智(zhi)程(cheng)洋(yang) 智(zhi)廣(guang)詢 智(zhi)程(cheng)程(cheng) 智(zhi)程(cheng)琳 智(zhi)程(cheng)龍
洛陽(yang)綠(lv)筑(zhu)建(jian)筑(zhu)材料有(you)限公司 河南洛陽(yang) 471000
摘(zhai)要(yao)：隨著人們環(huan)(huan)保意識的(de)(de)提升，道路用環(huan)(huan)保膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)的(de)(de)研究與(yu)開發受(shou)到高度重(zhong)視(shi)。廢(fei)棄物的(de)(de)處置(zhi)與(yu)資源化是一個迫切需(xu)要(yao)解決的(de)(de)問(wen)(wen)題，將工業副產品、建筑廢(fei)棄物、城市生(sheng)(sheng)活垃圾(ji)等(deng)固廢(fei)轉變成“綠色膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)”，既能有(you)效地解決垃圾(ji)堆放問(wen)(wen)題，又能代替(ti)一些傳統材(cai)料(liao)，減(jian)少(shao)資源消耗，減(jian)少(shao)對環(huan)(huan)境的(de)(de)污染。將固體廢(fei)棄物基綠色膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)用于道路，既可(ke)改善道路質量，又可(ke)提升其耐(nai)久性與(yu)強(qiang)度，具(ju)有(you)廣泛(fan)的(de)(de)應用前(qian)景與(yu)經(jing)濟(ji)價(jia)值。基于此，本文探討了一種硅鋁(lv)(lv)基再(zai)生(sheng)(sheng)膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)及其制備方(fang)法；涉及硅鋁(lv)(lv)基再(zai)生(sheng)(sheng)膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)技術領(ling)域；解決現有(you)技術中(zhong)的(de)(de)硅鋁(lv)(lv)基再(zai)生(sheng)(sheng)膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)早期強(qiang)度不夠的(de)(de)問(wen)(wen)題；所述(shu)硅鋁(lv)(lv)基再(zai)生(sheng)(sheng)膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)由(you)以下組(zu)分制成：硅鋁(lv)(lv)基膠(jiao)40％ 50％，超高細礦渣(zha)粉5 15％，無害(hai)化二(er)次鋁(lv)(lv)灰(hui)渣(zha)粉20 30％，添(tian)加劑15 25％；所述(shu)硅鋁(lv)(lv)基再(zai)生(sheng)(sheng)膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)早期強(qiang)度較高，且(qie)含碳量低，符合綠色膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)的(de)(de)要(yao)求(qiu)。
關(guan)鍵詞(ci)：道路用固廢基；綠色(se)膠凝材料(liao)；研發
道路用(yong)(yong)(yong)固廢基綠色膠凝(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)是(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)物(wu)(wu)理和(he)化(hua)(hua)學作用(yong)(yong)(yong)下，將(jiang)塑料(liao)(liao)漿(jiang)體轉(zhuan)變為(wei)硬質固體，并與其他材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)結合(he)形成具有(you)一定強度的(de)(de)(de)(de)復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。主要包括硅(gui)(gui)酸鹽水(shui)(shui)泥(ni)(ni)、石灰、石膏以(yi)(yi)及硅(gui)(gui)鋁(lv)基的(de)(de)(de)(de)再生膠凝(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。雖然(ran)硅(gui)(gui)酸鹽水(shui)(shui)泥(ni)(ni)對現代建筑環(huan)境有(you)重大(da)影響，但(dan)同時也(ye)是(shi)(shi)(shi)大(da)氣中(zhong)(zhong)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)主要排(pai)放(fang)源。根(gen)據(ju)IEA的(de)(de)(de)(de)估算，單是(shi)(shi)(shi)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)工業，就(jiu)造成了全(quan)世界大(da)約7%的(de)(de)(de)(de)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)排(pai)放(fang)量。這使(shi)得水(shui)(shui)泥(ni)(ni)工業成為(wei)繼(ji)鋼鐵(tie)業之(zhi)后(hou)(hou)，全(quan)球第二(er)大(da)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)排(pai)放(fang)行(xing)業。“低(di)碳(tan)(tan)經濟”這一術(shu)語自從2009年在(zai)(zai)哥本(ben)哈根(gen)舉(ju)行(xing)的(de)(de)(de)(de)聯合(he)國(guo)氣候變化(hua)(hua)大(da)會上就(jiu)已經被提上了議事(shi)日程(cheng)(cheng)(cheng)，“低(di)碳(tan)(tan)”在(zai)(zai)環(huan)境保(bao)護方面的(de)(de)(de)(de)重要性(xing)早已深入人(ren)心(xin)，但(dan)作為(wei)一種不可(ke)(ke)缺(que)少的(de)(de)(de)(de)建材(cai)(cai)(cai)——預(yu)拌混凝(ning)(ning)(ning)土，“低(di)碳(tan)(tan)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)”的(de)(de)(de)(de)出現可(ke)(ke)以(yi)(yi)說是(shi)(shi)(shi)它今后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)“一片春天(tian)”。