甘肃:推广保温结构一体化技术!到2025年末新型墙体材料应用比例达到90%以上

作者:山西嬴信科技有限公司发布日期:2022-06-17浏览次数:0

近期,甘肃省工业和信息化厅下发了《甘肃省墙体材料革新工作“十四五”发展规划》,作为推进甘肃省生态文明建设和建筑业绿色发展、推动墙材行业实现“双碳”目标、落实黄河流域生态环境保护和高质量发展的重要举措,是推动全省墙体材料产业高端化、智能化、绿色化,提升产业链现代化的重要依据,突出了坚持党的全面领导、坚持以人民为中心、坚持新发展理念、坚持产学研教融合、坚持产业结构优化等基本原则,提出了农村新型墙材应用比例达35%,烧结企业数量减少20%、建成10家以上绿色新型墙体材料示范企业、新墙材制品高新技术企业比例提高50%,明确了加快产业结构调整、科研创新协同发展、提升装备制造水平、推进绿色墙材认证、完善产品标准体系、坚持科学评价引导、加大资源综合利用、助推乡村振兴战略、助力“双碳”目标实现、拓展延伸产业链条等10项任务。



全文如下:


甘肃省墙体材料革新工作“十四五”发展规划

墙体材料革新(以下简称“墙材革新”)是推进生态文明建设和建筑业绿色发展、推动墙材行业实现“双碳”目标、落实黄河流域生态环境保护和高质量发展的重要举措。为推动墙体材料产业绿色化、信息化、智能化,提升产业链现代化水平,根据《甘肃省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标纲要》和《甘肃省“十四五”制造业发展规划》等文件要求,编制本规划。


“十三五”我省墙材革新工作取得的成就

(一)“禁实、限粘”实现新突破


“十三五”期间,我省墙材革新工作认真贯彻落实国务院办公厅印发的《关于促进建材工业稳增长调结构增效益的指导意见》、发展改革委等2部门下发的《新型墙体材料推广应用行动方案》、工业和信息化部等3部门下发的《关于加快烧结砖瓦行业转型发展的若干意见》等文件精神,下大力气“关、停、并、转”不符合产业要求的粘土实心砖厂,全面完成“禁实、限粘”目标,兰州市、嘉峪关市实现城市规划区“禁粘”目标。全省符合产业政策的新型墙体材料企业达到958家,其中利废企业450家。截止2020年,新型墙体材料年产量折标砖102亿块,新建、改建、扩建的建筑工程中,新型墙体材料使用率达78%。新型墙体材料推广累计相当于节约土地3万亩,节约生产能耗120万吨标准煤,减少二氧化碳等温室气体排放118万吨,利用各种固体废弃物超过3000万吨。


(二)技术创新取得新进展


科研创新成果显著。主管部门高度重视,指导产学研教一体推进,实现墙材生产企业与省内高校、科研院所深度融合和创新发展。建筑节能与结构一体化新型墙体材料技术产品、烧结企业环保达标技术、装配式建筑“三板”体系及部品部件的研发推广应用实现新突破。全省新型墙体材料新技术和新产品的研发获得全国性奖励3项以上,省部级奖励5项以上。


标准体系富有特色。各级墙改办协调省内外相关单位和企业,参与或组织编写了《建筑节能与结构一体化墙体保温系统应用技术规程》《建筑节能与结构一体化墙体保温系统构造图集》《装配式微孔混凝土复合外墙大板应用技术规程》《断热节能复合砌块墙体保温体系构造》《钢丝网复合岩棉板外墙保温体系应用技术规程》等地方标准规程图集20余部,为解决新型墙体材料在建筑领域应用的关键技术问题、促进新型墙体材料产品推广使用提供了技术支撑。


实验检验能力提升。为墙材产品质量,不断推动墙材生产企业实验室标准化建设,全省新型墙体材料生产企业实验室配备率达到70%。积极开展检测人员培训,已为全省100余家新型墙体材料生产企业培养合格的实验室操作及检验人员220余人次。推动绿色墙材标识认证,专题组织绿色墙材标识认证培训,多家企业已通过三星绿色建材认证标识。


