硅铝基胶凝材料及其产业化.

2020年硅基新材料行业发展报告（精品）2020-7-31目录一、行业主管部门、监管体制及主要法律法规与政策 (1)1、行业主管部门 (1)2、行业自律组织 (1)3、行业主要法律法规与政策 (2)二、行业概况 (3)1、功能性硅烷简介 (3)2、市场供求状况 (4)（1）全球功能性硅烷市场 (4)（2）我国功能性硅烷市场 (5)3、行业发展前景 (8)（1）功能性硅烷行业 (8)（2）含硫硅烷细分市场 (8)三、行业竞争情况 (8)1、行业竞争格局和市场化程度 (8)2、行业内的主要企业和主要企业的市场份额 (9)3、进入本行业的主要障碍 (11)（1）技术壁垒 (11)（2）安全和环保壁垒 (11)（3）客户壁垒 (12)（4）资金壁垒 (12)四、影响行业发展的因素 (12)1、有利因素 (12)（1）产业政策支持 (12)（2）境外供需不平衡，下游需求旺盛 (13)（3）产能集中度提高 (13)2、不利因素 (13)（1）环保督查力度提高 (13)（2）原材料价格波动 (14)（3）汇率波动 (14)（4）贸易摩擦 (14)五、行业发展特征 (14)1、行业技术水平及技术特点 (14)2、行业特有的经营模式 (15)3、行业的周期性、区域性或季节性特征 (15)六、与上、下游行业的关联性 (15)七、行业产品出口 (16)1、产品进口国的进口政策 (16)2、贸易摩擦对产品出口的影响 (17)3、国外同类产品的竞争情况 (17)一、行业主管部门、监管体制及主要法律法规与政策1、行业主管部门根据中国证监会2012年10月26日颁布的《上市公司行业分类指引（2012年修订）》，公司所属行业为C26制造业中的化学原料和化学制品制造业。

所处行业由国家发展与改革委员会、国家工业和信息化部承担行业宏观调控管理职能，主要负责制定产业政策，指导技术改造。

2、行业自律组织中国有色金属工业协会硅业分会、中国氟硅有机材料工业协会及全国硅产业绿色发展战略联盟为公司所处行业的自律组织。

高硅铝固废基胶凝材料低碳制备关键技术及产业化随着社会的发展和工业化进程的加速，固废排放量不断增加，给生态环境带来了严重的压力。

高硅铝固废作为一种重要的工业固废资源，其合理利用和无害化处理已成为当前环保领域的热点问题。

为了充分利用高硅铝固废资源，降低CO2排放，实现低碳生产，开展高硅铝固废基胶凝材料的低碳制备关键技术及产业化研究具有重要的意义。

一、高硅铝固废基胶凝材料的研究意义高硅铝固废指的是含有较高硅、铝氧化物的固体废物，通常来源于铝冶炼、硅冶炼、陶瓷制造等过程。

高硅铝固废不仅含有大量的SiO2和Al2O3等有机物质，还具有较好的矿物质结构和活性，适合用于胶凝材料的生产。

通过对高硅铝固废基胶凝材料的研究，可以实现对固废资源的合理利用，降低对天然资源的开采，减少固体废物的堆放和排放，符合循环经济和可持续发展的要求。

二、高硅铝固废基胶凝材料的低碳制备关键技术1. 材料的配方设计高硅铝固废基胶凝材料的配方设计是实现低碳制备的关键环节。

通过合理选择高硅铝固废原料和外加剂，确定适合的配比和工艺参数，可以实现胶凝材料在制备过程中的低碳化。

2. 碱活化技术碱活化技术是高硅铝固废基胶凝材料低碳制备的重要方法，通过高碱度激发高硅铝固废的活性，提高材料的强度和耐久性，达到低碳环保的目的。

3. 绿色烧结技术传统的胶凝材料烧结过程会消耗大量的能源，造成二氧化碳的排放。

绿色烧结技术采用高温固化和微波烧结等技术，降低烧结温度，减少能耗，实现胶凝材料的低碳制备。

4. 降碳减排技术在高硅铝固废基胶凝材料的制备过程中，可以通过优化工艺流程、减少废气和废水排放等措施，实现降碳减排，减少对环境的影响。

三、高硅铝固废基胶凝材料低碳制备的产业化进展在高硅铝固废基胶凝材料低碳制备的产业化进程中，必须克服以下几个关键问题：1. 技术标准与规范需要制定相关的技术标准与规范，明确高硅铝固废基胶凝材料的生产要求和质量控制标准，促进产业化进程的有序进行。