低(di)碳(tan)(tan)膠凝(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)是(shi)(shi)(shi)指通(tong)過對膠凝(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)過程(cheng)(cheng)(cheng)進行(xing)改造，達到減(jian)少膠凝(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)生產(chan)、使(shi)用(yong)(yong)(yong)過程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)排(pai)放(fang)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。低(di)碳(tan)(tan)膠凝(ning)(ning)(ning)復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)可(ke)(ke)使(shi)碳(tan)(tan)排(pai)放(fang)降低(di)50%以(yi)(yi)上，獲(huo)得高品(pin)質和(he)長使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命的(de)(de)(de)(de)膠凝(ning)(ning)(ning)復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。硅(gui)(gui)鋁(lv)基再生膠凝(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)以(yi)(yi)天(tian)然(ran)礦物(wu)(wu)、固廢和(he)人(ren)造硅(gui)(gui)鋁(lv)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)為(wei)主要原料(liao)(liao)，合(he)成出三維網絡結構的(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)鋁(lv)基可(ke)(ke)再生膠凝(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，其制(zhi)備(bei)過程(cheng)(cheng)(cheng)可(ke)(ke)實現廢棄物(wu)(wu)資源化(hua)(hua)，減(jian)少碳(tan)(tan)排(pai)放(fang)，符合(he)低(di)碳(tan)(tan)膠凝(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)需求。
一、綠色膠凝材料的組分
（一）硅鋁基膠
硅(gui)(gui)鋁基膠是(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)種(zhong)以硅(gui)(gui)和(he)鋁為主的(de)(de)無機物質(zhi)，其中(zhong)(zhong)化(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)分決定了(le)其耐高(gao)(gao)溫、耐化(hua)(hua)(hua)學(xue)侵蝕(shi)能力(li)強(qiang)、耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)好等特(te)點(dian)。硅(gui)(gui)鋁基膠的(de)(de)生產工(gong)藝包括原(yuan)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)選(xuan)擇、配比、攪(jiao)拌(ban)和(he)高(gao)(gao)溫燒(shao)成(cheng)(cheng)(cheng)[1]。首(shou)先，原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)選(xuan)擇是(shi)非常重要(yao)的(de)(de)，一(yi)(yi)(yi)(yi)般選(xuan)擇富含(han)硅(gui)(gui)、鋁的(de)(de)高(gao)(gao)嶺土(tu)和(he)膨潤土(tu)等礦(kuang)物，并將其粉碎，然后(hou)再(zai)進(jin)行下一(yi)(yi)(yi)(yi)道工(gong)序。材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)配比的(de)(de)科學(xue)與(yu)(yu)否，對(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)綜合性(xing)(xing)能有著重要(yao)的(de)(de)影響，合理的(de)(de)硅(gui)(gui)鋁配比可(ke)以有效地改善材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)強(qiang)韌性(xing)(xing)和(he)耐久(jiu)性(xing)(xing)。在(zai)攪(jiao)拌(ban)過(guo)程中(zhong)(zhong)，必須掌握各(ge)成(cheng)(cheng)(cheng)分的(de)(de)均(jun)勻度，才(cai)能使(shi)物料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)綜合性(xing)(xing)能保持一(yi)(yi)(yi)(yi)致性(xing)(xing)。高(gao)(gao)溫燒(shao)成(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)硅(gui)(gui)-鋁基膠粘(zhan)劑制備過(guo)程中(zhong)(zhong)最(zui)重要(yao)的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)步，其燒(shao)結(jie)溫度及時間對(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)組織及宏觀力(li)學(xue)性(xing)(xing)能有重要(yao)的(de)(de)影響。硅(gui)(gui)鋁基膠在(zai)使(shi)用時，可(ke)與(yu)(yu)礦(kuang)渣、鋁粉等其他組分發生化(hua)(hua)(hua)學(xue)作(zuo)用，生成(cheng)(cheng)(cheng)高(gao)(gao)強(qiang)、耐久(jiu)的(de)(de)固化(hua)(hua)(hua)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)。該(gai)復合膠凝材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)既可(ke)滿足道路(lu)(lu)施(shi)工(gong)對(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)強(qiang)度、耐久(jiu)性(xing)(xing)等方面的(de)(de)需(xu)求，又可(ke)有效降低(di)傳統水泥生產中(zhong)(zhong)的(de)(de)CO2排放量，且環境(jing)友好[2]。硅(gui)(gui)鋁樹脂在(zai)公路(lu)(lu)工(gong)程中(zhong)(zhong)的(de)(de)廣泛使(shi)用，既可(ke)提高(gao)(gao)公路(lu)(lu)施(shi)工(gong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)綜合性(xing)(xing)能，又可(ke)促進(jin)建材(cai)(cai)(cai)工(gong)業向綠色轉變，具有重大的(de)(de)社會效益(yi)(yi)與(yu)(yu)經濟效益(yi)(yi)。
