“凝石”能替代水泥吗？

                                   “凝石”能替代水泥吗？

                             《中国水泥》杂志、《中国建材》杂志联合整理

　　[新闻背景]“凝石”是由清华大学孙恒虎教授等一批地矿专业科技人员提出来的，并组织“蓝资科技有限公司”以商业方式运作推动此事。2003年11月27日以叶大年院士为首的21位从事地矿和地球物理专业的院士在《中国科学院院士建议》（第14期总第108期）上向科技界推荐“凝石”。转而，“凝石”被媒体宣传为是“水泥工业带有革命性的新技术”，是“无须烧制的高品质水泥”，“水泥产业的战略转型应充分考虑凝石”，“凝石改变了（水泥工业的）一切”……。今年8月以来，我国一些重要媒体纷纷参与宣传，认为：“凝石”优于水泥，“凝石”应取代水泥……。“凝石”的商业运作声势越来越大。

　　由于媒体过度炒作，一时间“凝石”技术似乎可以在高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、煤矸石、赤泥、废砖、废玻璃、尾矿等等废弃物中加一点孙教授新发明的“成岩剂”就可以 “点石成岩”，变成水泥，就可以广泛应用于各种建筑工程。同时，还把“凝石”与环保、节能、绿色、健康、循环经济等概念混淆在一起，认为只有发展“凝石”才符合科学的发展观……

焦点之一：“凝石技术”的核心是什么？是最新的发明创造吗？

廉慧珍（清华大学土木系教授）：

　　孙恒虎教授发明的“凝石”，其本质就是用以CaO、SO3、R2O为主要成分的激发剂来激发含硅铝的工业废料或天然岩石，这项研究国外、国内不少专家都曾经做过。前苏联研究开发碱激发矿渣做过许多工作，80年代初，南京化工学院史才军等也曾做过大量研究，研究内容包括多种激发剂或复合激发剂在不同掺量下的各种实验。

吴兆正（原中国建材集团总工程师　教授级高工）：

　　“凝石”是一种胶凝材料，但不是水泥，对于建筑材料行业的人来说，它不是新东西，绝对不是发明创造。要严格分清“胶凝材料”和“水泥”(尤其是硅酸盐类通用水泥)的区别，这是两个不可混淆的材料概念。胶凝材料应具有把松散的物料胶结在一起，并形成具有一定强度的能力。这类具有胶凝能力的物质少说也有上百种，有机的无机的都有，古代的糯米浆以及现今的石灰、沥青都是胶凝材料。

姚　燕（中国建筑材料科学研究院院长　教授　博士生导师）：

　　“凝石”应属于碱激发作用机理范畴，这类材料早在上世纪50年代苏联就进行过研究，由于在生产和施工中存在许多问题，并没有广泛应用。我国对碱激发利用工业废渣也有几十年的研究。由于是工业废渣，成分不固定，性能波动大，在应用不同工业废渣时，相应的激发剂也要进行改动。因此，在全国各地生产出性能统一的这种产品是比较困难的。

黄书谋（中国建筑材料工业协会科教委主任　教授）：

　　“成岩剂”是凝石的核心技术，“成岩剂”根据专利说明为SO3、CaO、R2O(Na2O、K2O)以上3种成分。按普通化学常识可判断为Na2SO4、CaSO4、Ca(OH)2，经化验完全证明成岩剂是以上3种化合物组成。这些成分是极为普通的碱激发剂，不能算是什么发明。包装成“成岩剂”就使得它变得神秘了。废渣成份大都为SiO2、Al2O3、CaO等，这类废渣自身没有或仅有很微弱的胶凝性，但其大都是经急冷形成玻璃体，本身具有热力学活性，因而可用机械、热力、化学方法激活使之具有胶凝性。通用的方法是碱性激发或硫酸盐激发（化学激发）。

　　上世纪五六十年代中国建筑材料科学研究院已进行系统研究，并研发出具有很高强度的材料。改革开放以来，南京化工学院、武汉理工大学、重庆大学、华南理工大学、钢铁研究院等均进行过研究。去年在南京工业大学召开的“第一届化学激发胶凝材料研讨会”上有国内外近百位学者撰写论文36篇，有机理研究、性能研究、制备研究、评价研究、研究进展综述内容等，这些论文是近期研究成果，他们均毫无保留地将研究成果包括最秘密的都公开，他们当中没有一位专家学者宣称这种胶凝材料可以替代通用水泥。

隋同波（中国建筑材料科学研究院水泥研究所所长　教授）：

　　两年前就接触过孙恒虎教授和他的“凝石”，从我们拿到的样品分析来看，其产品不可能跳出“碱激发材料”的范围，对此我们已经有过结论。凝石不具有“创新性”，也不能算是发明。“微晶二元胶凝材料”不过是为这种产品起的新名字而已。我由于在联合国工发组织材料促进中心承担一些工作，最近一些国外的同行也来电询问，由于媒体的一些夸大其词的报道，在国际上造成了一些不良影响。

焦点之二：“凝石”能够取代水泥吗？

何星华（中国建筑科学研究院　顾问总工程师　教授级高工）：

　　刚听说“凝石”的时候，感觉很新鲜。经过了解，我觉得它不过也是一种胶凝材料，和无熟料水泥差不多。如果说要用“凝石”代替水泥，我认为在应用方面还有很多问题。建工系统在施工过程中使用水泥，不只看抗压强度，像疲劳强度、刚度模量、收缩徐变量、抗拉抗折强度、凝结时间、坍落度、耐久性、施工中的可控性等，都是施工部门必须了解的。现在应用的水泥混凝土的很多基本参数都是经过多年实践积累得出的科学数据。如果没有这些准确数据，设计人员无法取值、无法设计，施工人员无法实际操作。还有这种新产品添加了外加剂后有什么副作用？能否达到水泥的效果？这些我们都没有看到具体的数据。

