣胶结料。
●1959年，证明这种水泥与硅酸盐水泥一样，既能在水中硬化，也能空气中硬化。
●上世纪60年代初，碱矿渣水泥及其混凝土试验研究在前苏联许多建设部门展开。
●上世纪60～70年代，前苏联在各种建筑工程中进行了大量的应用试验。
●1985年以来，前苏联按照已制定并实施的标准OCT67-11-84和PCT YCCP5024-83生产碱矿渣水泥。
●1989年，前苏联的利别兹克市已成功地全部用碱矿渣混凝土建成高22层的住宅楼。
●从1962年开始在工程中批量试用碱矿渣混凝土到1990年，前苏联已在各种建筑工程中累计使用了300多万立方米碱矿渣混凝土。从1985年以来，碱矿渣混凝土的年产量达30多万立方米。
●上世纪90年代起，我国水泥工作者开始研究碱矿渣水泥，但目前还没有产品国家标准。
2.碱矿渣水泥的生产
●碱矿渣水泥的品种较多，作为矿渣不仅可以用粒化高炉渣、电热磷矿渣、有色金属矿渣，还可以用炼钢渣、化铁渣、火电厂粉煤灰等等；作为碱组分既可以用成品碱：如纯碱、碳酸钾、氟化钠、水玻璃等，也可以用工业副产品：如碱浮渣、偏硅酸钠等等，还可以用工业生产中的含碱废料，如金属加工和机械制造、化学、医药、造纸、水泥、食品等工业部门某些产品的废料。但以水淬高炉矿渣为佳。
●将矿渣烘干到水分小于1%、外加部分缓凝剂磨细到比表面积大于400m2/kg的矿渣粉。使用时将碱组分（水玻璃或其他碱）配制成溶液按选定的配比掺入，并与粗细骨料一起拌成混凝土。
●快硬碱矿渣水泥其成分为粒化高炉渣(86～93%)、硅酸盐水泥熟料(1%～8%)、偏硅酸钠(6%)。当矿渣粉磨细到比表面积为450～550m2/kg时，强度1天可达45～53、3天65～75，7天81～89、28天120～145MPa。
3.碱矿渣水泥的性能
●碱矿渣水泥的物理力学性能优于普通硅酸盐水泥。
●净浆的标准稠度用水量在17%～21%之间，而硅酸盐水泥为27%～29%。
●1:3砂浆标准稠度(扩散度17厘米)的水灰比为0.23～0.29，而硅酸盐水泥砂浆为0.40。
●水化热仅是硅酸盐水泥的1/2～l/3；其抗水性好，孔隙率低，孔结构好。
●碱矿渣混凝土对骨料的要求没有像普通水泥混凝土那样严格，可用粘土质和粉粒状的颗粒占5%～20%的骨料。
●碱矿渣重混凝土(包括高强混凝土)的抗压强度用粗骨料时在20～140MPa之间，用细骨料时在20～160MPa之间，抗冻标号变化在F200～1000之间，冻害起点温度为-50℃，而硅酸盐水泥的为-15℃；
●碱矿渣混凝土的其它物理力学性能如抗渗性、抗蚀性和抗裂性也高于硅酸盐水泥混凝土。
●碱矿渣水泥施工、运输较麻烦，必须将矿渣粉（可加好缓凝剂）和碱组分（液体水玻璃）运到施工现场配制，与传统的水泥施工方法有点区别。虽然也有人提出用固体水玻璃生产碱矿渣水泥，但由于工艺较复杂，没有推广开。
●碱矿渣水泥（特别是利用矿渣以外的工业废渣时）由于所用的渣往往成分不同，需要改变碱激发剂。如果控制不好，对性能有较大影响。
●碱矿渣水泥存在耐久性问题，主要表现在长期抗折强度倒缩，还有干燥收缩大和表面泛碱等问题。五十多年来，碱矿渣水泥由于耐久性问题没有很好解决，虽然已在一些工程上试用，但至今未能在建筑工程上大量推广。
●碱性激发剂资源有限，价格较贵，一定程度上也影响了这种水泥的推广应用。
●碱矿渣水泥确实能够达到很高强度，但体积稳定性差，收缩大；硬化速度快，凝结时间难以控制；使用过程中析碱、泛碱。
林宗寿教授：第九、十届全国人大代表
全国五一劳动奖章获得者
国家有突出贡献的中青年专家
享受国务院特殊津贴
湖北省劳动模范
武汉理工大学教授、博导
武汉亿胜科技有限公司董事长
林州市亿胜红旗渠水泥有限公司董事长
香港华润水泥控股有限公司独立董事
华新水泥股份有限公司独立董事
所谓“凝石”其实就是“碱矿渣水泥”（或“碱激发胶凝材料”），不是什么新的东西。按国家标准制定的水泥命名原则，不应称为“凝石”。虽然“凝石”这名字很好听，很有创意，但我认为还是符合国家标准规范，叫碱矿渣水泥为好。
碱矿渣水泥在我国虽然已研究了十几年，该产品也确实可以使用，在某些场合可代替部分传统水泥混凝土，但还没有建立起一整套产品国家标准或行业标准规范，以及建筑部门的设计规范等。而且，市场对此产品的认识不够，所以，我个人认为：目前还不宜大面积推广，要做的工作还很多。