（二(er)）超高細(xi)礦(kuang)渣粉
超(chao)高(gao)(gao)(gao)細(xi)(xi)(xi)(xi)礦(kuang)(kuang)渣(zha)粉(fen)是一種(zhong)重要的綠色(se)膠凝(ning)(ning)材(cai)料組分，對材(cai)料性(xing)能的優(you)化(hua)(hua)具有(you)(you)重要意義。爐渣(zha)是高(gao)(gao)(gao)爐冶煉的副產物，經超(chao)細(xi)(xi)(xi)(xi)研磨后，可(ke)得到細(xi)(xi)(xi)(xi)小的爐渣(zha)。超(chao)高(gao)(gao)(gao)細(xi)(xi)(xi)(xi)礦(kuang)(kuang)渣(zha)粉(fen)由于(yu)其比表面(mian)大、活(huo)性(xing)高(gao)(gao)(gao)，可(ke)起到填充、激(ji)活(huo)等功能。超(chao)高(gao)(gao)(gao)細(xi)(xi)(xi)(xi)礦(kuang)(kuang)渣(zha)粉(fen)的充填效應(ying)(ying)可(ke)有(you)(you)效改善膠凝(ning)(ning)材(cai)料的致密性(xing)、降低(di)孔隙(xi)率，進而(er)提(ti)高(gao)(gao)(gao)膠凝(ning)(ning)材(cai)料的強(qiang)度與耐(nai)久性(xing)[3]。利(li)用(yong)(yong)(yong)超(chao)高(gao)(gao)(gao)細(xi)(xi)(xi)(xi)礦(kuang)(kuang)渣(zha)粉(fen)的激(ji)發效應(ying)(ying)，在(zai)膠凝(ning)(ning)體水化(hua)(hua)反應(ying)(ying)中生成的大量水化(hua)(hua)產物，可(ke)填補微細(xi)(xi)(xi)(xi)孔隙(xi)，進而(er)提(ti)升混凝(ning)(ning)土的密實度與強(qiang)度。超(chao)高(gao)(gao)(gao)細(xi)(xi)(xi)(xi)礦(kuang)(kuang)渣(zha)粉(fen)還可(ke)以充分利(li)用(yong)(yong)(yong)工(gong)業廢料，減少(shao)資(zi)源消(xiao)耗，減少(shao)CO2排(pai)放(fang)量，具有(you)(you)環(huan)境友好的優(you)點。將超(chao)高(gao)(gao)(gao)細(xi)(xi)(xi)(xi)礦(kuang)(kuang)渣(zha)粉(fen)用(yong)(yong)(yong)于(yu)膠凝(ning)(ning)材(cai)料，既(ji)可(ke)改善其物理性(xing)質，又可(ke)大幅提(ti)高(gao)(gao)(gao)其耐(nai)久、耐(nai)化(hua)(hua)學(xue)侵(qin)蝕能力(li)。尤其是將超(chao)高(gao)(gao)(gao)細(xi)(xi)(xi)(xi)礦(kuang)(kuang)渣(zha)粉(fen)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)于(yu)道(dao)路，可(ke)有(you)(you)效地延長路面(mian)使用(yong)(yong)(yong)年限(xian)，降低(di)養護(hu)費用(yong)(yong)(yong)，經濟、社(she)會效果顯著。
（三(san)）無害化二次鋁灰渣粉
二(er)次無(wu)害化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)(lv)灰(hui)渣粉對資(zi)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)收(shou)與(yu)環保有著十分(fen)(fen)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)意義。鋁(lv)(lv)(lv)灰(hui)是電解(jie)鋁(lv)(lv)(lv)生(sheng)產(chan)中產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)固體廢物(wu)，傳統的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)置方法為填埋、堆放(fang)，既浪(lang)費了(le)大量的(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)地(di)資(zi)源(yuan)，又(you)帶來(lai)了(le)二(er)次污(wu)(wu)染[4]。將(jiang)粉煤灰(hui)無(wu)害化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，可(ke)使其成(cheng)為環保膠凝(ning)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)組(zu)分(fen)(fen)，從(cong)而達到資(zi)源(yuan)回(hui)收(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。二(er)次處(chu)(chu)理(li)是一種(zhong)無(wu)害化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)灰(hui)渣粉處(chu)(chu)理(li)方式(shi)，它包(bao)括預處(chu)(chu)理(li)、分(fen)(fen)離(li)、凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)粉碎。首(shou)先(xian)，對鋁(lv)(lv)(lv)灰(hui)進(jin)(jin)行(xing)預處(chu)(chu)理(li)，消除(chu)其中的(de)(de)(de)(de)(de)重金屬(shu)、氟化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)等有害成(cheng)分(fen)(fen)，保證(zheng)其“無(wu)害化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)”。