環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料中的試驗(yàn)研究及應(yīng)用

張聰聰

摘 要：在當(dāng)代的建筑工程施工技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，對于新型的建筑材料的研發(fā)和應(yīng)用試驗(yàn)對于整個行業(yè)的發(fā)展都至關(guān)重要，其中符合現(xiàn)代建筑安全和環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保高性能水泥就是這類新興建筑材料的代表。而隨著該材料的大量投入實(shí)用以及科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的深入研究，該材料在建筑工程領(lǐng)域中高含泥量集料當(dāng)中的交互試驗(yàn)以及配比優(yōu)化至關(guān)重要。本文針對環(huán)保高性能水泥這類材料在高含泥量集料中的試驗(yàn)方法和應(yīng)用意義進(jìn)行全面分析，旨在為該材料的技術(shù)發(fā)展以及相關(guān)從業(yè)者的優(yōu)質(zhì)化應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：環(huán)保;高性能水泥;含泥量;集料;應(yīng)用

在如今全國全新的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)以及“一帶一路”等發(fā)展戰(zhàn)略落實(shí)的情況下，各類交通設(shè)施以及建筑工程領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)化建設(shè)顯然成為了重點(diǎn)工作之一，因此從社會可持續(xù)發(fā)展的需求以及相關(guān)政策管理的側(cè)重點(diǎn)可以看出，當(dāng)代關(guān)于各類新型高性能及環(huán)保工程材料以及技術(shù)理論的專研成為備受全社會關(guān)注的重點(diǎn)。通過各類廢棄物以及新型材料的結(jié)合而制造出來的環(huán)保性水泥材料出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中，為滿足對這類材料的合理化應(yīng)用及進(jìn)一步研究，需要對這種材料的技術(shù)原理、應(yīng)用表現(xiàn)以及未來發(fā)展情況進(jìn)行深入研究。

一、環(huán)保高性能水泥含義和特點(diǎn)

環(huán)保高性能水泥的含義可以分開理解，首先高性能水泥一般是基于普通的水泥材料當(dāng)中加入一定比例的高活性材料，這種材料比較常見的為有膠凝作用的鋁基或硅物質(zhì)材料，這樣通過有膠凝作用的添加材料制成的水泥在核心的膠凝性表現(xiàn)方面能夠達(dá)到非常高的水平，而膠凝性是水泥材料在施工過程中展現(xiàn)更強(qiáng)韌性以及附著強(qiáng)度的關(guān)鍵指標(biāo)。

而環(huán)保高性能水泥則是在高膠凝性水泥材料的添加劑的選擇過程中，重點(diǎn)關(guān)注其中是否含有過高的不利于環(huán)保事業(yè)的物質(zhì)，通過技術(shù)分析來保證所添加的添加劑符合當(dāng)下的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。另外以英國知名水泥制造商N(yùn)ovacem公司為代表的環(huán)保水泥生產(chǎn)商，會在水泥生產(chǎn)過程中將傳統(tǒng)的碳酸鈣材料替換為鎂硅酸鹽，可靠的數(shù)據(jù)表明這種方式在生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放量將大量減少，并且所制成的環(huán)保高性能水泥在施工完成之后還具備吸收二氧化碳的功能[1]。

二、環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料中試驗(yàn)的研究

（一）傳統(tǒng)水泥在高含泥量集料中應(yīng)用存在的問題和現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的混凝土材料當(dāng)中各種集料是其中的核心組成部分，而在很多的工程領(lǐng)域當(dāng)中這些集料都有著極高的含泥量，過高的含泥量在混合水泥之后進(jìn)行施工擁有著降低水泥性能以及混凝土工程品質(zhì)的問題，因此在各個國家關(guān)于混凝土集料品質(zhì)規(guī)定當(dāng)中都有對于含泥量的嚴(yán)格規(guī)定。而受制于生產(chǎn)技術(shù)和集料運(yùn)輸儲存環(huán)境的影響起含泥量一直都是影響混凝土工程質(zhì)量乃至壽命的重要因素，而相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域關(guān)于降低集料含泥量的研究也存在著成本和難度較高的問題[2]。