作为一个科技工作者，应该实事求是，不能误导用户，把一个产品说得天花乱坠。应该对用户负责，该产品优点在哪里？缺点又在哪里？要对用户有个明确的交代。
为了让广大网友对碱矿渣水泥有所了解，下面作些简单的介绍。
1.碱矿渣水泥的发展过程
1957年乌克兰基辅建筑工程学院维·德·格卢霍夫斯基教授等开发成功碱矿渣胶结料。
●1959年，证明这种水泥与硅酸盐水泥一样，既能在水中硬化，也能空气中硬化。
●上世纪60年代初，碱矿渣水泥及其混凝土试验研究在前苏联许多建设部门展开。
●上世纪60～70年代，前苏联在各种建筑工程中进行了大量的应用试验。
●1985年以来，前苏联按照已制定并实施的标准OCT67-11-84和PCT YCCP5024-83生产碱矿渣水泥。
●1989年，前苏联的利别兹克市已成功地全部用碱矿渣混凝土建成高22层的住宅楼。
●从1962年开始在工程中批量试用碱矿渣混凝土到1990年，前苏联已在各种建筑工程中累计使用了300多万立方米碱矿渣混凝土。从1985年以来，碱矿渣混凝土的年产量达30多万立方米。
●上世纪90年代起，我国水泥工作者开始研究碱矿渣水泥，但目前还没有产品国家标准。
2.碱矿渣水泥的生产
●碱矿渣水泥的品种较多，作为矿渣不仅可以用粒化高炉渣、电热磷矿渣、有色金属矿渣，还可以用炼钢渣、化铁渣、火电厂粉煤灰等等；作为碱组分既可以用成品碱：如纯碱、碳酸钾、氟化钠、水玻璃等，也可以用工业副产品：如碱浮渣、偏硅酸钠等等，还可以用工业生产中的含碱废料，如金属加工和机械制造、化学、医药、造纸、水泥、食品等工业部门某些产品的废料。但以水淬高炉矿渣为佳。
●将矿渣烘干到水分小于1%、外加部分缓凝剂磨细到比表面积大于400m2/kg的矿渣粉。使用时将碱组分（水玻璃或其他碱）配制成溶液按选定的配比掺入，并与粗细骨料一起拌成混凝土。
●快硬碱矿渣水泥其成分为粒化高炉渣(86～93%)、硅酸盐水泥熟料(1%～8%)、偏硅酸钠(6%)。当矿渣粉磨细到比表面积为450～550m2/kg时，强度1天可达45～53、3天65～75，7天81～89、28天120～145MPa。
3.碱矿渣水泥的性能
●碱矿渣水泥的物理力学性能优于普通硅酸盐水泥。
●净浆的标准稠度用水量在17%～21%之间，而硅酸盐水泥为27%～29%。
●1:3砂浆标准稠度(扩散度17厘米)的水灰比为0.23～0.29，而硅酸盐水泥砂浆为0.40。
●水化热仅是硅酸盐水泥的1/2～l/3；其抗水性好，孔隙率低，孔结构好。
●碱矿渣混凝土对骨料的要求没有像普通水泥混凝土那样严格，可用粘土质和粉粒状的颗粒占5%～20%的骨料。
●碱矿渣重混凝土(包括高强混凝土)的抗压强度用粗骨料时在20～140MPa之间，用细骨料时在20～160MPa之间，抗冻标号变化在F200～1000之间，冻害起点温度为-50℃，而硅酸盐水泥的为-15℃；
●碱矿渣混凝土的其它物理力学性能如抗渗性、抗蚀性和抗裂性也高于硅酸盐水泥混凝土。
●碱矿渣水泥施工、运输较麻烦，必须将矿渣粉（可加好缓凝剂）和碱组分（液体水玻璃）运到施工现场配制，与传统的水泥施工方法有点区别。虽然也有人提出用固体水玻璃生产碱矿渣水泥，但由于工艺较复杂，没有推广开。
●碱矿渣水泥（特别是利用矿渣以外的工业废渣时）由于所用的渣往往成分不同，需要改变碱激发剂。如果控制不好，对性能有较大影响。
●碱矿渣水泥存在耐久性问题，主要表现在长期抗折强度倒缩，还有干燥收缩大和表面泛碱等问题。五十多年来，碱矿渣水泥由于耐久性问题没有很好解决，虽然已在一些工程上试用，但至今未能在建筑工程上大量推广。
●碱性激发剂资源有限，价格较贵，一定程度上也影响了这种水泥的推广应用。
●碱矿渣水泥确实能够达到很高强度，但体积稳定性差，收缩大；硬化速度快，凝结时间难以控制；使用过程中析碱、泛碱。
林宗寿教授：第九、十届全国人大代表
全国五一劳动奖章获得者
国家有突出贡献的中青年专家
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