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高源
2023年10月20-22日，第五届全国固废处理与生态材料学术与技术交流会在南京紫金山庄隆重召开。作为大会的重要组成部分，低碳水泥混凝土专场交流会分别于21日下午和22日上午在紫薇B厅举行。本会场由华南理工大学韦江雄教授、重庆大学王冲教授共同召集，共进行了20个主题报告，围绕低碳水泥混凝土展开了充分的交流与讨论，现场气氛热烈。
低碳水泥混凝土分会场现场
哈尔滨工业大学高小建教授以《水泥基材料碳捕获与工业固废的高效利用》为题作邀请报告。报告主要围绕碳化掺合料和碳化养护对混凝土早期强度与耐久性的影响展开，研究发现二者结合可以提高混凝土强度和固碳效率，重点阐明了碳化粉煤灰、碳化钢渣和碳化养护的协同效应。另外补充说明了生物炭在碳化过程中的积极作用，从生物炭的基本性能、生物炭对水泥石性能的影响、生物炭对固碳效率的影响等方面进行了介绍。
华南理工大学韦江雄教授以《废弃混凝土再生微粉制备低碳水泥》为题作邀请报告。以混凝土碳减排为源头引出再生微粉，随后分别介绍了再生砖粉作为辅助性胶凝材料和水泥原料在混凝土中的应用。报告指出，再生微粉在以上应用场景均可显著降低碳排放。在报告最后，韦江雄教授也分享了对水泥混凝土低碳发展的深刻思考。
华北理工大学贾援副教授作了题为《侵蚀环境下硅酸镁基胶凝材料演变机制研究》的报告。首先介绍了水化硅酸镁胶凝体系的反应进程，认为SF的分解过程决定了整体反应进程。指出M-S-H分子结构中存在大量孔道，可能具有较好的吸附作用。随后分别报告了高碱、高盐、高Ca2+等环境中水化硅酸镁体系及其反应过程的演变规律。
武汉科技大学廖宜顺副教授以《海水拌合与偏高岭土对铁铝酸盐水泥水化的影响研究》为题进行报告。以铁铝酸盐水泥较强的耐腐蚀性为切入点，着重介绍了将偏高岭土分别与淡水和海水拌合到铁铝酸盐水泥中形成的性质差异。指出掺入偏高岭土会降低混凝土的流动性并缩短凝结时间，海水拌合与掺入偏高岭土的影响类似，解释了该现象发生背后的原理。
河海大学方毅讲师就《基于天然产物单宁酸的水泥混凝土性能增强及机理研究》作报告。发现单宁酸可以与液相中的Ca2+发生螯合作用，通过吸附作用抑制水化产物的生长速率，但单宁酸可以诱导水化产物的生长，改善水化产物特性，强化硬化浆体的微力学性能和孔结构。报告结尾指出，单宁酸对水化早期溶解-沉淀平衡的影响机理、对水泥水化产物生成与堆积的调控机制等方面仍待进一步研究。
中国建筑材料科学研究总院叶家元正高级工程师以《我国水泥工业绿色低碳转型发展路径》为题作邀请报告。重点强调了国家在水泥工业低碳发展方面的整体导向，介绍了水泥低碳减排的多种路径。指出，我国水泥行业减碳的技术积累已经达到较为先进的水平，想要实现双碳战略可以从原料替代、燃料替代和CCUS等方面入手开展深入研究，强调了燃料替代在水泥减碳方面的重要作用。比较了国内外较为先进的大型企业和研究集团针对水泥低碳减排的技术路线，旨在为与会代表提供水泥减排大方向上的启发。
山东大学张洪智教授作了题为《CO2矿化粉煤灰制备水泥矿物掺合料可行性初探》的邀请报告。从低碳减排大方向入手，提出利用碳化在提升粉煤灰活性的同时，也可以有效固碳。报告提出了将粉煤灰作为钙源与吸附载体的多源协同碳化机制，并对碳化粉煤灰的各项性能进行了介绍。同时介绍了将碳化粉煤灰作为疏水涂层的应用，该涂层耐低温性能优越，有望用于北方寒冷地区。
北京工业大学刘辉助理研究员以《负载CO2有机胺对水泥-粉煤灰体系强度发展的影响及机理》为题进行了报告。主要研究了水泥窑烟气捕集CO2的免解吸原位利用，指出负载CO2有机胺加速了水泥的水化进程及粉煤灰的火山灰反应，降低了孔隙率，形成了水化碳酸化协同效应，促进了水泥/粉煤灰胶凝材料的早期抗压强度，但相应也抑制了后期的水化进程。
湖南大学博士生王晓丽作了题为《以城市生活垃圾焚烧废物制备低钙固碳水泥熟料》的报告。报告提出了一种由100%城市生活垃圾焚烧副产物合成一种以β-C2S和C5S2S为主要矿物的低钙固碳水泥熟料，烧成温度区间为1000 ~ 1200℃。该熟料具有较高的碳化反应活性，β- C2S和C5S2S是主要的碳化反应相，且随着碳化时间的延长，产物形貌会发生较大的变化。