廉慧珍：

　　任何材料都有它的适用范围，不是放到什么地方都能用，有优点就有缺点，如果说不出它的缺点，就说明你的研究不到位。

吴兆正：

　　“凝石”绝对不可能取代水泥。水泥尤其硅酸盐水泥是国际上公认的具有百年以上历史，性能最优良的水硬性胶凝材料。“凝石”有意把胶凝材料和水泥混为一谈，严重地误导了业外人士。“凝石”至今没有建材、建筑工程专家的技术鉴定，无材料性能和工程使用单位的权威认定。“凝石”目前实际上还是“三无产品”，一无产品标准，二无使用定位，三无生产质量控制措施。在这样的情况下，竟准备建厂大量生产并在结构工程中推广使用，其后果将是十分严重的。

谢  泽（中国建材工业协会科教委副主任  教授级高工）

　　“凝石”是一种胶凝材料，可用在一些特定的范围内，由于它性能上的局限性，使得它不可能广泛应用于建筑工程，所以不可能取代水泥。这类胶凝材料无论是历史上，还是现在都有很多人在研究，不能说是新发明。科学研究是一项严谨的艰苦的工作，来不得半点虚伪和夸大。

黄书谋：

　　水泥是一种工程结构材料，已有180多年历史，形成了一套规模生产标准、应用标准规范。若要代替它必须满足两个大前提，一是应对各种条件下的使用性能进行长期稳定性试验，用数据证明其用途；二是废渣成分复杂，且不可控制，某一激发剂对某种废渣可能会产生强度并可应用，但并不等于其他废渣甚至同一废渣而成分不同的就都可以应用。由于施工条件很敏感、苛刻，故施工性能也阻碍这类胶凝材料的通用性。如果没有具有说服力的数据，要取代水泥尚为时过早。

焦点之三：“凝石”技术能大面积推广应用吗？

廉慧珍：

　　“凝石”产品的均质性如何，这是个大疑点。矿渣与粉煤灰随其成分的变化，性能差别很大，此类产品有其适合应用的范围和条件，并不能用于结构工程。任何一种胶凝材料都有其优势和弊端，我们使用不同的胶凝材料时，都会用其利避其弊。清华大学土木工程系建材教研组绝大多数人都同意我的这个观点。碱硫激发矿渣为什么经历几十年至今得不到推广，就是质量的不稳定和弊端决定了其不能推广的命运。“凝石”产品已生产出了3000吨，但现在还都放在库房里。为什么没卖出去？原材料决定了其质量波动大，必须有大量的工程实验数据及做构件实验的基础上才能考虑其在结构工程中使用。

吕祖良（中国水泥制品协会会长　教授级高工）：

　　几个月前，他们（“凝石”推广部的人）找过我，请我介绍水泥制品厂与他们合作。我听了他们对产品的介绍，回答：一、“凝石”要有标准，没有标准的东西，行业不能使用；二、据介绍，“凝石”才研制出一两年，要想制订行业标准还为时尚早。我同时告诉他们，水泥制品是要经得住时间考验的，水泥压力管使用寿命埋在地下50年不能坏，“凝石”有这种检验结果吗？没有这种检验我们怎么敢用？“凝石”要推广还必须在实践中检验。

何星华：

　　从“凝石”的研发和应用情况来看，实际上现在还处于科研试验阶段，远远谈不上推广。比如它有没有在恒温恒湿实验室条件下做过收缩徐变量的实验？据我所知，标准的恒温恒湿实验室全国都没几家，我们院的实验室可以说是国内最好的之一，但我们从来没有做过“凝石”的测试。再有，工业废渣本身的性质差异非常大，怎么能什么废渣拿来添加上所谓“成岩剂”就成了用于建筑的产品呢？如果“凝石”要作为结构材料，对于施工部门来说，一是没法用，无标准可依；二是不敢用，因为没有科学的、实践证明的数据。

姚　燕：

　　在工程使用上，碱激发材料会产生很多问题。在“九五”国家攻关项目中，苏州混凝土研究院为了用此类材料制造下水管，专门研究了缓凝剂。另外，碱激发材料碱度高，腐蚀性大，不易施工。

　　水泥已发明一百年以上了，至今科技工作者仍在不断深入研究其各项性能，以满足各种不同工程的需要。目前材料结合工程界所见到和了解到的“凝石”的材料研究数据和工程数据不多，“凝石”要想大规模生产应用，应当请院所和工程单位进行大量的试验和实践，经过一定的时间，积累数据，才有可能逐步推广。

颜碧兰（全国水泥标准化委员会秘书长　教授级高工）：

　　在国家标准制定方面，一项新材料特别是涉及国家财产和人民生命安全的建筑材料国家标准的制定，不是个简单的问题，不仅需要有包含材料长期性能及耐久性的系统研究，还需要有一定量的产量和用量，要有工程实例，要有许多相关的科研院所、生产及应用企业的试验验证数据。目前，“凝石”的产量很少，缺乏工程上的应用数据，所提供的试验研究数据也不多，因此以“凝石”目前的工作基础制定国家标准是不适宜的。