碱激发地聚合物胶凝建筑材料的结构与性能徐晓莲;张建明;杨冉【摘要】地聚合物(geopolymer)是一种以无机[SiO4]、[AlO4]四面体为主要组成,结构上具有空间三维网络状键接结构的新型无机硅铝胶凝材料.该文通过对碱激发地聚合物胶凝材料的力学性能研究,表明地聚合物具有快硬早强的显著特点,3d强度可达到28d强度的90%以上,比传统硅酸盐水泥具有更高的强度,工程应用前景非常广泛.通过现代测试手段对地聚合物微观结构进行研究分析,认为地聚合物结构主要为非晶质至半晶质态.【期刊名称】《鄂州大学学报》【年(卷),期】2011(018)002【总页数】4页(P45-48)【关键词】地聚合物;偏高岭土;性能【作者】徐晓莲;张建明;杨冉【作者单位】鄂州职业大学,建筑工程学院,湖北,鄂州,436000;鄂州职业大学,建筑工程学院,湖北,鄂州,436000;武汉理工大学,材料科学与工程学院,湖北,武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】TU528地聚合物（geopolymer）又名地质聚合物，是一种具有有机高分子聚合物空间三维网状结构的新型无机Si-Al质胶凝材料 [1]。

法国材料科学家J.Davidovits首次利用活性低钙Si-Al质材料与高碱溶液反应制备出这种地聚合物。

碱性介质在合成地聚合物胶凝材料时主要起两个作用：一是产生高浓度碱性环境，使Si-Al质材料发生溶解，释出可自由移动的Si，Al离子单体；二是作为平衡电荷来抵消四配位Al3+造成的过剩负电荷，使体系始终处于平衡、稳定状态。

因此，M2O（M代表Na或K）的含量直接关系到地聚合物的形成速度与稳定性[2-5]。

通过对碱激发地聚合物性能的考察，可以清楚地看到它与传统硅酸盐水泥的区别，尤其是在强度上的区别。

同时通过对微观结构的分析，也可进一步了解地聚合反应的过程，以及地聚合物的组织结构，从而更清晰了解地聚合物的本质。

偏高岭土的热处理：一定质量的高岭土分成三等份，分别在650℃、710℃、800℃的马弗炉中高温煅烧6h，将得到的三种偏高岭土样品与相同的碱性激发剂（模数m=1.2、波美度B0=40%）按相同的比例混合，静置成型，经标准养护，通过测试地聚合物的强度来考察偏高岭土的活性。

碱激发胶凝材料原理及应用姓名：梁止水学号：05507117 日期：2008年12月6日凝石的定义：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。

技术原理：普通水泥的生产由于要以石灰石为主要原料煅烧水泥熟料，正在引起严重的环境污染、生态破坏＼能源浪费、资源枯竭等一系列问题。

凝石的生产与使用过程是火山成岩过程的仿真。

凝石生产的能耗只有普通硅酸盐水泥的30％一50％，几乎不产生污染物，是2 1世纪最具发展潜力的绿色胶凝材料。

凝石是根据火山成岩原理，以循环经济思想为指导，运用地球化学＼岩石矿物学理论、分子设计理论以及材料仿地设计原则等手段，对工业固体排放物(如煤矸石、尾砂、粉煤灰以及冶金渣等)进行匹配设计，所获得的能够在常温常压下聚合成类天然岩石的生态胶凝材料。

凝石的硬化体是以硅氧四面体和铝氧四面体以顶角相连而形成的具有非晶态和半晶态特征的三维网络状固体材料。

阳离子填充在网络的空隙中以平衡由铝的四次配位而形成的负电价。

共价键结合是凝石网络体及其与骨料边界结合的本质特征。

凝石在各个领域的应用建筑领域建筑凝石除了具有普通水泥所不具有的一些特殊优异性能外，完全满足目前建筑常用水泥的各项性能指标，因此技术上可替代水泥应用于所有的建筑领域，如现浇混凝土、预制件、砌筑、抹面、地基处理，以及适应于普通水泥的所有墙体材料和屋面材料。

交通领域道路凝石与目前常用的道路水泥相对应，特别适合于制备凝石混凝土路面。

道路凝石除了具备道路水泥的全部性能外，还具有明显的高抗折强度、高耐磨性、快硬早强和充足的后期强度增长空间。

土工凝石与各类粘土颗粒、粉砂颗粒、各种沙砾及岩石都具有天然的亲合性，将土工凝石用于软弱地基土层的处理(GBJT一89)，当加入量为6％时，其7天抗压强度可达8—1 O M pa，因此可应用于路基处理。

指南硅铝质胶凝材料Silicon-alumina gel materials are a type of inorganic non-metallic materials that possess excellent physical and chemical properties. These materials are widely used in various industries due to their high strength, good resistance to heat and corrosion, as well as their low cost. The preparation of silicon-alumina gel materials involves complex processes such as grinding, mixing, shaping, and firing. Through these processes, the raw materials are transformed into dense and durable gel materials with specific properties.硅铝质胶凝材料是一种无机非金属材料，具有优异的物理和化学性能。