(三)政策引领迈上新台阶


积极推进墙改立法。《甘肃省新型墙体材料推广应用管理规定》(省政府2003年第9号令)因墙改基金取消被废止后,积极推动《甘肃省新型墙体材料发展应用办法》立法进程,省工信厅已联合省司法厅完成立法调研和起草修订,报请省政府常务会议通过后,为新形势下全省墙材革新工作提供新的法律依据。


制定下发目录导向。为推动全省新型墙体材料企业转型升级和绿色发展,省工信厅、省发改委、省生态环境厅、省市场监管局联合发布了《甘肃省新型墙体材料产品目录(2021年版)》和《甘肃省墙体材料产业发展导向(2021年版)》。


配套文件不断完善。省住房和城乡建设厅下发的《关于进一步做好建筑节能绿色建筑工作的通知》、兰州市住建局下发的《关于设计推广应用建筑节能与结构一体化技术的通知》等文件,为新型墙体材料在融合绿色建筑发展、推广保温结构一体化技术、推进建筑节能和超低能耗目标实现提供政策,进一步促进了新型墙体材料发展。


存在的问题和面临的形势

(一)存在的问题


“十三五”时期,虽然我省新型墙体材料产业得到较快发展,墙材产品和产业结构明显优化,但墙材行业仍然存在发展不平衡、整体水平低、创新能力弱的问题,突出表现在:墙材产品种类较全但结构欠优,规模以上企业占比较低,特别是加气混凝土企业生产平均达产率不到一半;建筑物墙体围护体系保温层的耐久性问题、防火安全问题、开裂脱落问题没有从根本上解决,已经严重影响建筑业运行安全和低碳发展;新产品新技术推广应用较慢,装配式建筑用“三板”体系供应不足;墙体材料相关专业人才匮乏等。


(二)面临的形势


中共办公厅、国务院办公厅印发的《关于推进城乡建设绿色发展的意见》,站在全面建设社会主义现代化的战略高度,对城乡建设全面绿色转型作出了安排部署。“双碳”目标、乡村振兴战略、黄河流域生态保护和高质量发展对新型墙体材料行业的发展提出了新要求、新机遇和新挑战。以装配式建筑为代表的绿色建筑已经成为工程建设新特征,新型墙体材料推广应用从城市向乡镇和农村扩展延伸成为必然趋势。墙体材料产品种类,从砖、板、块向复合制品和构件的方向发展,保温材料、围护结构材料,包括砂浆混凝土及构件成为墙体材料重要组成部分。墙材行业必须在优化资源结构、产业结构上下功夫,大程度减少对自然资源的消耗,大化消纳和利用当地工业废渣、建筑垃圾等固体废弃物,推行清洁生产,助力解决环境污染问题,在促进行业绿色发展、循环发展、低碳发展、可持续发展等方面大有可为。


总体要求

(一)指导思想


以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神,立足新发展阶段,贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,落实新发展要求。以推动高质量发展为主题、以深化供给侧结构性改革为主线、以改革创新为动力、以低碳发展为目标、以政策引领为手段,推动技术创新、管理创新、制度创新,淘汰落后产能、开发高附加值产品,不断满足人民日益增长的绿色、健康、安全的居住环境需求。结合乡村振兴,加快结构调整,开拓农村市场,推动新型墙体材料向农村推广。


(二)基本原则


坚持党的全面领导。各级政府党委(党组)要加强对墙材革新工作的领导,墙材生产企业要建立健全基层党组织,做到墙材行业党的领导全覆盖,进一步健全和完善新型墙体材料革新工作的体制机制。


坚持以人民为中心。把人民群众对追求绿色、健康、安全舒适的居住环境作为墙材革新工作的目标,积极研发、生产绿色、保温、低碳的新型墙体材料,满足人民群众对美好居住环境的需求。


坚持新发展理念。把五大发展理念贯穿于墙材革新工作全过程,切实转变发展方式、调整产业结构,实现墙材行业质量、更有效率、更加公平的发展。


坚持产学研政融合。支持大专院校、科研院所与生产企业深度合作,鼓励高等院校设立产学研基地、培养创新人才,激发企业创新创业活力、促进科技成果转化应用。研究开发新装备新技术,推动智能制造核心技术联合攻关与示范。


坚持产业结构优化。结合各地资源禀赋,不断优化墙材产品产业结构布局,解决发展不平衡、不协调的问题。加快乡镇农村墙材革新,统筹推进城乡新型墙体材料产业平衡发展、协调发展。