黄书谋：

　　“实践是检验真理的惟一标准”。从当前情况看，“凝石”技术尚不规范（包括生产和应用技术），而且应用上时间也太短，有些结论恐怕不宜下得太早。故请研究者多做些脚踏实地的研究，拿出科学数据和令人信服的事实。

焦点之四：媒体的一些不确切的报道，会产生哪些严重后果？

廉慧珍：

　　我认为，存在的不一定都合理，外国的不一定是真理，专家的不一定全正确。对新产品不能过度炒作，前几年“水变油”也曾被媒体大炒，外国人也曾炒作过碱激发高岭土，但最终事实证明这些发明是错误的。

吕祖良：

　　我想“凝石”是利用了现在的大环境才炒作起来的：一是循环经济、二是水泥结构调整、三是节约型社会的机会。如果我们不以科学态度正确对待，后果将不堪设想。

吴兆正：

　　 “凝石”在研究阶段就进行大面积推广是不负责任的，会严重误导生产者和使用者。这违背了建材行业“生产为使用服务，材料为工程安全负责”的宗旨。如此宣传“凝石”，已经超出学术研究范围，是一种商业炒作行为，目的是为了争取投资，获得经济利益。我在去“凝石”工厂调研和查阅“凝石”专利材料后发现，“凝石”应属于一种胶凝材料，其在应用方面有很大的局限性，根本无法替代水泥产品。

黄书谋：

　　就材料科学领域而言，一些技术术语均有其规范的用法或约定俗成的含义，但见诸报端的有关“凝石”的技术用词却很不规范，譬如什么“微晶二元胶凝材料”、“阳体”、“阴体”、“变干法为湿法”等等。既然“凝石”是一种“比水泥应用还广泛”，“作为中国独家拥有的、具有自主知识产权的”成果，我们希望尽快看到发明者的理论创新和技术创新之所在。遗憾的是，至少在目前，我们还没有检索到和发现研究者在国内外有关科技杂志上发表过的在该领域具有“使中国在世界同类产业中走到前面”的、学术水平被同行专家学者普遍认可的理论性文章。大家目前所能看到和读到的只有商业性宣传和新闻炒作类文章。这些文章的内容与理论创新和技术创新的要求是风马牛不相及的！

焦点之五：我们应该采用什么样的科学态度对待“凝石”？

潘东辉（中国硅酸盐学会副理事长  教授级高工）：

任何科学发明或技术创新都有基本规律，而一项新的成果是否成功，检验的标准惟有通过大量工程应用的实践考验。广告是促销的一种手段，但在市场经济体制成熟的国家，消费者对广告的作用和产品的实际性能是能够甄别的。

吴兆正：

　　材料科学是实验科学，是一门以可重复的科学实验数据为依据的科学。无论是什么理论，最终都要以科学实验数据来验证。一种新产品的出现，需提供出这种材料的安全性、稳定性、环保性、共容性、可控性等科学的实验数据。要考查这种材料的是否具有长期强度，是否会渗出有毒有害物质，是否危害其他材料，是否能满足施工等性能要求。要用公认的方法，有权威性的实验过程。

　　作为材料方面的专业人员，我们有责任向公众讲明道理，把材料专家的意见告诉大家，用科学的态度来阐明观点，不要用商业炒作来误导广大生产者和使用者。当然，“凝石”作为胶凝材料并非没有用途，它可以满足某些工程的特殊需要，在部分工程中可以使用，但不能用作通用性结构工程材料。

吕祖良：

　　我们不是一概否定这种胶凝材料，但凝石要用作建筑的结构材料或地下管道，那是百年大计，没有标准是根本不行的。

廉慧珍：

　　地质造岩是经历亿万年地质变迁而形成的岩石，现在一些研究者所谓的成岩剂、造岩运动，即“凝石”造岩是在常温常压条件下“冷操作”生成的，既节省能源，不排放二氧化碳、湿磨、无粉尘、不污染环境、强度又能超过水泥，吃渣量最高达90%～95%。这种“凝石”的凝固剂究竟是什么？“凝石”的胶凝机理是什么？一定要搞清楚。研究新成果应该将成分、机理表达明白，但现在我没有看到。一般来讲，激发剂对混凝土的耐久性有影响，而且矿渣与粉煤灰其本身成分差别很大，这样的产品不能轻易地推广。比如复合水泥是由几种材料复合而成，而国家标准中对其所用材料也有检测要求，凝石水泥也应该对其原材料有要求。我建议，建材系统应通过杂志、报纸、电视广泛地向老百姓宣传，以正视听，维护科学的严肃性。

黄书谋：

　　既然“凝石”这种“新型建筑胶凝材料”依据的是“仿地成岩”的过程，是根据“岩石矿物学原理，通过材料设计等工序制备而成”的，那么就应遵循“成岩理论”，就应按岩石学或其他材料学方面的标准词汇来清晰地表述其内涵，而不能用似是而非的所谓“成岩剂”、“凝石”等概念来表述。众所周知，根据岩石结构、岩石构造和岩石化学成分及生成方法，岩石可分为不同类别。不知“凝石”应归于何类？

电话连线有关专家

　　座谈会后，记者又分头通过电话采访了几位出差、开会或在外地没能参加座谈会的专家。

杨南茹（南京工业大学教授）：

　　最近10余天，对清华大学孙恒虎教授发明的“凝石材料”引起多方面的关注，媒体也炒得很热闹。对此，我也谈点看法。

　　第一，从已发表的材料和实验数据看，“凝石”是一种性能较好的胶凝材料，它的生产工艺、过程、原料以及某些性能与硅酸盐水泥确有不同，本人在2004，NO.3《水泥技术》杂志上P11～17的文章“一类新的胶凝材料”中已阐述得比较清楚，在此不多赘述。