由于其高强度、良好的耐热性和耐腐蚀性，以及低成本等特点，硅铝质胶凝材料在各行各业得到了广泛应用。

制备硅铝质胶凝材料的过程涉及研磨、混合、成型和烧制等复杂工序。

通过这些工序，原材料被转化为具有特定性能的致密且耐用的胶凝材料。

In the field of construction, silicon-alumina gel materials are commonly used as binders and adhesives, enhancing the strength and durability of building structures. They are also employed in the production of refractory materials, which can withstand high temperatures without melting or deforming. Additionally, these materials find applications in the ceramic and glass industries, where their unique properties contribute to the creation ofhigh-quality products.在建筑领域，硅铝质胶凝材料常用作粘结剂和粘合剂，能够增强建筑结构的强度和耐久性。

d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2024.01.002硅质废渣低碳胶凝材料制备研究孙 浩,于林玉,刘万刚,严家江,马金来(山东鲁桥建材有限公司,济南250000)摘 要: 为降低硅质废渣对环境的污染并实现其资源化利用,通过硅质废渣微粉和矿粉复配制备低碳胶凝材料,研究了不同复配比例对低碳胶凝材料活性的影响以及对混凝土性能的影响㊂结果表明,互掺粉磨有利于低碳胶凝材料比表面积的提升和活性指数的提高㊂随着低碳胶凝材料中硅质废渣微粉掺入比例的增加,混凝土的坍落度和抗压强度先升后降;进一步通过低碳胶凝材料替代水泥发现,随着替代量增加混凝土坍落度和抗压强度先升高后下降㊁收缩率先下降后升高㊂在低碳胶凝材料替代量为55k g /m 3时,混凝土性能最佳㊂关键词: 低碳胶凝材料; 矿渣; 硅质废渣; 掺量S t u d y o nP r e p a r a t i o no fL o w -c a r b o nC e m e n t i t i o u sM a t e r i a l s f r o mS i l i c e o u sW a s t eR e s i d u eS U N H a o ,Y UL i n -y u ,L I U W a n -g a n g ,Y A N J i a -j i a n g ,MAJ i n -l a i (S h a n d o n g L u q i a oB u i l d i n g Ma t e r i a l sC o ,L t d ,J i n a n250000,C h i n a )Ab s t r ac t : I no rde r t o r e d u c e e n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n c a u s e db y s i l i c e o u sw a s t e s l a g a n da c h i e v e i t s r e s o u r c eu t i l i z a -t i o n ,l o w -c a r b o n c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l sw e r e p r e p a r e db y m i x i n g s i l i c e o u sw a s t e s l a g m i c r o p o w d e r a n d m i n e r a l p o w -d e r .T h e ef f e c t s o f d i f f e r e n tm i x i ng r a t i o s o n th e a c ti v i t y o f l o w -c a r b o nc e m e n t i t i o u sm a t e r i a l s a n d t h e p e r f o r m a n c eo f c o n c r e t ew e r e s t u d i e d .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e a d d i t i o no f p o w d e r g r i n d i n g w a sb e n e f i c i a l f o r t h e i m p r o v e m e n t o f t h e s p e c i f i c s u r f a c e a r e a a n da c t i v i t y i n d e xo f l o w -c a r b o n c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l s .W i t h t h e i n c r e a s e o f t h e p r o p o r t i o no f s i l i c ab a s e dw a s t e p o wde r a