(三)发展目标


巩固“禁实、限粘”成果。到2025年末,全省基本形成以围护、保温、防火等多功能一体化绿色新型墙体材料和装配式建筑部品部件为主的发展布局,烧结空心制品在新型墙体材料中的使用比例不超过30%。新型墙体材料产量占墙材总量的比例达到83%以上,应用比例达到90%以上。农村新型墙体材料应用比例达到35%,装配式建筑用墙材产量占墙材总量的比例达10%。


推动“双碳”目标落地。落实墙材行业碳达峰、碳中和能耗“双控”要求,到2025年末,全省烧结墙材企业数量减少20%,建成10家以上绿色新型墙体材料生产示范企业,全省墙材企业年固体废弃物消纳量达到1000万吨以上。


引领企业转型发展。培育一批高端、低碳、绿色的生产龙头企业,引领并带动广大中小企业向绿色化、智能化、信息化转型升级,新型墙体材料生产高新技术企业比例提高50%。


推动产业协同发展。紧盯建筑信息模型(BIM)技术研发和应用、装配式建筑大力推广的契机,加大绿色墙材生产和推广应用力度。针对建筑节能新要求和保温结构新趋势,大力推广具有我省自主知识产权、具有甘肃地方特色和良好推广前景的建筑节能与结构一体化先进工艺和产品。


主要任务

(一)加快产业结构调整


以《甘肃省新型墙体材料发展应用办法》为指导,以《目录》和《导向》为引领,合理调整产业结构,避免无序发展。化解过剩产能,争取企业平均达产率不低于60%;根据当地市场需求和材料资源,合理确定板材类企业产品方向,实现自动化智能化生产。烧结制品领域,加强企业技术攻关,推动智能生产和制造机器人批量应用,改造提升环保工艺和烟气排放标准,转型生产非粘土墙体材料。充分利用窑炉余热技术和节能变频技术,提高能源利用效率。蒸压产品领域,鼓励企业通过资产重组、淘汰落后、技术改造、工艺改进等手段,瞄准建筑业需求,优化产品方案,在优质化、精品化、包装化、标识化方面再上台阶,实现产品升级和结构优化。墙板和部品部件领域,淘汰手工制板工艺,通过技术创新和改造提升,解决收缩开裂问题。


(二)科研创新协同发展


瞄准“十四五”期间发展超低能耗建筑、近零能耗建筑的历史机遇,加大节能、耐久、防火、隔音、多功能的墙材技术研发,开发适用于绿色建筑和装配式建筑,特别是开发超低能耗被动式建筑围护结构新产品,加大内外墙板、屋面板、复合楼板、带保温的阳台栏板、空调板、窗过梁板、飘窗板等外围护异形构件的通用化、标准化、模块化、系列化技术研发力度。积极推广拥有自主知识产权,具有我省技术规程和工程应用示范,获得省部级以上及全国性科技奖励的适合框架结构填充墙体的断热节能复合砌块、适合钢筋混凝土剪力墙和框架结构梁柱部位使用的HF复合保温模板、适合装配式建筑墙体使用的LSP水平自锁拼装板及微孔混凝土复合大板、岩棉夹芯复合大板等产品,满足省内各种结构类型建筑和装配式建筑对保温与结构一体化围护体系的需要。


(三)提升装备制造水平


推动墙材生产及使用过程中的技术装备研发,加强专用施工机具、辅助材料及配套产品的研发生产。鼓励企业采用国内领先的工艺和装备生产烧结类空心砌块、保温砌块、装饰面材等高端烧结产品,加快烧结产品转型升级,产品质量标准达到国内先进水平。加快推动加气混凝土产品性能和质量标准达到先进水平。鼓励发展各种高性能复合保温材料和部品构件,满足建筑节能和防火安全的要求。按标准淘汰环保、能耗不达标的绝热保温材料,推进行业绿色智能转型。加快推动各类墙材及制品构件生产工艺自动化水平,生产节能水平,推广智能装备,提升生产企业整体自动化、信息化、智能化和低碳化水平。


