翟冠杰：地聚物水泥——最具市场潜力的低碳水泥
水泥 中国水泥网信息中心 2024-10-16
德州学院粉煤灰研究所所长翟冠杰教授是地聚物水泥方面的专家，兼任中国硅酸盐学会固废分会地聚物产业化专业委员会主任委员，其主编的国内首部地聚物水泥标准《粉煤灰地聚物胶凝材料》于今年3月19日发布。近期中国水泥网与翟冠杰教授展开了沟通。
问：我们知道您是地聚物水泥方面的专家，与地聚物发明人Joseph Davidovits博士都是美国宾夕法尼亚州立大学Della Roy教授的得意门生，一辈子从事这方面的研究，您主编的国内首部地聚物水泥标准《粉煤灰地聚物胶凝材料》已经在今年3月19日发布，请问从技术上来说地聚物水泥有什么优点，在哪些方面能替代普通水泥使用？目前国内外的发展现状如何？
翟冠杰教授介绍：地聚物水泥就是地聚合物（Geopolymer），水泥二字是个同位语；地聚合物有其明确的定义：具有Si（Al）-O四面体单元结构立体网的、短程有序长程无序的准晶态和非晶态共生的、各向同性的类沸石无机非金属材料。因为制造它的前驱体（Precursor）可以全部是粉煤灰、水渣粉和钢渣粉等工业固废，所以低碳利废、生态环保，是全世界公认的推动循环经济发展的环境友好材料。
地聚物水泥具有快凝、耐火、耐酸、耐盐、耐高寒、耐风化、高抗压、高抗折、抗冻融、抗辐射、无碱骨料反应和固封键合重金属离子（包括核电站废料）等优点，是新一代多功能无机非金属材料，其性能涵盖了水泥和陶瓷的基本性质和部分功能。Della Roy 院士称赞地聚物水泥为“化学键合陶瓷（Chemically Bonded Ceramics）”，并在《Science》上撰文推广这一新技术。地聚物混凝土已在欧美国家产业化，其中最典型代表是澳大利亚瓦格纳公司建设的纯粹地聚物混凝土的 Wellcape 机场。
地聚物水泥理论上可以全方位替代传统水泥，目前国内外最多的应用如下：小体积砼构件（国道隔离墩、耐酸管道、防火墙、各类砌块砖、路沿石、发泡保温材料）、快速抢修工程、人防工程、核电站建设、人工鱼礁（海洋牧场）、海工砼构件、喷射混凝土、钢结构防火与防腐涂层、化工耐酸防腐、重金属离子固封与核废料封存、部分危废处理等。案例：垃圾焚烧飞灰（危废）固化处理。
翟冠杰教授介绍，地聚物水泥正在快速的发展中，国内能生产地聚物水泥的固废资源在60亿吨以上，地聚物水泥产量会在5-10年后达峰。地聚物水泥是中小型粉磨站转型的方向，能充分利用周边廉价大宗固废资源，采用专用技术，完全可以大规模生产。
2015年10月，德州学院粉煤灰研究所与大连恒翔粉煤灰综合利用有限公司强强联合，历经两年上百次试验，打通了“科研最后1公里”，于2017年8月建成了国内第一条地聚合物水泥PC构件生产线，并把国家能源集团（国电）大连庄河电厂的1万吨粉煤灰变成了3万立方米生态人工鱼礁，目前正在生产或计划生产地聚合物水泥混凝土的已经有10多家企业。
绿色是水泥行业高质量发展的底色。中国水泥网将于10月24-25日在芜湖海螺国际大酒店举办“2024中国水泥双碳大会暨第十二届节能环保技术交流大会”。此次大会将聚焦水泥行业低碳发展与绿色升级的核心议题，探讨能效提升与节能降碳技术的应用，以及水泥行业如何利用碳交易机制，促进自身低碳转型。会上，翟冠杰将围绕低碳水泥与低碳胶凝材料的创新发展与趋势展开精彩演讲，赶快报名吧！
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