d d e d i n l o w -c a r b o n c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l s ,t h e s l u m p a n d c o m p r e s s i v e s t r e n g t hof c o n c r e t e f i r s t i n c r e a s e a n d t h e n d e c r e a s e .F u r t h e r m o r e ,b y r e p l a c i ng c e m e n tw i th l o w -c a r b o n c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l s ,i tw a s f o u nd t h a t a s t he s u b s t i t u t i o na m o u n t i n c r e a s e d ,t h e s l u m p a n d c o m p r e s s i v e s t r e n g t hof c o n c r e t e f i r s t i n c r e a s e da n d t h e nd e -c r e a s ed ,a n d t he s h r i n k a g ef i r s t d e c r e a s e d a n d t h e n i n c r e a s e d .W h e n t h e s u b s t i t u t i o n a m o u n t o f l o w -c a r b o n c e m e n t i t i o u s m a t e r i a l sw a s 55kg /m 3,th e p e r f o r m a n c e o f c o n c r e t ew a s t h eb e s t .K e y w o r d s : l o w -c a r b o n c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l s ; s l a g ; s i l i c e o u sw a s t e s l a g ;d o s a ge 收稿日期:2023-10-09.作者简介:孙 浩(1981-),硕士,高级工程师.E -m a i l :46881347@q q.c o m 传统水泥生产存在能耗高㊁污染大的问题㊂近年来,双碳目标对水泥的生产要求越来越高,低能耗㊁低污染成为重要的技术指标[1]㊂因此,基于工业固废的低碳胶凝材料技术开发成为了研究热点㊂低碳胶凝材料主要是以尾矿㊁煤矸石㊁电石渣㊁赤泥㊁硅渣㊁硅钙渣等具有潜在可利用水化胶凝性组分为主要原材料,通过活性激发工艺和多种组分复配,实现其火山灰活性的提高,实现对水泥用量的替代,降低碳排放;同时减少环境污染[2]㊂目前,低碳胶凝材料的研究主要包括碱激发胶凝材料和低熟料水泥两大类[3]㊂其中,碱激发胶凝材料是由硅铝质材料和碱性激发剂混合磨细而成的水硬性胶凝材料,具有优异的耐酸性和抗硫酸盐侵蚀能力,但是存在收缩变形大的问题无法解决[4]㊂因此,目前基于大量工业固废的行业背景下,以粒化高炉矿渣为主要成分,复合石膏和活性熟料物质进行活性激发的低熟料水泥为主要的开发和应用方向㊂研究表明,硅酸盐水泥熟料或石灰水化为粒化高炉矿渣的溶解提供了碱性环境,粒化高炉矿渣溶出的钙㊁硅㊁铝离子与C a S O 4反应生成钙矾石和水化硅酸钙凝胶㊂通过调整活性熟料的成分能够优化其早期强度,提高其抗硫酸盐侵蚀性能和抗酸侵蚀性能[5]㊂基于现有研究,论文以粒化高炉矿渣为主要成分,复合石膏和具有潜在活性的硅渣6建材世界 2024年 第45卷 第1期为主要组分,研究其掺入比例对制备的低碳胶凝材料活性和力学性能的影响㊂1试验1.1原材料水泥为宝山生产的P O42.5普通硅酸盐水泥;粉煤灰为信源电厂F类Ⅱ级粉煤灰;矿粉为玉兰集团S95级矿粉;硅质废渣为功能性二氧化硅生产过程中产生的压滤淤泥经烘干获得的粉末颗粒㊂水泥㊁矿粉和硅质废渣化学组成如表1所示㊂分散助磨剂为市售产品,主要成分为三乙醇胺㊂石子为碎石,粒径5~20mm,泥块含量0.1%,针片状含量2%;砂子为产自黄河的天然黄砂,细度模数2.6,含泥量1.5%;外加剂为聚羧酸减水剂,减水率18%,推荐掺量2%㊂表1原材料化学组成/%S i O2C a O F e2O3A l2O3M g O K2O N a2O T i O2S O3水泥21.2458.433.756.874.050.380.210.592.04矿粉31.6635.140.5412.827.290.340.380.631.38硅质渣74.13.411.383.470.080.024.350.237.561.2低碳胶凝材料及混凝土制备1)低碳胶凝材料制备将硅质废渣微粉与S95级矿粉按质量比0ʒ100㊁15ʒ85㊁30ʒ70㊁50ʒ50㊁70ʒ30㊁100ʒ0混合后,加入混合料总质量4%的C a S O4和0.2%的分散助磨剂,采用细粉球磨机进行粉磨,粉磨时间为20m i n,形成掺合料A㊁B㊁C㊁D㊁E和F,测定其比表面积,并进行活性检测试验㊂2)混凝土制备在上述试验的基础上,按表2的配合比制备混凝土,每次成型混凝土20L,搅拌时间均为180s㊂表2混凝土基准配合比组分水泥粉煤灰试验掺合料砂石子外加剂水掺量/(k g㊃m-3)185501108859586.9158表2中试验掺合料分别为矿粉原样品㊁掺入硅质废渣微粉原样和低碳胶凝材料A㊁B㊁C㊁D㊁E㊁F㊂在混凝土试验中,确定低碳胶凝材种类,控制水泥与低碳胶凝材料总量为295k