(四)推进绿色产品认证


认真贯彻《绿色建材认证实施方案》(市监认证〔2019〕61号)精神,委托相关科研院所,培育绿色建材示范产品和示范企业。制定《绿色建材绿色标识认证申请指南》,加大绿色建材产品认证相关政策宣传培训,解读绿色建材标识申报相关政策,鼓励、引导、支持墙材企业积极申请绿色建材认证标识,推动绿色建材行业加快发展。鼓励工程建设项目使用绿色建材采信应用数据库中的产品,在政府投资工程、重点工程、市政公用工程、绿色建筑和生态城区、装配式建筑等项目中,率先采用绿色建材。指导市县推动辖区内绿色建材产品推广应用及监督管理工作,在乡村建设、老旧小区改造中试点推广绿色墙材。


(五)完善产品标准体系


完善产品体系,重点发展适用于装配式混凝土结构、钢结构建筑的轻质、高强、保温、防火,与建筑同寿命的多功能一体化装配式墙材和围护体系,加强部品部件的通用化、标准化、模块化、系列化。开发适用于绿色建筑、装配式建筑、超低能耗被动式建筑、农村新型房屋的绿色墙材产品。推动烧结产品转型升级,鼓励发展烧结大板、装饰烧结砖、仿古烧结制品等高附加值产品。完善标准体系,强化产品标准、设计规范、应用规程间的联动衔接,完善新型墙体材料生产、设计、施工、验收的标准体系,包括产品生产标准、应用规程、标准图集的制定,实现墙材行业可持续发展。


(六)坚持科学评价引导


针对复合材料、一体化技术的新特点,研究系统评价方法,摒弃固有且不适宜的评价参数,力求指标合理、评价准确、引导科学,推动复合型墙体材料制品的健康发展。以绿色建材认证标识为抓手,强化对墙材产品全生命周期评价理念,大力发展绿色墙材。强化清洁生产,严格执行《砖瓦工业大气污染物排放标准》和《烧结墙体材料单位产品能源消耗限额》等强制性标准,进一步推广适用于新型墙体材料生产的能源梯次利用、窑炉烟气脱硫除尘等技术装备,推进合同能源管理,从源头减少污染排放。


(七)加大资源综合利用


持续推进工业废渣、建筑垃圾、再生骨料、农作物秸秆等废弃物在墙体材料生产中的综合利用。在粉煤灰、煤矸石、脱硫石膏、磷石膏、钢渣、电石渣、建筑垃圾和风积沙集中的地区,优先发展以上述固体废弃物为原料的新型墙体材料。研究利用隧道窑协同处置建筑垃圾、城镇污泥和河道淤泥等,支持建设大宗固废综合利用示范基地,推进新型墙体材料企业利废示范。充分利用资源综合利用政策,发挥新型墙体材料在固废处理中的独特作用,为低碳发展做出应有贡献。


(八)助推乡村振兴战略


农村住房改善是乡村振兴战略的重要环节,新型墙体材料应用从城市向乡镇和农村扩展延伸成为必然趋势。推广应用新型墙体材料,助力提升农房设计、建造水平。引导农民在农村自建房屋中使用节能环保、安全便利的新型墙体材料,提高全省农村房屋居住品质和建设质量。推广装配式农房体系,在有条件的乡镇农村,开展装配式建筑和保温模板免支撑现浇体系技术的研究与推广,在实现节能要求的前提下,墙体浇筑省去模板、支撑系统和穿墙螺栓。力争用保温模板免支撑现浇体系代替框架结构体系,建筑物结构主体和内外保温一体化现浇完成。在农村推广EPS模块数字化现浇体系,形成美丽宜居、各具特色的甘肃农村新风貌。


(九)助力“双碳”目标实现


推进传统工艺升级改造,助力黄河流域生态保护和高质量发展。推动墙体材料从砖、板、块向复合制品和构件的方向发展,通过墙体材料的轻量化、耐久化、一体化、本土化、节约化、生态化,实现墙体材料节能减碳基本要求。从材料采购、生产、安装全过程着手,进行节能减排改造,优化用能结构。推进生产企业绿色园区建设,开展清洁生产。控制烧结类企业增量,鼓励企业使用绿色能源和可再生资源,通过防风、抑尘、降尘等措施,从源头上减轻对大气的污染。鼓励企业推进合同能源管理,研究制定墙材行业碳排放总量和强度双控目标,建立能耗综合监测系统。开展单位产品综合能耗测试,对主要能源消耗、重点耗能设备实施可视化管理,服务“双碳”目标的实现。