　　第二，从孙教授的凝石材料（即二元化湿水泥……）看，他所谓的“阴体”就是各种工业废渣，而“阳体”就是各种含碱物质。因此，它实际上就是碱激发胶凝材料，完全没有新意，当然也谈不上新发明。但是，“凝石材料”若作为商品名称是可以的。而孙教授将岩石的“地球化学”成因理论用于解释“凝石”的形成，还有待于进一步探讨。作为一种理论，应当有更深入、系统和确切的研究，并有充分的实验依据。

　　第三，由于所用的原料是各种工业废渣、尾矿，其化学成分、矿物成分以及结构差别很大，大体上可分为含钙（CaO）高的和含钙低（甚至没有）的，它们在激发处理工艺、性能上都会有很大的差别。即使是同种废渣，由于产地、来源不同，组成也有差别，生产工艺和控制就不可能像硅酸盐水泥那么规范。

　　第四，根据碱胶凝材料的特点，最好要做更仔细的性能实验，以用于小工程和一些有特殊要求的工程中为好，目前还未达到大量推广的程度。

　　第五，希望有关方面对这种材料的历史和国内外研究、应用的现状作较全面的了解。就国内看，做这方面工作的单位不下30家，且有不少应用的实例试验，但没有像孙教授那么快将其推向产业化。2004年11月曾在南京召开了第一届全国化学激发胶凝材料的研讨会，论文集将于今年9月正式出版，从中可知一斑，这样宣传报道就会更实事求是、更恰当。

阎培渝（清华大学土木系教授　博士）：

　　凝石材料，应该说属于碱激发胶凝材料中的一类，或者范围再大些，属于化学激发胶凝材料中的一类。说凝石能够“终结混凝土时代”是不确切的。新闻报道称凝石为“人造石”。而在土木工程界，混凝土一直被称为“人工石”，为此还专门造了一个汉字：砼，表示人工石。凝石在此借用了混凝土的定义。凝石取代水泥，仍然是用于制备混凝土，怎么可能终结“混凝土时代”？这在逻辑上是矛盾的。混凝土在可以预见的未来一段时间内，仍然是性能优越的大宗结构工程材料，是不可取代的。凝石作为胶凝材料，用于修建地坪、道路，生产混凝土制品等是可以的，但目前不可能完全取代硅酸盐水泥。

　　就凝石技术目前的情况来看，距大面积推广还有很大距离。这是因为该技术在推广应用以前，首先应提供凝石材料本身的各项性能参数，其次要提供凝石制备的混凝土的各项性能参数，在用于实际工程时，还必须提供凝石混凝土用于各种结构形式时的性能数据。在目前的阶段，这些数据都不具备，因此还有许多工作需要做。

　　应该说，凝石技术与上世纪五六十年代对碱激发胶凝材料的研究还是有所不同的。根据我们对蓝资公司送来的凝石材料样品所做的的水化热实验，该样品的早期水化放热速率和总放热量不大，这与传统的碱激发胶凝材料的性质有所不同。

目前凝石技术的实验数据资料尚不够完备，凝石材料依据的“仿地成岩”理论仅是一个未经证明其正确与否的假说，反应物与反应产物都没有确认，因此对其下定论业为时过早。

徐有邻（中国建筑科学研究院结构所所长、教授）：

　　新产品的出现是好事情，但是对于新产品的认定和推广，首先必须要有大量的实验数据，要有权威部门鉴定报告，而对于标准规范的制定而言，除上述条件外，还必须有第三方见证实验，要有多方实验数据，还要有大量的工程应用实例。只有制定了标准规范才有可能大面积推广应用，因此，从目前该技术所宣传的情况来看，距推广应用还有很长的路要走。

专家文章

对“凝石”的看法

王燕谋

最近，《人民日报》、中央电视台都先后对“凝石”作了报道，中国水泥网还召开了“凝石”高峰论坛会议，这些宣传在中国水泥界一时间引起很大反响，许多人提出了疑问，一些小型水泥厂欲改产“凝石”作为摆脱困境的解决方案。在这种情况下，本人作为长期从事科研开发和工业管理的水泥工作者，感到有责任提出看法，供大家参考。

众所周知，硅酸盐水泥已有180年生产和使用历史，公认是安全可靠的当代建筑胶凝材料。全世界年产量有20多亿吨，我国年产量已达9亿多吨。然而，长期以来，人们仍在不断寻找性能更好、价格更低、生产时更能节省资源的新型建筑胶凝材料，向硅酸盐水泥发起阵阵挑战，这在社会进步史上是很正常的事，“凝石”研究本身也是无可非议的。

早在20世纪50年代，苏联人首先研究出碱矿渣水泥，此后，其他国家也相继投入力量开发这种水泥。碱矿渣水泥是用磨细粒化高炉矿渣与碱性激发剂配制而成，还可用钢渣、磷渣、粉煤灰和赤泥等部分或全部代替高炉矿渣，作为激发剂的有水玻璃、苛性碱和芒硝等。碱矿渣水泥具有很高强度，3天抗压强度达40~60MPa，28天抗压强度达70~90MPa，还有水化热低、抗渗和耐腐蚀性强等特性。这些性能对研究者具有很大吸引力。但是，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的解决，虽然已在一些工程上试用，但至今未能在建筑工程上推广。另外，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。目前，各国学者仍在对碱矿渣水泥进行深入研究，我国有些高等学校也在开展这方面工作。