（二）環(huán)保高性能水泥解決解決集料高含泥量問題的原理

而有創(chuàng)造力的技術(shù)工作者發(fā)現(xiàn)可以通過添加劑的方式來解決含泥量過高而引發(fā)的問題，而添加添加劑比較實(shí)用的方式就是添加到混凝土工程都需要的水泥當(dāng)中，通過前文提到的添加硅、鋁基元素等高凝膠性能的材料，可以實(shí)現(xiàn)對混凝土集料的凝膠性性能的提升。而實(shí)際證明這種方式是當(dāng)下解決混凝土集料高含泥量問題兼具效果和經(jīng)濟(jì)性的方法。

三、環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料中試驗(yàn)方法

（一）試驗(yàn)原材料的選用

一方面準(zhǔn)備采用當(dāng)下各類工程施工領(lǐng)域中常見的普通水泥，通過官方數(shù)據(jù)以及小量試驗(yàn)證明其初凝時間及終凝結(jié)時間分別為2小時以及4小時，水泥細(xì)度、多種抗折強(qiáng)度均為普通水泥標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。選用的工程砂石材料為含泥量約為8%-9%的高含泥量砂石，另外選用普通的工程碎石和普通粉煤灰作為混凝土混合材料，包括自來水等都為符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的材料[3]。

另一方面，準(zhǔn)備添加了多種提升凝膠性能添加劑的環(huán)保高性能水泥，其他輔助材料與上面相同。

（二）試驗(yàn)方法流程

分別用普通水泥及環(huán)保高性能水泥按照正常工程混凝土施工的工序和標(biāo)準(zhǔn)來制成兩份相同量的混凝土混合物，隨后放置于通風(fēng)、溫度、濕度等條件相同的環(huán)境的開放容器當(dāng)中。約一小時后，分別對兩份混凝土按照專業(yè)混凝土性能測試方式來得出關(guān)于凝膠性、強(qiáng)度、擴(kuò)展度等數(shù)據(jù)[4]。同時在完成兩份混凝土攪拌之后的0-4小時期間分別觀察混凝土的凝固狀態(tài)，以及整體變化效果。

（三）試驗(yàn)結(jié)果

通過以上試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，采用環(huán)保高性能水泥的試驗(yàn)樣本在凝膠性、韌性、強(qiáng)度等多個混凝土性能指標(biāo)當(dāng)中都保持更高的水準(zhǔn)，而普通水泥混凝土受制于集料的過高含泥量的問題，又沒有經(jīng)過降低含泥量或添加劑改善該情況的工藝處理，其混凝土性能甚至無法達(dá)到現(xiàn)代工程關(guān)于安全和質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要求。

四、環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料中試驗(yàn)與應(yīng)用意義

現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)和各類項(xiàng)目的開展對于工程質(zhì)量以及安全管理方面的要求越來越高，而影響這些標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵性問題當(dāng)中混凝土集料的高含泥量是比較突出的代表，而通過科學(xué)研究以及大量的案例試驗(yàn)證明，環(huán)保高性能和水泥當(dāng)中具備高凝膠性能的添加劑能夠提升混凝土材料的凝膠性能，其能夠有效地將混凝土集料當(dāng)中的提升含泥量的物質(zhì)進(jìn)行合理化處理，進(jìn)而提升整體的性能，具體來說這種工藝具備以下幾方面的意義。