(十)拓展延伸产业链条


按照习近平总书记“强龙头、补链条、聚集群”重要指示要求,围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链,完善产业链、融通供应链、提升价值链、做强创新链,加快产业转型升级和做优做强做大。探索推进墙材行业产业链“链长制”,筛选一批基础良好、链条清晰、龙头支撑明显的产业链,谋划一批特色突出、潜力巨大、前景广阔的产业链,加快构建现代产业体系。研究开发各类装配式建筑中墙材部品的应用及系统集成技术,包括应用软件开发、墙材部品与主体承重结构的连接技术、支护工艺和节点做法,与建筑门窗、排水管线、电路管线等的系统集成技术。


措施

(一)强化政策引领


墙材革新工作实现党的领导全覆盖,统一思想、统一认识、统一行动、形成共识。推动出台《甘肃省新型墙体材料发展应用办法》,确保新型墙体材料革新工作有法可依。制定下发《甘肃省墙材行业应对“双碳”目标行动方案》,积极构建促进全省新型墙体材料行业发展的配套政策体系。各市州要因地制宜,结合各自资源禀赋及需求,研究制定促进新型墙体材料发展应用的政策法规,引导墙材行业优化结构、健康发展,墙材革新与循环经济、环境保护、城市建设等政策法规衔接。


(二)规范行业监管


推行墙材产品采购信息报告制度试点,研究推行墙材采购合同示范文本,保护墙材企业合法权益。严格做好新型墙体材料产品认定工作,帮助企业享受《关于新型墙体材料增值税政策的通知》、《资源综合利用产品和劳务税优惠目录》等税收优惠政策。强化对新列入新型墙体材料目录的预拌混凝土、预拌砂浆、水泥预制构件等三类产品企业的监管和服务。


(三)淘汰落后产能


落实《产业结构调整指导目录》、《甘肃省新型墙体材料目录》、《甘肃省新型墙体材料发展导向》和及省上动态发布的墙材行业污染物排放、产品能源消耗限额标准,对达不到环保、能耗等要求的落后产能,履行社会责任不到位的,依法依规关停淘汰。制定发布《甘肃省新型墙体材料投资准入负面清单》,提高行业准入门槛,遏制低水平建设,健全墙材落后产能退出机制。


(四)开展试点示范


培育具有技术优势、管理优势、文化优势的新型墙体材料生产示范企业,建设一批技术先进、引领作用强的示范工程,重点做好适用于绿色建筑包括装配式建筑适用的围护体系应用试点,推动新型墙体材料产业向生产规模化、管理现代化、装备自动化、产品标准化发展。


(五)加强人才培养


坚持新型墙体材料开发、生产、应用技术人员职业化发展道路。鼓励相关企事业单位,依托大专院校、科研院所、重点实验室、技术中心、新型研发机构进行技术人员培训。支持高等院校开设新型墙体材料、低碳发展、智能制造相关课程。鼓励搭建产教学研平台,增加学生到墙材企业学习实习的机会,帮助其了解墙材工艺流程、应用技术、检测方法,鼓励学生到墙材企业就业。在相关专业技术人员再教育课程中,增加新型墙体材料相关内容,增强从业人员对新型墙体材料新技术、新工艺的认识,促进墙材领域技术创新。主管部门加强新型墙体材料管理人员的业务培训。


(六)鼓励产学研合作


依托大专院校、科研院所技术、专家和实验室资源优势,发挥企业在科技成果转化中的主体地位,组织开发适合当地气候特点和资源条件的本土化、功能化新产品和新技术,引进、消化、吸收国内外先进技术,加快行业共性技术突破和成果转移转化。鼓励新型墙体材料企业设立研发中心,积极培养、引进科技人才,将企业科技人员比例、科研投入作为享受财税优惠等相关扶持政策的重要依据。


(七)建立诚信体系


建立健全统计制度,完善统计体系。逐步推动互联网与墙材行业深度融合,探索构建我省墙材革新信息化平台和“互联网+墙材”管理网络,强化行业运行监测,及时发现和解决行业运行中的重大问题。完善建筑市场各方主体不良行为记录,研究建立黑名单制度,强化社会监督,健全诚信激励和失信惩戒机制,探索建立我省墙材供应企业市场行为信用评价体系。