中国建材研究院在1956年开始研究石膏矿渣水泥。这种水泥是由粒化高炉矿渣、硫酸盐激发剂石膏、碱性激发剂石灰或硅酸盐水泥熟料共同磨制而成。石膏矿渣水泥试验室28天抗压强度可达80~90MPa，生产条件下的28天抗压强度达50~60MPa，也具有水化热低、抗渗和耐腐蚀性能好等特点；1961年制订出该水泥的部分标准（JC31-61）；20世纪60年代，在武汉、成都和南昌等地进行过批量生产与使用。然而，这种水泥存在凝结慢、养护条件苛刻、性能波动大和大气稳定性差等问题。在武汉钢铁公司一个车间工程的建设中采用了石膏矿渣水泥作梁柱结构，建成后发现其表面起砂严重，大气稳定性差，不得不将该结构件拆除，造成了损失。粒化高炉矿渣是水泥生产的重要资源，用于硅酸盐水泥生产比石膏矿渣水泥更符合标准。自20世纪60年代末，石膏矿渣水泥在我国水泥生产的品种系列中，开始逐渐销声匿迹。

20世纪70年代，法国Davidovits教授开发出地土聚合水泥(Geopolymeric Cement)。这种水泥主要由天然或人工硅铝材料、碱性激发剂、促硬剂配制而成，有些情况下配以缓凝剂。硅铝材料主要是偏高岭土，还有的采用矿渣、粉煤灰和其他火山灰质材料等。碱性激发剂主要是碱金属、碱土金属的氢氧化物或氧化物，如NaOH、水玻璃等等。硬化剂采用硅灰、氟硅酸钠和低钙硅比的水化硅酸钙等。据介绍，地土聚合水泥４小时抗压强度能达20MPa，28天抗压强度可达100MPa；水化热低；收缩小；抗渗透和耐腐蚀性强，还有耐高温性能。在有关报道中看到，这种水泥已在一些特殊工程中试用，如用于耐腐管道、有害废弃物固化、建筑物保护层和抢修工程等等。但尚未在建筑承重结构工程上应用，还没有在建筑工程中推广。看来，地土聚合水泥尚在研究开发之中。据了解，包括中国在内的许多国家的实验室正在开展这方面的科学研究，个别企业已对这种水泥进行商业开发。至于研究与开发前景，是否能完全取代硅酸盐水泥，有待进一步探索研究的结果。

在中国，碱矿渣水泥、石膏矿渣水泥和地土聚合水泥等不采用硅酸盐水泥熟料而配制成的水泥，都统称为无熟料水泥。

根据本人所见到的技术资料，“凝石”是由冶金矿渣、粉煤灰和赤泥等工业副产品与激发剂配制而成，具有高强、高抗渗和耐腐蚀性强等特性，在组成和性能上都类似于上述无熟料水泥。需要特别指出的是，资料表明，“凝石”的试生产时间和试用期较短，尚缺少包括大气稳定性在内的长期耐久性数据。

建筑工程是百年大计，要按50~100年设计，水泥混凝土的长期耐久性十分重要，如果没有足够的耐久性数据，在建筑承重结构工程上绝不允许使用，在建筑工程上也不能推广。

本人认为，如果研究者没有解决“凝石”的长期耐久性问题，这种材料就无法完全取代硅酸盐水泥，就不能在建筑工程上推广。□

对“凝石”风波的看法

成希弼

近来一场“凝石”风波，震撼了建材行业的水泥专业界。这场风波起源于清华大学孙恒虎教授承担的“863”科研项目。由于其科研成果中创造了一些水泥专业界从未见过的、鲜为人知的名词，即所谓的“凝石”和“成岩剂”，并将科研成果上报国家有关部门，还通过媒体大肆宣传报导（包括人民日报2005年8月15日第十一版：“凝石有望终结“混凝土”时代”；中央电视台2005年8月12日新闻联播“我国研制成功新型建筑胶凝材料—凝石”等）。这场风波可谓声势浩大。据说已申请专利、报国家发明奖、有教育部主持成果鉴定，还得到一些非建材专业院士的支持。媒体报导声称：“凝石”是水泥工业带有革命性的新技术；它将取代水泥；“凝石”技术的出现，将可能意味着人类即将终结“混凝土时代”，即将迎来“凝石时代”。从这些报导看，其诱人之词，口气之大，令人震惊。如果真如这些报导所说，则不仅会震撼我国的水泥界，而且也将震撼国际的水泥界。如果这些报导是不实的，则将成为国内外水泥界的笑谈，而且在国际上还有损于我国科技界的声誉，有损于我国国家形象。

我作为一名从事水泥科研工作的工程技术人员，感到这确是一件大事，不能等闲视之。同时也很想了解一下“凝石”究为何物，可惜孙教授等“凝石”的发明创造者，对其科技成果甚为保密，很难得知“凝石”的底细。不过，作为水泥专业的科技人员，凭我的专业知识和通过向有关部门的了解，我还是掌握了“凝石”的一些实质。因此就想把我的看法说出来，与“凝石”创造者以及广大读者交流一下，如有不当之处，还望大家指出并商榷之。