g/m3不变,调整低碳胶凝材料掺量分别为0㊁55k g/m3㊁110k g/m3㊁165k g/m3和220k g/m3,制备混凝土并研究其性能变化㊂1.3试验方法水泥㊁矿粉㊁低碳胶凝材料比表面积按‘水泥比表面积测定方法勃氏法“G B/T8074 2008规定的方法进行检测,精确值1m2/k g㊂低碳胶凝材料活性按‘用于水泥㊁砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉“G B/T 18046 2017附录A规定检测,精确至0.1%㊂混凝土坍落度㊁7d和28d抗压强度㊁收缩率分别按‘普通混凝土拌合物性能试验方法标准“G B/T50080 2016㊁‘混凝土物理力学性能试验方法标准“G B/T50081 2019以及‘普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准“G B/T50082 2009规定的接触法进行测定㊂2结果与讨论2.1硅质废渣微粉对低碳胶凝材料活性的影响图1所示为硅质废渣微粉不同掺量条件下低碳胶凝材料的比表面积变化㊂从图1中可以看出,相比于未进行粉磨的矿粉和硅质废渣,矿粉和硅质废渣互掺粉磨后,其比表面积出现明显的升高,且随着硅质废渣掺入比例的增加,低碳胶凝材料比表面积出现轻微的升高㊂这说明硅质废渣微粉掺入比例的增加,有利于低胶凝材料粉磨细化㊂图2为硅质废渣微粉不同掺量条件下低碳胶凝材料的活性指数㊂从图2中可以看出,相比于未进行粉磨的矿粉和硅质废渣,矿粉和硅质废渣互掺粉磨后,其活性指数均有所升高㊂结合图1可以看出,这主要是因为互掺粉磨后,掺合料比表面积增加,机械粉磨使得其活性提高,同时可以在砂浆中起到很好的微集料填充效应,使得其强度提高,表现出活性升高㊂进一步分析可以看出,随着硅质废渣微粉掺量的增加,低碳胶凝材料不同龄期的活性指数呈现出逐渐下降的趋势,而在图1中,其比表面积随着硅质废渣微粉掺量的增加而7增加,两者表现出相反的发展趋势㊂分析原因主要是因为,硅质废渣活性相比于矿渣较低,随着其掺量的增加,在激发剂和分散助磨剂保持不变的情况下,所制备的低碳胶凝材料整体活性出现下降㊂虽然其比表面积表现出逐渐升高的趋势,但是根据图2活性指数可以看出,机械粉磨提高比表面积对活性的影响小于材料本身活性激发效果,低碳胶凝材料活性与材料本身活性相关性较大㊂进一步比较图2中不同互掺比例条件下低碳胶凝材料的活性指数可以看出,在硅质废渣微粉与矿粉互掺比例为0ʒ100~50ʒ50时,制备的低碳胶凝材料活性指数均不低于掺入原矿粉样品㊂2.2低碳胶凝材料对混凝土性能的影响1)低碳胶凝材料对混凝土拌和物性能的影响图3所示为硅质废渣微粉不同掺量条件下制备的低碳胶凝材料掺入后制备的混凝土坍落度变化㊂从图3中可以看出,随着低碳胶凝材料中硅质废渣微粉掺入比例的增加,混凝土拌和物的坍落度表现出先轻微上升后下降的趋势,其中硅质废渣微粉与矿渣互掺比例为30ʒ70时,混凝土坍落度出现最大值为215mm㊂之所以两者互掺会提高混凝土拌和物坍落度,改善其流动性,主要是因为两种原材料本身颗粒性状不同,易磨性不同,粉磨后表面形态也存在较大差异,相比于单一组分,互掺可以优化颗粒间的孔隙结构,能够更好地在水泥颗粒中发挥微集料和滚珠效应,从而使得其坍落度出现轻微的升高㊂2)低碳胶凝材料对混凝土力学性能的影响图4所示为硅质废渣微粉不同掺量条件下制备的低碳胶凝材料制备的混凝土7d和28d抗压强度㊂从图4中可以看出,随着低碳胶凝材料中硅质废渣微粉掺入比例的增加,混凝土抗压强度表现出先轻微上升后下降的趋势㊂比较图4和图3变化曲线可以看出,在硅质废渣微粉与矿渣互掺比例从0ʒ100~100ʒ0之间时,其变化规律相同㊂其中硅质废渣微粉与矿粉互掺比例为30ʒ70时,混凝土7d和28d抗压强度达到最大值,分别为37.8M P a和49.8M P a㊂同时可以看出,在低胶凝材料中,当矿粉掺量高于50%时,即低碳胶凝材料中主要成分为矿粉时,其掺入后制备的混凝土抗压强度高于掺入原样矿粉㊂分析其变化规律主要是因为硅质废渣微粉活性相对于矿粉较低,掺入后会造成低碳胶凝材料活性降低,但通过机械粉磨,实现其超细粉化后,有利于其活性的提高,同时有利于其在混凝土中发挥微集料填充效应,有利于抗压强度提升㊂而矿粉本身颗粒相对较粗,针片状较多,且矿粉的表面积与水泥接近,不易在水泥颗粒中发挥微集料效应㊂因8此,通过掺入低活性的硅质废渣微粉形成低碳胶凝材料其拌和物性能和力学性能均更好,且掺量达到50%时,依然能够表现出不低于原样矿粉的性能㊂2.3 低碳胶凝材料替代量对混凝土性能的影响以硅质废渣微粉和矿粉比例为50ʒ50进行低碳胶凝材料的制备,并以不同掺量替代水泥,研究其替代量对混凝土性能的影响㊂1)低碳胶凝材料替代量对混凝土拌和物性能的影响图5所示为不同掺量低碳胶凝材料替代水泥制备的混凝土坍落度㊂从图5中可以看出,随着低碳混凝土掺量的增加,混凝土坍落度呈现出先升高后下降的趋势,在低碳胶凝材料替代量为55k g /m 3时,混凝土坍落度达到最大值为215mm ㊂分析其原因是因为低碳胶凝材料比表面积较大,远高于水泥,掺入到混凝土中能够起到微集料填充效应,从而改善混凝土内部缺陷,改善颗粒间的接触点,增加滚珠效应,从而使得其坍落度升高;但是当其掺量较大时,因其比表面积较大,所以吸水量增大,从而导致混凝土粘度增大,流动性变差,坍落度出现下降㊂2)低碳胶凝材料替代量对混凝土力学性能的影响图6所示为不同掺量低碳胶凝材料替代水泥制备的混凝土7d 和28d 抗压强度㊂从图6中可以看出,随着低碳胶凝材料的增加,混凝土抗压强度呈现出先升高后下降的趋势,在低碳胶凝材料替代量为55k