(八)落实各级责任


发挥省、市、县各级墙体材料革新和建筑节能工作协调领导小组作用,进一步明确主管部门、设立工作机构,做到机构稳定、人员到位、工作落实。加强组织领导,完善由政府主管部门牵头,有关部门和单位密切配合的工作协调机制,制定发展规划,完善政策措施,及时研究和解决墙体材料革新工作中的重大问题。各级墙材革新工作主管部门要强化目标管理责任制,完善绩效考核机制。强化人员培训,提高执法能力,增强服务意识,提升技术、管理和服务综合水平。


(九)加大宣传引导


充分发挥新闻媒体以及公众微信、互联网+的舆论导向作用,向社会各界发布墙材革新政务动态、行业资讯、科研成果,普及新型墙体材料相关知识,宣传新型墙体材料性能、种类、标准、特点、使用方法等,深化对新型墙体材料推广应用必要性、重要性、迫切性的认识,努力营造墙体材料革新工作良好的舆论氛围,带动社会各界对墙材革新事业的理解与参与。


(十)发挥协会作用


强化墙体材料行业协会自身建设,充分发挥行业协会的组织和桥梁纽带作用,完善行规行约,引导并约束行业自律,积极反映企业诉求,引进先进技术和管理经验,提出相关政策建议,与相关组织和机构建立合作机制,引导组织全省新型墙体材料企业积极参与“一带一路”战略实施,大力开展墙材行业在管理、标准、检测、应用、培训、宣传等多领域的省内外交流合作。


来源:甘肃省工信厅


关键词:

摘要:粉煤灰-石灰-硫酸盐系统能更为充分地激发粉煤灰的活性,有比较广泛的应用前景。通过用于免烧砖、矿渣水泥生产中和对粉煤灰活性激发、胶砂强度等方面比较系统的试验研究,揭示了粉煤灰-石灰-硫酸盐系统研究和应用的意义与可行性,并提出了进一步研究的方向。


关键词:粉煤灰,石灰,硫酸盐,矿渣水泥,免烧砖,胶砂强度


1 前言


人们早已从理论上认识到粉煤灰掺加石灰和硫酸盐可作为胶凝材料,并进行了大量的试验研究,由于作为胶凝材料强度太低未引起人们足够的重视。但随粉煤灰引起的环境问题日益恶化和粉煤灰在建材中应用后对节约能源、资源的积极作用,以及粉煤灰建材资源化观点为更多人所接受,粉煤灰掺加石灰和硫酸盐作为激发粉煤灰活性的一个系统的意义越来越大,对这一系统进行深入的研究不仅有比较重要的理论意义,也有非常广泛的应用前景。


2 粉煤灰-石灰-硫酸盐系统的作用


粉煤灰属于CaO-SiO2-Al2O3系统,相比于波特兰水泥熟料只是CaO含量比较低。因此,理论上补充CaO,粉煤灰就可以水化硬化而形成强度,这实际上就是火山灰质材料的特性。但试验结果显示,即使所采用的粉煤灰品质比较好,粉煤灰水化硬化速度仍很慢,强度也极低,无实际应用价值,只有在高温高压条件下添加CaO,才可以获得比较高的强度。


这里所提的粉煤灰-石灰-硫酸盐系统是指常温常压条件下,粉煤灰在这一系统中活性能得到比较充分、快速的激发,并且在粉煤灰建材中具有一定的适用性。常温下粉煤灰-石灰-硫酸盐系统对粉煤灰活性激发虽然不象高温高压下那样显著,但这一系统无论是从应用角度还是理论层次都有比较重要的意义。甚至可以认为粉煤灰-石灰-硫酸盐系统是激发粉煤灰活性为基本的系统。


2.1 直接用来制备粉煤灰建材


表1是采用这一系统压制成型的粉煤灰砖的强度,粉煤灰的掺量可达80%以上,且对粉煤灰品质要求不十分严格。试验时胶凝材料部分的配合比为粉煤灰84%(原状灰),生石灰13%(熟石灰按CaO折算),Na2SO4 3%,砂为重庆特细砂,试件尺为4cm×4cm×16cm,成型压力控制在20MPa;试件在空气中标准养护。