在此基礎上，對其進(jin)(jin)行(xing)分(fen)(fen)離(li)純化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，將(jiang)其有效組(zu)分(fen)(fen)進(jin)(jin)行(xing)萃取，獲得具(ju)有膠凝(ning)材(cai)(cai)料要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性質(zhi)。其次，對經處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)灰(hui)進(jin)(jin)行(xing)破碎，得到具(ju)有較(jiao)好(hao)分(fen)(fen)散、反應活性的(de)(de)(de)(de)(de)超細粉。最后，將(jiang)二(er)次無(wu)害化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)粉煤灰(hui)摻入到膠凝(ning)材(cai)(cai)料中，可(ke)明顯改(gai)善其抗壓、耐久、耐化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)侵蝕能(neng)力。由于鋁(lv)(lv)(lv)灰(hui)中富含Al、Si等元素，在與(yu)其他組(zu)分(fen)(fen)作用(yong)時(shi)，會產(chan)生(sheng)較(jiao)多的(de)(de)(de)(de)(de)水化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)產(chan)物(wu)，從(cong)而使其具(ju)有更高的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度和(he)密實度。采用(yong)二(er)次無(wu)害化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)灰(hui)渣粉，可(ke)以有效地(di)減(jian)少鋁(lv)(lv)(lv)灰(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)填埋，減(jian)少對環境(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染，從(cong)而達到節能(neng)減(jian)排(pai)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。
（四）添加劑
添(tian)加(jia)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是綠色(se)膠(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)(cai)料(liao)(liao)研究開發的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個重(zhong)要環節，不僅可(ke)以優化材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)，還(huan)可(ke)以使(shi)其具有(you)特殊的(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)(neng)。按性能(neng)(neng)可(ke)分(fen)為(wei)減(jian)(jian)水劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、引氣(qi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、緩(huan)(huan)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、早(zao)(zao)強(qiang)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和防(fang)(fang)水劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。每(mei)一(yi)種添(tian)加(jia)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)都有(you)各(ge)自的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)(li)和適用場(chang)合。如減(jian)(jian)水劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)有(you)效地(di)(di)減(jian)(jian)少用水量(liang)，改善(shan)(shan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作性能(neng)(neng)與強(qiang)度(du)。減(jian)(jian)水劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)能(neng)(neng)有(you)效地(di)(di)減(jian)(jian)少水的(de)(de)(de)(de)(de)用量(liang)，其主要機(ji)理(li)(li)(li)是通過(guo)改變水泥粒(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面電荷分(fen)布，削弱其對(dui)水的(de)(de)(de)(de)(de)吸附(fu)能(neng)(neng)力(li)。引氣(qi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是指在膠(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)(cai)料(liao)(liao)中摻(chan)入微細氣(qi)泡，從而(er)改善(shan)(shan)膠(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐凍(dong)(dong)性與耐久性。引氣(qi)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)主要作用是利用混凝(ning)(ning)土中的(de)(de)(de)(de)(de)微氣(qi)泡來減(jian)(jian)緩(huan)(huan)混凝(ning)(ning)土凍(dong)(dong)融時的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)應力(li)，達到增(zeng)強(qiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)耐久性的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。