（一）滿足更多條件相對較差的地區(qū)的工程質(zhì)量需求

在諸如農(nóng)村土建、基礎(chǔ)交通建設(shè)、以及非洲國家援建工程領(lǐng)域當(dāng)中，這些地區(qū)受制于當(dāng)?shù)丶夹g(shù)和環(huán)境，其能夠提供的混凝土集料普遍存在高含泥量且降低含泥量技術(shù)條件短缺的問題，那么一旦采用環(huán)保高性能水泥與高含泥量集料結(jié)合的混凝土工藝，能夠極大降低混凝土坍落度的同時提升強(qiáng)度和性能。那么就可以在這些地區(qū)做到利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)成的砂石材料，并且就地進(jìn)行混凝土的制拌，如此一來在充分利用當(dāng)?shù)夭牧系耐瑫r也避免了長途運(yùn)輸高品質(zhì)砂石集料的成本。讓更多的地區(qū)的工程建設(shè)的品質(zhì)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也實(shí)現(xiàn)了全面的提升。

（二）減少人工關(guān)于砂石的開采處理成本

環(huán)保高性能水泥的應(yīng)用，顯然相對來說降低了對混凝土集料極地含泥量的高要求，那么也就能夠讓各個地區(qū)充分利用比較現(xiàn)成以及開采成本較低的砂石材料，如此讓社會各界的生產(chǎn)和工程建設(shè)市場對于各類砂石開采工程的市場需求相對有所降低，那么這一點(diǎn)對于降低相關(guān)原材料的來源成本來說具有經(jīng)濟(jì)性的意義[5]。

（三）具備多層面的環(huán)保意義

首先，環(huán)保高性能水泥的大量應(yīng)用，其本身的制造工藝對于二氧化碳排放量的減少以及材料所含物質(zhì)本身對二氧化碳的吸收作用，都是當(dāng)下環(huán)保事業(yè)節(jié)能減排等要求當(dāng)中具備重要意義的表現(xiàn);其次，環(huán)保高性能水泥的大量應(yīng)用，讓更多常見的傳統(tǒng)砂石材料能夠得到合理化的應(yīng)用，這對于提升相關(guān)自然資源的利用率來說具備關(guān)鍵性意義;再者，這種工藝對于各類砂石開采工程的減少，減少了對環(huán)境有直接破壞影響的工程量。

結(jié)束語

通過本文的研究與分析，可以發(fā)現(xiàn)環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料當(dāng)中的應(yīng)用，是另辟蹊徑通過添加高凝膠性能材料等添加劑的方式，來應(yīng)對混凝土集料當(dāng)中高含泥量的問題。這種方式對于提升混凝土工程的整體質(zhì)量和安全品質(zhì)，通過試驗(yàn)已經(jīng)證明是非常有效的。那么從當(dāng)代關(guān)于工程建設(shè)高質(zhì)量要求以及環(huán)境保護(hù)事業(yè)的角度來說，環(huán)保高性能水泥的應(yīng)用是具備提升工程質(zhì)量以及做到環(huán)境保護(hù)的雙重意義，那么對于這種材料和工藝的深入研究對人類工業(yè)社會發(fā)展都有更深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃勇，陳偉，楊征勛，等.環(huán)保高性能水泥在高含泥量集料中的試驗(yàn)研究及應(yīng)用[J].災(zāi)害學(xué)，2018，33（z1）：173-176.

[2] 青島百千川海洋生態(tài)科技有限公司.一種高性能環(huán)保水泥：中國，CN201610516408.3[P].2016-11-16.

[3] 鮑文博，底高浩，陳四利，等.高性能環(huán)保型尾礦砂水泥基復(fù)合材料增韌性能研究[J].功能材料，2016，47（11）：11007-11012.

[4] 韋小碧，楊緒兵，柳志軍，等.含泥量對水泥穩(wěn)定碎石力學(xué)性能影響規(guī)律試驗(yàn)研究[J].黑龍江交通科技，2018，41（1）：8-10.

[5] 張黎明，李世強(qiáng)，田志昌，等.含泥量對再生骨料混凝土性能的影響[J].施工技術(shù)，2017，46（12）：46-48，52.