表2是这一系统胶砂强度与70%粉煤灰+30%525#硅酸盐水泥的胶砂强度对比。结果显示采用这一系统来激发粉煤灰的活性,用22%左右的石灰和硫酸钠相当于采用30%的525#硅酸盐水泥的效果



2.2 粉煤灰作掺合料生产矿渣水泥


粉煤灰作为水泥或混凝土的活性掺合料时,水泥熟料水化时将产生Ca(OH)2,水泥通常加有石膏,这时粉煤灰活性激发也与粉煤灰-石灰-硫酸盐系统有一定关系;一些研究者通过研究还发现,粉煤灰作为混凝土掺合料时,应加入CaO以更充分激发粉煤灰的活性,因此,粉煤灰作为水泥或混凝土的掺合料时,其活性激发一定程度上与粉煤灰-石灰-硫酸盐系统有关。采用这一系统和矿渣一起制备粉煤灰矿渣水泥,可用于配制325#低标号水泥。表3是强度试验结果。



采用标准砂,按GB177-85进行测试,粉煤灰掺量为55%,石灰与矿渣掺量为44%,Na2SO4掺量为1%。只掺加CaO时粉煤灰与矿渣混合后强度也比较低,有关对比情况见表7测试结果。


2.3 是常温下粉煤灰活性激发的佳途径


从其它研究者和我们的研究结果来看,相比而言常温下粉煤灰-石灰-硫酸盐系统对粉煤灰活性的激发,技术和经济指标综合价值比较高。虽然我们采用其它的激发方式在粉煤灰掺量为70%~80%时,不掺水泥熟料常温下28d强度可以比较容易达到30MPa,且早期强度发展也比较迅速,但经济指标目前还无法与粉煤灰-石灰-硫酸盐系统相比。


2.4 常温下粉煤灰活性激发机理有待认识


以往简单的认为粉煤灰的活性在Ca(OH)2的作用下,活性氧化硅及氧化铝水化生成水化硅酸钙和水化铝酸钙,而水化铝酸钙在有石膏存在的条件下还会生成钙矾石。可以肯定,常温下粉煤灰活性的发挥是很复杂的,通过研究粉煤灰-石灰-硫酸盐系统可以从另一个侧面来认识粉煤灰活性的激发。


3 强度试验结果


3.1 原料


粉煤灰主要选用重庆九龙坡电厂的干排灰,化学成分见表4,试验研究时还采用了烙横电厂的粉煤灰。粉煤灰分原状灰和磨细灰,磨细灰分别粉磨30min和3h。



矿渣采用重庆钢铁公司高炉矿渣,该矿渣碱性系统为1.08,采用球磨机粉磨40min。生石灰采用重庆歌乐山石灰,球磨机粉磨20min,硫酸盐中的硫酸钠为无水硫酸钠,石膏为重庆的二水石膏和经煅烧的半水石膏。


3.2 胶砂强度试验


胶砂强度试验采用标准砂时按GB177-85,由于试验研究数量比较大,考虑到试验费用问题,在进行对比分析时采用重庆特细砂(细度模数为0.9),试验时参照GB117-85,灰砂比为1∶2,水灰比根据砂浆的流动度与采用标准砂相近进行调整,试件采用标准养护。采用特细砂与标准砂的胶砂强度有一定的可比性,特细砂的胶砂强度大约相当于标准砂胶砂强度的80%~85%。


3.3 强度测试结果


强度试验主要考察这一系统与粉煤灰单掺CaO的对比情况。表5~表8是部分的胶砂强度试验结果。







试验结果显示粉煤灰-石灰-硫酸盐系统比粉煤灰单掺CaO对粉煤灰活性激发效果更为显著,不论这一系统单独作为胶凝材料,还是作为活性掺合材使用时效果都很明显


4 讨 论


从胶砂强度的试验结果和微观测试结果都可以看出粉煤灰-石灰-硫酸盐系统对粉煤灰活性的激发效果非常显著,这与其它研究者的研究结果是比较一致的。从现有的试验和测试结果还可以认为,要使粉煤灰活性激发生成类似于硅酸盐水泥的水化产物,很显然CaO或者Ca(OH)2是激发粉煤灰活性的必要条件,而硫酸盐则是激发粉煤灰活性的充分条件,并且只在石灰存在的情况下才能发挥作用。虽然粉煤灰-石灰-硫酸盐系统对粉煤灰活性激发的效果极为显著,但还有很多问题有待更为深入的研究。我们在前期研究的基础上认为以下几个方面值得进一步的研究。