而(er)緩(huan)(huan)速劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、早(zao)(zao)強(qiang)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng)，可(ke)根據不同的(de)(de)(de)(de)(de)施工(gong)條件，調整材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)凝(ning)(ning)結(jie)硬化時間(jian)。緩(huan)(huan)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)使(shi)水泥的(de)(de)(de)(de)(de)初凝(ning)(ning)時間(jian)延長，便于長距離輸送及(ji)大體積混凝(ning)(ning)土的(de)(de)(de)(de)(de)施工(gong)；早(zao)(zao)強(qiang)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)以加(jia)速材(cai)(cai)料(liao)(liao)早(zao)(zao)期強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提高，以滿足(zu)建筑施工(gong)及(ji)應急搶險的(de)(de)(de)(de)(de)需要。防(fang)(fang)水劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是指通過(guo)改變材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)微結(jie)構來改善(shan)(shan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)致密性、抗滲性、阻(zu)濕性等(deng)，達到增(zeng)強(qiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)耐久性的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。通過(guo)合理(li)(li)(li)應用添(tian)加(jia)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，可(ke)以有(you)效地(di)(di)改善(shan)(shan)綠色(se)膠(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)項性能(neng)(neng)，從而(er)更好地(di)(di)適應各(ge)種工(gong)程的(de)(de)(de)(de)(de)需要。
二、制備原理
本(ben)文所述硅鋁基(ji)(ji)(ji)再生(sheng)(sheng)膠凝材(cai)料由以下組分(fen)制成：硅鋁基(ji)(ji)(ji)膠40％ 50％，超高細(xi)礦渣粉5 15％，無害化二次鋁灰(hui)渣粉20 30％，添加劑15 25％；所述硅鋁基(ji)(ji)(ji)再生(sheng)(sheng)膠凝材(cai)料早期強度較(jiao)高，且(qie)含碳量(liang)低，符合(he)綠(lv)色(se)膠凝材(cai)料的要求。
研究開發道路用固(gu)廢(fei)(fei)基(ji)(ji)綠色膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，對環(huan)保(bao)、經濟都有重大意義(yi)。它的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)機理(li)是以硅(gui)-鋁(lv)(lv)基(ji)(ji)膠(jiao)(jiao)(jiao)結(jie)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)（簡稱土(tu)聚(ju)合(he)物(wu)）的(de)(de)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)機理(li)為(wei)基(ji)(ji)礎(chu)的(de)(de)。地(di)聚(ju)合(he)物(wu)是以富(fu)含Al2O3、SiO2為(wei)主(zhu)要(yao)原料(liao)(liao)(liao)，經高(gao)堿性(xing)(xing)激發劑誘導，在(zai)其(qi)表面形成(cheng)(cheng)(cheng)三維網狀聚(ju)合(he)物(wu)結(jie)構，獲得高(gao)強、高(gao)穩定性(xing)(xing)的(de)(de)凝(ning)(ning)(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)(jiao)。礦渣粉由高(gao)爐冶煉后產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)副產(chan)物(wu)，其(qi)主(zhu)要(yao)成(cheng)(cheng)(cheng)分為(wei)硅(gui)酸鹽、硅(gui)酸鋁(lv)(lv)等(deng)熔融物(wu)。在(zai)淬(cui)火過程中，熔融物(wu)質會快速降(jiang)(jiang)溫并變成(cheng)(cheng)(cheng)粒(li)狀，并由此(ci)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)具有潛在(zai)膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)能(neng)(neng)力(li)的(de)(de)玻璃狀粒(li)子。摻入高(gao)堿性(xing)(xing)激發劑后，礦渣微粉能(neng)(neng)明顯改善膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)早(zao)(zao)齡期強度及耐(nai)久(jiu)性(xing)(xing)。在(zai)此(ci)基(ji)(ji)礎(chu)上，以二(er)次無害化鋁(lv)(lv)灰粉和鋁(lv)(lv)灰渣粉為(wei)主(zhu)體組分，與普通水(shui)泥助劑相結(jie)合(he)，研制(zhi)出(chu)鋁(lv)(lv)硅(gui)再生(sheng)(sheng)膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。鋁(lv)(lv)工(gong)業產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)二(er)次鋁(lv)(lv)灰、鋁(lv)(lv)灰粉等(deng)固(gu)體廢(fei)(fei)物(wu)，如不加以妥善處(chu)(chu)置，既浪費了大量的(de)(de)土(tu)地(di)資(zi)源，又(you)帶來了嚴重的(de)(de)環(huan)境污染。通過對其(qi)進行合(he)理(li)的(de)(de)處(chu)(chu)置與回(hui)收，可(ke)使其(qi)資(zi)源化，并作為(wei)一種(zhong)新(xin)型的(de)(de)高(gao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。