华南理工大学博士生黄焕晟以《地聚物高强免烧人工骨料的设计与性能》为题作报告。报告主要围绕地聚物少水泥、低水泥的特点和人工骨料的绿色低碳相结合展开，指出免烧人工骨料不仅可以制备高强混凝土，还可以通过各项工艺进一步降低碳排放。
武汉理工大学/生态环境部华南环境科学研究所联合培养硕士生朱磊作了题为《稻壳灰-矿渣-粉煤灰三元胶凝材料性能优化及水化机理研究》的报告。指出，稻壳灰具有保水性，可以增强体系的二次水化反应，大量网格状水化产物包裹和填充在稻壳灰表面和孔隙中，并起到桥接作用连接原料颗粒，可以提高材料的力学性能。
福州大学季韬教授作了题为《复合激发剂碱矿渣隧道防火涂料抗风振性能研究》的邀请报告。报告指出，采用氢氧化钠为激发剂的碱矿渣隧道防火涂料(ATFC)总孔体积和平均孔径均小于采用硫酸钠为激发剂的涂料，具有较高的抗风振性能。PPF纤维掺量为6%时，性价比最高。水玻璃掺量建议为0.8，因为在该掺量下，初始粘结强度最高、粘结强度损失率最小，ASF抗风振性能最好。
重庆大学王冲教授作了题为《功率超声辅助搅拌水泥基材料的机理与应用》的邀请报告。报告指出，在微观层面发挥作用的功率超声可显著提高水泥浆体的抗压强度，通过生成更多钙矾石和CH来加速早期C3S和C3A的溶解，降低水泥浆体的孔隙率，并优化孔结构。报告的最后介绍了功率超声在纳米材料分散和硅烷改性水泥净浆憎水性方面的应用研究。
广西大学应敬伟副教授作题为《纳米改性水泥基材料》的报告。指出三维多孔石墨烯可增强水泥的强度、弹性模量和耗能性质，在减少样品应力集中方面具有显著优势。对掺入石墨烯的水泥基材料的各项性质进行了表征，并向与会代表介绍了多尺度数值建模方面的研究工作。
南京林业大学朱彬荣讲师以《橡胶改性生态超高性能高延性水泥基复合材料冲击性能》为题作报告。报告主要介绍了UPH-ECC的各项性能，指出橡胶掺量越高，峰值荷载越低；温度越低，峰值荷载越高。报告分析了橡胶在体系中的作用机理，解释了高性能、高延性发生的原因。
绍兴文理学院王顺祥讲师以《聚合物改性CSA-PC复合水泥的关键性能及其水化特性研究》为题作报告。纤维素醚的掺入会导致材料力学性能下降，硫铝酸盐水泥具有同样的影响。但二者同时掺入可以显著提升体积稳定性，降低收缩。此现象的机理，解释为纤维素醚具有引气作用，孔结构中大毛细孔、宏观大孔显著增加，同时掺入纤维素醚会促使短柱状钙矾石的生成，硫铝酸盐水泥增加会使孔隙率降低，得到更致密的结构。
浙江大学黄博滔研究员以《高强高韧性混凝土的低碳化设计制备研究》为题作邀请报告。制备高强高韧性混凝土应解决强度与变形的矛盾，同时通过胶凝材料实现低碳及骨料的可持续化。报告重点介绍了超高强地聚物ECC(UHS-ECC)的设计方法，制备的混凝土可同时达到8%以上的变形和150MPa的强度。指出，ECC和UHPC在大掺量胶凝材料的情况下，碱激发材料的减碳效果会更加明显。
香港理工大学孙睿博后作了题为《脱硫灰-钢渣胶凝材料及全固废混凝土界面过渡区的研究》的报告。掺入脱硫灰和钢渣的混凝土强度可以得到明显提升。TIPA激发DASS复合胶凝材料的孔隙率较低，可以得到致密的结构。对ITZ的观察发现，水泥和天然骨料存在明显裂缝，而所选固废胶凝材料与固废骨料结合较好。
济南大学硕士生黄京立作了题为《人造轻集料的制备及在混凝土中的应用》的报告。设计了一种碱激发免烧轻集料，指出了针对不同掺合料条件下的混凝土性能变化。报告所涉及的轻集料可以满足集料使用的各项需求，还可以降低界面过渡区的体积，减少孔隙。
山东建筑大学硕士生苏振鹏以《高性能再生微粉混凝土粘结滑移性能实验研究》为题作报告。再生微粉可以替代水泥作为混凝土的掺合料使用，掺入再生微粉的混凝土，在各因素影响下的粘结性能变化规律与普通混凝土相似，但最终试件破坏时裂缝宽度小、破坏程度轻，且在服役过程中受疲劳作用的强度退化小。
供稿：全世涛
审核：王 冲、王振波
原标题：低碳水泥混凝土专场交流活动成功举办——第五届全国固废处理与生态材料学术与技术交流会