根据我掌握的有关“凝石”的情况，以及凭我的专业知识，可以判断所谓的“凝石”，不是什么新品种胶凝材料（或称新品种水泥），它不过就是上世纪60～80年代国内外早已有的碱—矿渣水泥类型的胶凝材料，简称“ASC”（该水泥名称中的“矿渣”，主要是指粒化高炉矿渣，但也可以是其他工业废渣或其他活性材料，统称为碱—矿渣水泥）。孙教授所谓的“凝石”，实际上不过是将ASC改了一个名词而已，不是什么创造发明。上世纪60年代，由前苏联经过大量研究，获得成功。70年代以后曾在前苏联和欧洲的波兰、罗马尼亚、德国等国家逐渐形成生产力，进行工业性生产，并应用于某些实际工程。1980年在巴黎召开的第七届国际水泥化学会议上，前苏联学者发表文章，对这种材料作了重点介绍。1989年6月在挪威召开的第三届国际矿渣、粉煤灰和硅灰综合利用会议上，有近30篇文章报导了这种材料的研究和应用情况，认为它具有强度高、抗渗性和耐蚀性均好的特性，并具有成本低和节能等特点。

我国自上世纪60年代以来，曾进行过ASC研究的单位，先后有中国建筑材料科学研究院、冶金部建筑研究总院、北京市建工局研究所、武汉建研所、南京化工学院、武汉工业大学、同济大学、华南理工大学等。2004年南京工业大学、华南理工大学在深入研究ASC的基础上，召开了“化学激发胶凝材料研讨会”，发表了36篇论文，以材料四要素为依据，探讨了它的机理和应用，毫无保密地公开其科研成果。

综上所述，国内外学者对ASC做过大量科研工作，也有实际工程应用的实例，效果大都也是好的。因此，ASC﹙应该也就是孙教授所谓的“凝石”﹚作为一种胶凝材料，是可以生产和使用的。它具有某些优良性能，也有节能和成本低等特点，但同时也存在一些难以克服的缺点，例如碱骨料反应问题、干缩性大的问题、水泥本身有易吸湿的问题，对人身和设备有腐蚀的问题以及原材料﹙工业废渣﹚来源的局限性和成份不稳定的问题等。所以，它只能在特定时期、特定地区、特定工程等特定条件下使用，但它不可能广泛地长期推广生产和使用，当然它不可能取代通用水泥，更不可能成为水泥行业的一场革命。这样的观点是完全错误的，如果以这种错误观点大肆宣传报导，将是严重的误导，它将影响水泥工业的正常发展，后果是严重的。

孙教授提出的“成岩剂”，实际上应该就是水泥行业中统称的激发剂，也不是什么新技术新发明，不能将名称一改就又成了新技术新发明了。为了让孙教授等“凝石”创造者了解一些水泥专业知识，以下对激发剂作一简单介绍：水泥行业通常采用激发剂来激发火山灰质活性材料（例如粉煤灰、烧粘土、自燃煤矸石等）或潜在水硬性材料（例如粒化高炉矿渣、钢渣、粒化电炉磷渣、赤泥、增钙液态渣等），促使其进行水化，产生强度。激发剂可分为两类，亦即碱性激发剂（如石灰、水泥熟料、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、Na2SiO3等）和硫酸盐激发剂（如石膏、硬石膏、芒硝、明矾石以及含有SO42-成份的工业废渣等）。两类激发剂可单独使用，也可联合使用。采用不同品种及其掺量的激发剂和不同的工业废渣，就可以生产出不同品种的无熟料水泥或少熟料水泥。例如以碱性激发为主的石灰矿渣水泥、石灰烧粘土水泥；以硫酸盐激发为主，碱性激发为辅的石膏矿渣水泥、硫酸盐赤泥水泥；以硫酸盐激发和碱性激发并重的低热微膨胀水泥；以碱性激发为主、硫酸盐激发为辅的碱—矿渣水泥（ASC）。这些品种的水泥，除低热微膨胀水泥为我国首创，并于1979年获国家发明二等奖外，其他品种水泥都是国内外较为普遍研发和生产的品种。当时（上世纪60年代初）在我国通用水泥十分短缺的情况下，这些水泥曾为我国工业和民用建设起到一定作用和贡献。从性能上看，这些无熟料水泥和少熟料水泥，有些品种具有一些较好的性能，例如后期强度较高、抗渗性强、耐腐蚀性强、水化热低等；所以孙教授研发的“凝石”具有一些的优良性能，也是不足为奇的。

孙教授所谓的“凝石”应该就是ASC，采用的“成岩剂”应该就是水泥行业通称为激发剂，从对“成岩剂”进行的成份分析结果可知，不外是含有Ca2+、Na+、SO42-、或SiO32-成份的天然矿物或工业废弃物。所以“成岩剂”也算不上什么新技术新发明。

孙教授跨行业地搞非本人专业范畴的科研工作，当然是无可非议的，甚至还是应该提倡的。但问题在于不知是孙教授对建材行业专业知识的缺乏，还是有其他原因，在其科研成果中创造了似乎能标新立异的新名词“凝石”和“成岩剂”，并将其科研成果不切实际地上报有关部门，并借助媒体大肆宣传报导，从而引发了这场“凝石”风波。在此，将我的看法提出来，望孙教授能多多掌握建材行业知识，多听取建材行业专业人员的意见，不要再将这类科研成果不实地报导，并通过媒体大肆宣传，也望有关部门以及媒体能引起注意，不要再兴风作浪，并尽快平息这场风波为好。