g /m 3时,混凝土7d 和28d 抗压强度达到最大值,分别为34.2M P a 和46.4M P a ㊂分析原因是因为混凝土中掺入比表面积较大的低碳胶凝材料,虽然其活性低于水泥,但是其可以显出较好的微集料填充效应,从而改善混凝土内部缺陷,提高混凝土整体的结构稳定性,使得其抗压强度出现升高,但是当掺量较高时,由于较大的比表面积需水量过大,使得混凝土和易性变差,内部气孔增多,缺陷增多,导致抗压强度下降㊂从图6中可以看出,当低碳胶凝材料替代量达到110k g /m 3时,依然能够显出不低于未掺入低碳胶凝材料的水泥混凝土的力学性能㊂3)低碳胶凝材料替代量对混凝土收缩率的影响图7所示为不同掺量低碳胶凝材料替代水泥制备的混凝土收缩率㊂从图7中可以看出,随着低碳混凝土掺量的增加,混凝土的收缩率先下降后升高,在低碳胶凝材料替代量为55k g /m 3时,混凝土收缩率达到最小值㊂这也与粒度较细的低碳胶凝材料起到的微集料效应有关,通过对混凝土内部缺陷的填充,使得混凝土结构更加稳定,收缩变小㊂进一步比较图7中掺入不同低碳胶凝材料的混凝土的收缩率可以看出,当掺量低于110k g /m 3时,混凝土的收缩率均低于不掺入低碳胶凝材料的混凝土,这说明适量的低碳胶凝材料替代水泥不仅能够实现固废的资源化利用,而且有利于混凝土性能的改善和体积稳定性的提高㊂(下转第22页)9建材世界 2024年 第45卷 第1期建材世界2024年第45卷第1期快,此外,湿密度逐渐降低,干密度先降低后略有提升后再降低,抗压强度也逐渐降低㊂在轻质土中,浆体和泡沫首先填充煤渣堆积的孔隙,富余的浆体和泡沫则形成浆体膜包裹煤渣颗粒,因此煤渣掺量越多㊁水泥掺量越少,富余的浆体和泡沫就越少,表现为泡沫土流动度的降低㊂而煤渣密度低于浆体密度,因此煤渣掺量增加泡沫土密度也逐渐降低并趋于平缓㊂同时泡沫土中致密的水化产物减少,高孔隙率的煤渣增多,泡沫土中的结构缺陷增多,表现为强度降低和软化系数降低,因此,煤渣掺量应不超过65%㊂3结论a.泡沫轻质土密度㊁抗压强度与煤渣密度㊁筒压强度呈正相关趋势,与煤渣1h吸水率负相关㊂b.随着细度模数的增大,泡沫轻质土的流动度逐渐增大,7d抗压强度和软化系数逐渐降低,28d抗压强度先增大后减小,细度模数介于2.3~3.5时,泡沫轻质土性能表现较优㊂c.随着煤渣掺量的增加,泡沫轻质土的流动度㊁抗压强度逐渐降低,湿密度和干密度整体成下降趋势,其最佳掺量不应超过65%㊂d.采用细度模数介于2.3~2.5之间㊁掺量不超过65%的多孔疏松块状结构煤渣(S S)做骨料时,制备而成的泡沫轻质土性能良好,可以满足水下减载回填的设计要求㊂参考文献[1]陈忠平,孙仲均,钱争晖.泡沫轻质土充填技术及应用[J].施工技术,2011,40(10):74-76.[2]刘元炜,梁小光,孙贵新,等.公路桥梁台背回填泡沫轻质土施工工艺[J].公路,2013(9):123-126.[3]李明,严松宏,李盛,等.采用泡沫轻质土对高填明洞二次回填的结构受力特性研究[J].铁道学报,2022,44(2):135-142.[4]张云飞,姚华彦,扈惠敏,等.燃煤电厂炉渣综合利用现状分析[J].中国资源综合利用,2020,38(11):72-74,104.[5] S m a r z e w s k iP,B a r n a t-h u n e kD.M e c h a n i c a l a n dD u r a b i l i t y R e l a t e dP r o p e r t i e so fH i g hP e r f o r m a n c eC o n c r e t e M a d e w i t hC o a l C i n d e r a n d W a s t eF o u n d r y S a n d[J].C o n s t r u c t i o na n d B u i l d i n g M a t e r i a l s,2016,121:9-17.[6]陈传明,吴启一,姚华彦,等.炉渣掺量对页岩陶粒混凝土性能的影响[J].安徽建筑,2019,26(10):204-205.[7]唐艳娟,缪丰羽,李春林,等.燃煤电厂灰渣制备空心砌块灌芯材料的试验研究[J].混凝土,2020(7):141-144.[8]杨士珏,夏多田,元文新.基于电厂灰渣制备绿色砂浆的试验研究[J].施工技术,2018,47(18):102-105.(上接第9页)3结论a.互掺粉磨有利于低碳胶凝材料比表面积的提升和活性指数的提高,随着硅质废渣微粉掺量的增加,活性逐渐下降㊂但其掺入比例不高于50%时,其活性仍不低于矿粉㊂b.随着低碳胶凝材料中硅质废渣微粉掺入比例的增加,混凝土的坍落度和抗压强度均表现出先轻微上升后下降的趋势,在掺入比例为30ʒ70时达到最佳㊂c.通过低碳胶凝材料替代水泥制备混凝土,随着替代量的增加,混凝土坍落度和抗压强度先升高后下降㊁收缩率先下降后升高,在低碳胶凝材料替代量为55k g/m3时,混凝土性能最佳㊂参考文献[1]朴应模.无熟料高炉矿渣水泥的水化特性[J].辽东学院学报,2005(3):31-37.[2]李倩,曹素改,张若思,等.利用钢渣㊁矿渣制备生态型水泥[J].粉煤灰综合利用,2009(6):32-35.[3]聂松,周健,徐名凤,等.低碳胶凝材料的研究进展[J].材料导报,2024,38(2):22050304.[4]孔德玉,张俊芝,倪彤元,等.碱激发胶凝材料及混凝土研究进展[J].硅酸盐学报,2009,37(1):151-159.[5]刘浩然.高抗折低热矿渣硫铝酸盐水泥抗化学侵蚀性能及机理[D].天津:河北工业大学,2019.22。