所制(zhi)備的(de)(de)硅(gui)鋁(lv)(lv)基(ji)(ji)再生(sheng)(sheng)膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，既可(ke)提高(gao)其(qi)早(zao)(zao)強，延長壽命，又(you)能(neng)(neng)滿足低(di)(di)碳(tan)環(huan)境要(yao)求。相對于(yu)傳統(tong)的(de)(de)膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)，硅(gui)鋁(lv)(lv)基(ji)(ji)可(ke)再生(sheng)(sheng)膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)(ning)(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)因其(qi)原料(liao)(liao)(liao)為(wei)工(gong)業廢(fei)(fei)棄物(wu)，無需高(gao)溫煅燒，可(ke)大幅降(jiang)(jiang)低(di)(di)CO2排放。該材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)制(zhi)造(zao)工(gong)藝低(di)(di)能(neng)(neng)耗，有利于(yu)降(jiang)(jiang)低(di)(di)制(zhi)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)本，既可(ke)用于(yu)公路建設(she)，又(you)可(ke)實現固(gu)廢(fei)(fei)的(de)(de)高(gao)效回(hui)收，符(fu)合(he)可(ke)持續(xu)發展思想。
三、具體應用場景
（一）市政(zheng)道路建設
市政道(dao)(dao)路(lu)(lu)工(gong)程(cheng)是固(gu)體(ti)廢(fei)(fei)棄物(wu)(wu)(wu)基綠(lv)色(se)膠(jiao)(jiao)凝(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)典型應(ying)用(yong)領域。城(cheng)(cheng)(cheng)市道(dao)(dao)路(lu)(lu)既(ji)(ji)是城(cheng)(cheng)(cheng)市的(de)(de)(de)(de)(de)“大(da)(da)動脈(mo)”，又關系到(dao)城(cheng)(cheng)(cheng)市的(de)(de)(de)(de)(de)面貌與居民的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)活品質。以(yi)瀝青、水泥(ni)等(deng)為(wei)代表(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)傳統(tong)公(gong)路(lu)(lu)建(jian)筑材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)在生(sheng)產(chan)、使用(yong)時(shi)，會(hui)釋放(fang)出大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)CO2，給(gei)環(huan)境(jing)帶來(lai)了極大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)污染(ran)。固(gu)廢(fei)(fei)基綠(lv)色(se)膠(jiao)(jiao)凝(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)，為(wei)解決上(shang)述難題開辟了一條新(xin)途徑。首先，基于固(gu)體(ti)廢(fei)(fei)棄物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)綠(lv)色(se)膠(jiao)(jiao)凝(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)能(neng)夠極大(da)(da)地(di)降低(di)(di)(di)對(dui)自然能(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)依賴。以(yi)工(gong)業廢(fei)(fei)物(wu)(wu)(wu)、建(jian)筑廢(fei)(fei)棄物(wu)(wu)(wu)等(deng)為(wei)主體(ti)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)，既(ji)(ji)可減(jian)少對(dui)自然資源(yuan)(yuan)如(ru)石灰石、粘土等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)開發(fa)要(yao)求(qiu)，又可有效降低(di)(di)(di)固(gu)廢(fei)(fei)的(de)(de)(de)(de)(de)堆放(fang)與處置困難。其次，以(yi)固(gu)體(ti)廢(fei)(fei)棄物(wu)(wu)(wu)為(wei)原料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)綠(lv)色(se)膠(jiao)(jiao)凝(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)，不僅可以(yi)大(da)(da)幅度降低(di)(di)(di)能(neng)源(yuan)(yuan)消耗(hao)，而且可以(yi)降低(di)(di)(di)碳(tan)排放(fang)，對(dui)于我國應(ying)對(dui)氣(qi)候變化、推進(jin)低(di)(di)(di)碳(tan)城(cheng)(cheng)(cheng)市的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)都有著十(shi)(shi)分(fen)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。更關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)是，這種新(xin)型的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)保(bao)膠(jiao)(jiao)凝(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)，在性(xing)能(neng)上(shang)并不比傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)膠(jiao)(jiao)凝(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)差多少。