资料链接：

凝  石：

　　以经过高温过程的固体废物或火山灰类物质为主要原材料（掺量大于90%，可不需要烧制水泥熟料），模仿火山灰大地成岩过程，经配方设计，配料计算制备而成的硅铝基水硬性胶材料称为凝石。凝石是一类可以在许多场合取代水泥，但又有着许多与传统水泥不同的优异特性的硅铝基胶凝材料体系。（摘自蓝资公司资料）

土聚物 (土壤聚合物)：

　　是一种新型的无机聚合物，其分子链由Si，O，Al等以共价键连接而成，是具有网络结构的类沸石，对重金属有较强的固定作用。土聚水泥(土壤聚合水泥)：是一种高性能的碱激活水泥，是一种不同于普通硅酸盐水泥的新型胶凝材料，因其水化产物中含有大量与一些构成地壳物质相似的化合物——含硅铝链的“无机聚合物”而得名。

地聚合物

　　是以偏高岭土和碱激发剂为主要原料，采用适当工艺，在低于150℃下甚至常温条件下养护，通过溶解——单体重构——聚缩反应得到的一种新胶凝材料。（摘自：《第一届全国化学激发胶凝材料研讨会论文集》第244页）

　　是由地球化学作用或地质合成作用而形成的矿物聚合物。这一概念发展到现在则包括了所有采用天然矿物或固体废弃物制备成的以硅氧四面体和铝氧四面体聚合而成的具有非晶态和准晶态特征的三维网络凝胶体。（摘自：网络）

无熟料水泥

　　一般指不需经过煅烧工艺而制成的水硬性水泥。将具有一定火山灰活性或潜在水硬性的材料（如粒化高炉矿渣、粉煤灰、煤矸石等火山灰质混合材料）和碱性激发剂（如石灰、硅酸盐水泥熟料）或硫酸盐激发剂（如石膏），按适当比例配合，共同磨细而成。是石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、石灰火山灰质水泥等的总称。这类水泥一般标号较低，但生产工艺简单，原料可就地取材，是工业废渣的综合利用，具有一定经济价值。

　　——摘自《硅酸盐辞典》344页（中国建筑工业出版社1984年6月第一次出版）

专家简介

杨南茹  女，1930年生，1952年南京大学化学系毕业，水泥化学专家，南京工业大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，中国硅酸盐学会水泥专业委员会委员，长期从事无机非金属材料物理化学和水泥化学的教研工作，自80年代中就研究碱胶凝材料，并于2004年策划组织了全国第一届化学激发胶凝材料研讨会。多次主持重大的应用基础理论研究课题，在“低温合成粉煤灰水泥”研究中，首先提出用水热合成工艺经低温煅烧制备活性β—C2S，为低温合成粉煤灰水泥做进行理论阐述。该研究成果1982年获水电部科技进步一等奖。

廉慧珍  女，1933年生，清华大学教授，多年从事水泥混凝土科学技术和工程的研究与应用工作。著有《建筑材料化学》、《建筑材料》、《土木工程材料》、《建筑材料物相研究基础》、《高性能混凝土》等著作，近期在国内外发表水泥、混凝土类论文数十篇。

姚  燕  女，1982年毕业于上海同济大学建筑材料工程系，现任中国建筑材料科学研究院院长，教授级高级工程师，博士生导师。兼任中国建筑材料工业协会副会长、建设部新型建材制品应用技术专家委员会副主任、国家建筑材料工业科技教育委员会副主任、中国水泥协会副会长、中国水泥制品协会副会长、中国硅酸盐学会水泥分会主任、中国材料研究学会青年委员会常务理事、中国建筑学会建材分会副主任，中国混凝土外加剂协会副理事长等。目前为上海同济大学、武汉理工大学、北京工业大学兼职教授。

主要从事高性能混凝土、混凝土外加剂、混凝土耐久性及相关材料的研究与开发工作，近年来主要研究方向为混凝土耐久性。作为项目负责人或负责人之一完成科研项目近20项。主持国家“九五”重点科技攻关项目“重点工程混凝土安全性的研究”、国家“十五”重点科技攻关项目“新型高性能混凝土及其耐久性的研究”。国家重大基础研究项目“高性能水泥制备和应用的基础研究”课题负责人，国际合作项目“高性能混凝土的研究”项目负责人。所完成研究成果获得部级科技进步奖9项，发表论文近40篇。

成希弼（1927.11-），男，教授级高级工程师。

1955年毕业于南京工学院化工系水泥专业，毕业后长期在中国建筑材料科学研究院从事科研工作。曾任中国建筑材料科学研究院水泥品种室副主任和主任工程师，中国建筑材料科学研究院科技委委员，中国硅酸盐学会专家组成员，中国金属学会冶金环保学会冶金渣综合利用专业委员会委员，中国冶金渣开发利用协会理事，四川建材学院兼职教授，中国建材协会钢渣分会顾问，长江三峡科委特邀专家。

现受聘于中国建筑材料科学研究院水泥新材所和国家水泥质量监督检验中心，为三峡工程监理中热水泥质量。

1993年10月1日开始获国务院颁发的政府特殊津贴。

主要业绩：

长期从事工业废渣利用和特种水泥的科研工作，作为项目负责人的科研成果中，“低热微膨胀水泥”获国家发明二等奖；“用于水泥中活性混合材料”获国家科技进步三等奖；其他如窑灰、磷渣、增钙液态渣以及砌筑水泥等研究获国家建材局科技成果三至五等奖；负责制订“中热和低热矿渣水泥”、 “低热微膨胀水泥”、“砌筑水泥”、“用于水泥中的粒化高炉矿渣”、“用于水泥中的粒化电炉磷渣”等国家标准，以及“用于水泥中的回转窑窑灰”、“磷渣硅酸盐水泥”等行业标准，均获国家建材局科技成果三至五等奖。