一、飞灰固化处理技术详解1、水泥固化法（常用方法）固化处理是利用固化剂与垃圾焚烧飞灰混合后形成固化体，从而减少重金属的溶出。

水泥是最常见的危险废物固化剂，因此工程中常采用水泥对焚烧飞灰进行固化处理。

飞灰被掺入水泥的基质中后，在一定的条件下，经过一系列的物理、化学作用，使污染物在废物水泥基质体系中的迁移率减小(如形成溶解性比金属离子小得多的金属氧化物)。

有时，还添加一些辅料以增进反应过程，最终使粒状的物料变成粘合的混凝土块。

从而使大量的废物因固化而稳定化。

对垃圾焚烧飞灰进行稳定化处理的研究结果表明，无论是采用水洗、粉碎等飞灰前处理工艺，处理后的砌块均难以达到较高的强度。

另外在研究飞灰中的重金属浸出时发现，由于飞灰中氯离子的影响，经固化后的砌块中铁、铜、锌等离子容易浸出而导致污染物超标。

因此，尽管水泥固化处理飞灰具有工艺成熟、操作简单、处理成本低等优点，但由于垃圾焚烧飞灰中含有较高的氯离子，采用水泥固化法处理必须进行前处理，以减少氯离子对固化后砌块的机械性能以及后期重金属离子浸出等问题，这样在很大程度上提高了对飞灰处置场建设和运行的要求，造成成本增加，限制了该方法的应用。

2、石灰固化石灰固化是指以石灰、粉煤灰、水泥窑灰以及熔矿炉炉渣等具有波索来反应(Pozzolanic Re．action)的物质为固化基材而进行的危险废物固化或稳定化的操作。

在适当的催化环境下进行波索来反应，将废物中的重金属成分吸附于所产生的胶体结晶中。

石灰固化处理后的结构强度不如水泥固化，因而较少单独使用。

另外还有沥青固化、塑性材料固化技术、自胶结固化、大型包胶等，但由于技术和经济局限性，很少应用于生活垃圾焚烧飞灰的处理。

3、药剂稳定化法（常用方法）药剂稳定化技术以处理重金属废物为主，目前已经发展了多种重金属稳定化技术，如pH值控制技术、氧化，还原电势控制技术、沉淀技术、吸附技术和离子交换技术等。