其抗(kang)壓、抗(kang)折強度優良(liang)，耐磨、耐久性(xing)能(neng)也十(shi)(shi)分(fen)出色(se)，可滿足重載、頻(pin)繁(fan)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)市政道(dao)(dao)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)多種需求(qiu)。另外，固(gu)廢(fei)(fei)基環(huan)保(bao)膠(jiao)(jiao)凝(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)組成及(ji)制備方(fang)法(fa)可因需而異，彈性(xing)大(da)(da)、適(shi)應(ying)性(xing)強。如(ru)：在嚴(yan)寒地(di)區，可加入(ru)抗(kang)凍劑，增強其抗(kang)凍能(neng)力；在較(jiao)高溫度地(di)區，可通過(guo)改(gai)(gai)變配方(fang)來(lai)改(gai)(gai)善(shan)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐熱性(xing)。總之，將固(gu)體(ti)廢(fei)(fei)棄物(wu)(wu)(wu)基綠(lv)色(se)膠(jiao)(jiao)凝(ning)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)用(yong)于市政道(dao)(dao)路(lu)(lu)建(jian)設，既(ji)(ji)能(neng)達到(dao)資源(yuan)(yuan)回收、環(huan)境(jing)保(bao)護的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)，又能(neng)提高公(gong)路(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)服役年限，促(cu)進(jin)城(cheng)(cheng)(cheng)市可持續發(fa)展(zhan)(zhan)。
（二）農村(cun)道路建設
農(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)村(cun)(cun)道(dao)路(lu)是推(tui)進城鄉(xiang)融合、鄉(xiang)村(cun)(cun)振興(xing)的(de)(de)關(guan)鍵環(huan)節(jie)。農(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)村(cun)(cun)道(dao)路(lu)在(zai)(zai)建(jian)造、養護(hu)等(deng)(deng)方(fang)面(mian)的(de)(de)投(tou)資要(yao)比(bi)城市公路(lu)低(di)，但對材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)耐久(jiu)性(xing)、環(huan)保(bao)性(xing)能的(de)(de)要(yao)求卻(que)要(yao)高得多。固廢基(ji)(ji)綠色膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)(zai)該領域有著特(te)殊的(de)(de)優勢與廣(guang)泛的(de)(de)應用(yong)前(qian)景。首先(xian)，以(yi)(yi)農(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)作物(wu)秸(jie)稈、建(jian)筑垃圾(ji)等(deng)(deng)為(wei)(wei)原料(liao)(liao)，以(yi)(yi)生物(wu)質為(wei)(wei)原料(liao)(liao)，制備基(ji)(ji)于固廢的(de)(de)綠色膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)料(liao)(liao)，既可(ke)(ke)降(jiang)低(di)原料(liao)(liao)成(cheng)本，又可(ke)(ke)有效解決我(wo)國農(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)村(cun)(cun)生活垃圾(ji)的(de)(de)處置問題。其次，固廢基(ji)(ji)綠色膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)料(liao)(liao)對各種氣候(hou)(hou)變(bian)(bian)化具有較(jiao)強的(de)(de)適應能力，可(ke)(ke)在(zai)(zai)各種氣候(hou)(hou)環(huan)境(jing)中(zhong)維持(chi)較(jiao)高的(de)(de)使用(yong)壽命。我(wo)國北方(fang)地區(qu)氣候(hou)(hou)多變(bian)(bian)，部(bu)分地區(qu)夏熱(re)冬冷，傳(chuan)統膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)環(huan)保(bao)膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)(zai)高溫、低(di)溫、潮濕等(deng)(deng)環(huan)境(jing)中(zhong)易出現開裂變(bian)(bian)形等(deng)(deng)問題。第三，固體(ti)廢棄物(wu)環(huan)保(bao)膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)施工(gong)方(fang)法(fa)較(jiao)為(wei)(wei)簡便，適于鄉(xiang)村(cun)(cun)建(jian)設。目前(qian)，我(wo)國農(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)村(cun)(cun)道(dao)路(lu)建(jian)設普遍存(cun)在(zai)(zai)著大量的(de)(de)機械設備及(ji)人(ren)才匱乏的(de)(de)問題，而基(ji)(ji)于固體(ti)廢棄物(wu)的(de)(de)綠色膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)料(liao)(liao)，其施工(gong)工(gong)藝簡單，便于推(tui)廣(guang)和應用(yong)。固廢基(ji)(ji)綠色膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)料(liao)(liao)維修(xiu)費用(yong)低(di)，服(fu)役(yi)壽命長，可(ke)(ke)有效降(jiang)低(di)農(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)村(cun)(cun)道(dao)路(lu)養護(hu)維修(xiu)次數，減(jian)少長期養護(hu)費用(yong)。總之，在(zai)(zai)農(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)村(cun)(cun)道(dao)路(lu)推(tui)廣(guang)固廢基(ji)(ji)綠色膠(jiao)(jiao)(jiao)凝(ning)(ning)材(cai)料(liao)(liao)，具有重大的(de)(de)社會意義。通過(guo)推(tui)廣(guang)綠色建(jian)筑材(cai)料(liao)(liao)在(zai)(zai)鄉(xiang)村(cun)(cun)的(de)(de)推(tui)廣(guang)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)有效地改善農(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)村(cun)(cun)基(ji)(ji)礎設施，增(zeng)強農(nong)(nong)(nong)(nong)(nong)民的(de)(de)環(huan)境(jing)保(bao)護(hu)意識，促進鄉(xiang)村(cun)(cun)經濟與環(huan)境(jing)的(de)(de)和諧發展。