4.1 Ca(OH)2的佳量


粉煤灰中的SiO2平均占55%,Al2O3占25%,按水化硅酸钙的钙硅比为1∶1,钙矾石的钙铝比为4∶1,假定与SO42-同比例的Al2O3参与生成钙矾石,而SO42-按5%计算,又假定不计粉煤灰中的CaO以及Fe2O3,理论上粉煤灰的活性氧化物全部生成水化产物所需的CaO大约少为55%(质量比),如假定有一半的活性氧化物反应需要22.5%CaO,而通常CaO的掺量为20%,折算成外掺大约为25%。因此,通常粉煤灰-石灰-硫酸盐系统石灰掺量在20%也有一定的依据。当然如假定水化硅酸钙的钙硅比大于1∶1,并且后期有水化铝酸钙生成,那么CaO的佳掺量还应提高。


实际应用中还需要在早期就能比较充分的激发粉煤灰活性,并确定粉煤灰-石灰-硫酸盐系统中Ca(OH)2的量为多少时可在某龄期之前有效激发粉煤灰的活性,通常采用的是生石灰。当石灰掺量过多时,成型时会因体积膨胀而产生破坏,而生石灰掺量太少又难以粉煤灰后期能不断水化。在水化后期如能通过其它方式补充系统中的Ca(OH)2,这一矛盾就比较易于解决了。


4.2 采用生石灰还是熟石灰


从理论上看,粉煤灰-石灰-硫酸盐系统中的石灰如采用生石灰将会比较快速水化而生成Ca(OH)2,然后Ca(OH)2再与粉煤灰中的活性氧化物反应,因此系统采用熟石灰来代替生石灰效果应该差别不是很大,但以往的试验结果显示采用熟石灰的强度明显低于采用生石灰的。因而系统中分别采用生石灰和熟石灰水化机理上有什么差别是值得研究的。或许将为粉煤灰-石灰-硫酸盐系统中采用熟石灰找到一种途径。由于熟石灰不需要粉磨,这将大大促进粉煤灰-石灰-硫酸盐系统在粉煤灰建材中的应用


4.3 不同情况下粉煤灰-石灰-硫酸盐系统的调整


当粉煤灰-石灰-硫酸盐系统作为水泥或混凝土的活性掺合材时,由于水泥总会不断产生Ca(OH)2,后期能补充Ca(OH)2,可能硫酸盐的激发更为持久,粉煤灰-石灰-硫酸盐系统对粉煤灰活性激发作用又有另一种特征。此时,系统如何具体调整,待进一步研究。


4.4 耐久性


粉煤灰-石灰-硫酸盐系统作为掺合料用于水泥和混凝土中,在通常的掺量范围内耐久性是能满足要求的,甚至还能有所提高。而粉煤灰-石灰-硫酸盐系统直接用于制备粉煤灰建材,如生产砌筑水泥、粉煤灰砖和砌块,有关这方面的耐久性研究还比较少。


4.5 对外加剂的适应性


无论粉煤灰-石灰-硫酸盐系统单独使用还是作为掺合材使用时,都将涉及外加剂的适应性问题,因为在浇注混凝土和生产建材制品时外加剂的使用已相当普遍。


我们选择了几种具有代表性的减水剂和不同电厂的粉煤灰,就粉煤灰-石灰-硫酸盐系统对减水剂的适应性进行了初步研究。研究结果表明这一系统单独使用或作为活性混合材使用时,掺加减水剂后强度有不同程度的降低。而以往其他研究者的试验结果均表明减水剂有利于强度的提高。值得指出,就我们的研究结果来看,粉煤灰-石灰-硫酸盐系统对减水剂的适应性较差,但这不等于这一系统研究和应用的意义降低了。因为这一系统现已自觉和不自觉地被使用了。因此,现在的问题是如果有关这一系统对减水剂适应性较差的现象是普遍存在的话,那么接下来的工作就是如何提高这一系统对减水剂的适应性。


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