这类技术目前在垃圾焚烧飞灰稳定化处理方面应用较少，但是一个发展方向。

科技成果——散多金属采选冶废弃物减量化、资源化与污染控制及环境管理技术开发单位北京科技大学所属领域环保与资源综合利用技术背景我国是有色及稀散金属资源大国，产量更是在全球具有绝对控制地位。

稀散有色金属矿的开发利用给我国带来巨大的经济效益，与此同时也带来了严重的环境重金属污染。

稀散有色金属矿经开采、选、冶加工后，会遗留下大量的尾矿、冶炼渣和各种尘泥。

从环保和安全上来说，稀散多金属采选冶废弃物是重大的污染源和危险源，控制固体废弃物污染特别是矿业固体废弃物成为中国环境保护领域的重要问题之一。

技术内容（1）新型深部充填减量化技术。

开发一种价格低廉、材料来源广泛且固化重金属效果优良的地下采矿胶结充填料，能够降低充填采矿成本，并可以安全处置危险废物；（2）尾矿库微生物原位成矿修复技术。

利用微生物（硫酸盐还原菌、寡营养铁还原菌）控制环境中Fe3+浓度、降低环境电位、降低环境中游离镉、锑等重金属离子，实现现役尾矿库的微生物生态修复。

（3）五层覆盖强还原原位成矿修复技术。

基于矿物学--生物地球化学协同作用，开发已闭库或无主尾矿库的重度污染区的五层（无污染客土层、膨润土密封层、有机质深度还原密封层、含高风险稀散多金属及砷和重金属尾矿生物法控制污染主反应层、原始尾矿层）覆盖强还原稳定成矿修复技术。

技术原理针对我国含稀散多金属硫化矿采选冶废物易引起氧化淋溶、存在溃坝风险和对周边及重大流域构成的严重环境威胁等问题，首先研究采选冶废物处置环境风险评估方法，建立稀散多金属采选冶废物处理处置污染控制技术评估方法；利用冶炼废渣及尾矿库内堆存尾矿，研发新型膏体充填减量化、资源化技术；针对现役尾矿库，利用硫酸盐还原菌及寡营养铁还原菌研发尾矿微生物原位成矿修复技术；针对已闭库及无主尾矿库，基于矿物学-生物地球化学协同作用，研发重度污染区的五层覆盖强还原稳定原位成矿修复技术；组合应用上述技术，在典型稀散多金属采选冶集中区开展技术示范；最终形成“基于风险控制的稀散多金属采选冶废物减量化、资源化处理处置与污染控制方案和环境管理导则”，为我国稀散金属多金属污染防控和环境管理提供技术支撑。

2024年硅基新材料市场分析现状摘要本文对当前硅基新材料市场的现状进行了分析。

首先介绍了硅基新材料的定义和分类，然后详细讨论了硅基新材料市场的规模和增长趋势，以及市场在不同地区的分布情况。

接着，分析了硅基新材料市场的竞争态势和主要参与者，并讨论了市场面临的挑战和机遇。

最后，给出了关于硅基新材料市场未来发展的展望。

1. 硅基新材料的定义和分类硅基新材料是指将硅作为主要原料的新型材料。

按照应用领域的不同，硅基新材料可以分为硅基光学材料、硅基电子器件材料、硅基能源材料等多个类别。

2. 硅基新材料市场规模和增长趋势目前，硅基新材料市场规模不断扩大，主要受到对高性能材料的需求增加和技术进步的推动。

预计在未来几年内，硅基新材料市场将继续保持良好的增长势头。

3. 硅基新材料市场在不同地区的分布情况硅基新材料市场的分布在全球范围内比较均衡，但在一些发达地区如美国和欧洲，市场规模相对较大。

而在新兴市场如亚洲和拉丁美洲，硅基新材料市场正逐渐崭露头角。

4. 硅基新材料市场的竞争态势和主要参与者目前，硅基新材料市场竞争激烈，主要参与者包括国内外的大型企业和中小型企业。

这些企业通过技术创新和产品质量提升来提升竞争力。

5. 硅基新材料市场面临的挑战和机遇硅基新材料市场面临着技术壁垒高、资金需求大、市场竞争激烈等挑战。

但随着科技进步和全球经济发展，市场仍然存在巨大的机遇和潜力。

6. 硅基新材料市场未来发展展望预计在未来几年内，硅基新材料市场将继续保持良好的增长态势。

随着技术的进一步突破和市场需求的不断增加，硅基新材料将在多个领域发挥重要作用，带来更多商机和发展机遇。

结论本文分析了硅基新材料市场的现状，总结了市场规模和增长趋势，讨论了市场在不同地区的分布情况，分析了竞争态势和主要参与者，并探讨了市场面临的挑战和机遇。

最后，给出了硅基新材料市场未来发展的展望，指出市场将继续保持良好的增长势头并带来更多发展机遇。