（三）高速公路(lu)建設
高(gao)(gao)(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)是我(wo)國公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)網中最主要的(de)(de)(de)(de)(de)一環(huan)，其(qi)原(yuan)材(cai)(cai)料(liao)質(zhi)量要求是非常嚴(yan)苛的(de)(de)(de)(de)(de)。將固(gu)體(ti)廢(fei)棄(qi)物基(ji)綠色(se)膠(jiao)凝材(cai)(cai)料(liao)用于(yu)高(gao)(gao)(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)施工(gong)，不僅(jin)可以(yi)達到高(gao)(gao)(gao)標準(zhun)，而(er)且可以(yi)產生明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境效益和(he)經濟(ji)(ji)效益。首先，高(gao)(gao)(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)對(dui)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)基(ji)及(ji)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)面的(de)(de)(de)(de)(de)承載能(neng)力(li)及(ji)耐久(jiu)性(xing)(xing)能(neng)提出了(le)極高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)需求，而(er)固(gu)廢(fei)基(ji)綠色(se)膠(jiao)凝材(cai)(cai)料(liao)經配(pei)方(fang)(fang)優化(hua)及(ji)工(gong)藝改良后，可實(shi)現高(gao)(gao)(gao)強韌性(xing)(xing)能(neng)，可充分達到高(gao)(gao)(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)施工(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)標準(zhun)。其(qi)次(ci)，高(gao)(gao)(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)造與(yu)(yu)養護(hu)費(fei)(fei)用高(gao)(gao)(gao)昂，固(gu)廢(fei)基(ji)綠色(se)膠(jiao)凝材(cai)(cai)料(liao)在降低成(cheng)本方(fang)(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)優勢十分突出。利用工(gong)業廢(fei)渣(zha)、爐渣(zha)和(he)粉煤灰(hui)等(deng)固(gu)體(ti)廢(fei)物，既可節約(yue)原(yuan)料(liao)，又可節約(yue)處理垃圾(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)費(fei)(fei)用，經濟(ji)(ji)效益十分明(ming)顯。第(di)三，高(gao)(gao)(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)建(jian)設周期長，傳統(tong)材(cai)(cai)料(liao)在運輸、貯(zhu)存、服役等(deng)環(huan)節易受(shou)環(huan)境污(wu)染，而(er)固(gu)廢(fei)基(ji)綠色(se)膠(jiao)凝材(cai)(cai)料(liao)因其(qi)穩定、環(huan)保等(deng)特(te)點，可在多種(zhong)復雜環(huan)境中保持優良的(de)(de)(de)(de)(de)使用性(xing)(xing)能(neng)，保證了(le)工(gong)程的(de)(de)(de)(de)(de)順利實(shi)施與(yu)(yu)質(zhi)量。第(di)四，由于(yu)我(wo)國高(gao)(gao)(gao)速公(gong)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)頻次(ci)、大(da)流量，使得道路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)磨耗與(yu)(yu)損傷是不可避免的(de)(de)(de)(de)(de)。固(gu)廢(fei)基(ji)綠色(se)膠(jiao)凝材(cai)(cai)料(liao)因其(qi)優良的(de)(de)(de)(de)(de)耐磨、耐疲(pi)勞等(deng)特(te)性(xing)(xing)，可有(you)效提高(gao)(gao)(gao)道路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)使用壽命、縮(suo)短養護(hu)用時(shi)、降低養護(hu)費(fei)(fei)用。
結束語：
總之，硅(gui)鋁基再生膠凝(ning)材料(liao)(liao)是采用天然(ran)礦物(wu)(wu)(wu)或固體(ti)廢棄物(wu)(wu)(wu)及(ji)人工硅(gui)鋁化合物(wu)(wu)(wu)為原料(liao)(liao)，制備的硅(gui)氧(yang)四(si)面體(ti)與鋁氧(yang)四(si)面體(ti)三維網絡聚合膠凝(ning)體(ti)，具(ju)有優(you)良的耐久性，其生產工藝(yi)廢物(wu)(wu)(wu)利(li)(li)用，對固體(ti)廢棄物(wu)(wu)(wu)進(jin)行了再生利(li)(li)用，因此釋放的碳含量較少，滿足低(di)碳膠凝(ning)材料(liao)(liao)的要求。
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