主要著述：

1. 论文：在“硅酸盐学报”和“水泥”等杂志上发表论文多篇；

2. 编著书籍：“特种水泥的生产和应用”1994年建工出版社出版；“水泥的制造和利用”中的第十六章工业废渣的利用，1994年山东科技出版社出版；工业污染治理技术丛书：“工业废渣建筑材料”中的第四章，1992年中国环境科学出版社出版。

陈益民　杰出青年科学家

　　1985年浙江大学硕士研究生毕业。1994年获博士学位，1997年受聘为成绩优异高级工程师，1998年受聘为博士生导师。现任中国建筑材料科学研究院科学技术委员会副主任、院学位委员会副主任、水泥基材料科学重点实验室首席专家、中国水泥化学专业委员会主任委员。

　　多年来，一直从事水泥和混凝土物理化学的研究。主编出版专著一部，在国内外刊物上发表论文百余篇。作为第一发明人获授权专利4项，作为第一负责人承担2项国家自然科学基金项目、1项国家自然科学基金重大项目（专题）、8项建材行业基金项目、2项国家重点技术创新项目、1项国家科研院所技术开发专项基金项目、1项国家经贸委企业创新项目，数10项横向委托项目。目前任国家重点基础研究规划项目（973）“高性能水泥制备与应用的基础研究”首席科学家。国务院特殊津贴获得者。

阎培渝  清华大学土木水利学院建材研究所所长，教授，博士生导师，《建筑材料学报》 编委，中国硅酸盐学会水泥分会理事，中国建筑学会建筑材料分会委员，中国土木工程学会混凝土与预应力混凝土分会高强与高性能混凝土委员会副主任委员兼秘书长，主要研究领域为新型胶凝材料及其制品，高性能混凝土，混凝土耐久性，最近5年发表学术论文20余篇。

徐有邻  中国建筑科学研究院结构所研究员，建筑结构设计规范编写组组长，中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会主任委员，清华大学、同济大学、浙江大学等高校的客座教授。1966年、1981年、1990年分别毕业于清华大学土建系、结构理论研究班及研究生院，获工学硕士、工学博士学位。长期从事混凝土结构基本理论及工程应用的研究并参加了有关标准规范的编制、修订工作。涉及钢筋与混凝土粘结锚固、混凝土结构用钢筋的优化、混凝土结构的裂缝控制、建筑结构构件的试验检验、预制构件及叠合结构的工程应用、混凝土施工质量验收的研究等领域。参与、主持了《混凝土结构设计规范》、《建筑工程施工质量验收统一标准》、《混凝土结构施工质量验收规范》等国家标准及一系列行业、协会标准的修订工作，并负责组织混凝土结构规范的科学研究及下一轮混凝土类规范的编制工作。在国内外会议、期刊发表论文近200篇，专著4本。曾多次获国家、部级科技进步奖。

隋同波：工学博士，教授，2000年担任硕士导师。现任中国建材研究院院长助理、水泥与新型建材所兼环境工程研究所所长，同时还担任的主要学术职务有：中国硅酸盐学会水泥分会秘书长、联合国工发组织国际材料技术促进中心副主任、中国材料学会青年委员会副秘书长、北京硅酸盐学会副理事长、北京硅酸盐学会水泥专业委员会理事长。多年来一直从事特种水泥、新型胶凝材料以及外加剂的研究开发工作。他主持负责和完成国家“九五”科技攻关、“十五”国家科技攻关、十五“863”、“973”重大基础研究课题等国家级项目5项。迄今发表论文40余篇，参与编写论著3部，申请国家发明专利3项，获实用新型专利1项。他主持完成的“安全性混凝土新型胶凝材料的研究”曾获科技部、国家计委、国家经贸委、财政部“九五”攻关优秀专题项目；高贝利特水泥的研究获省部级新产品一等奖。

潘东辉：1982年毕业于清华大学化学与化学工程系，教授级高工。现任中国硅酸盐学会副理事长、国家建材工业协会科教委副主任。

吕祖良：1962年毕业于同济大学建筑工程系，教授级高工，1976年前在中国建材研究院从事科研工作，后调建筑材料工业部，先后从事科研和教育管理工作，任副司长、司长等职。现任中国建材工业协会科技教育委员会副主任、中国水泥制品协会会长、中国高教学会常务理事等职。

谢  泽：教授级高工。曾任中国建材研究院水泥新技术研究室副主任、主任，国家建材局科技司司长职务，现任国家建材工业科技委员会副主任。社会兼职主要有中国科技促进经济发展基金会咨询专家，国家科技进步奖评委，《国家科技成果重点推广计划》评审组专家，中国新型干法水泥研究会常务理事。

吴兆正：1953年毕业于华东化工学院化工系，教授级高工。曾承担水泥方面的科研项目20多项，获国家科技进步一等奖、三等奖，科技大会奖等奖励多项。享受国务院特殊津贴，曾任原国家建材局科技司副总工程师、硅酸盐学会副秘书长、中国建材集团公司总工程师等职，现任中国建材协会科教委常委。

黄书谋：1958毕业于南京工学院化工系硅酸盐工学专业，原国家建材局副局长，第八、九届全国政协委员，现任中国建筑材料工业协会科技教育委员会主任。