全固废胶凝材料应用前景如何？固废基胶凝材料研发的出发点是怎样的？全固废胶凝材料竞争优势有哪些？全固废胶凝材料能带来哪些经济和社会效益？

全固废胶凝材料应用前景

全固废胶凝材料的应用领域非常广泛，在土木工程、道路工程和军事工程等领域都有广阔的应用前景。

在土木工程领域，使用全固废胶凝材料配制的混凝土能够满足C10-C80各强度等级要求。与普通硅酸盐水泥相比，全固废胶凝材料能够显著提高中低强度等级混凝土的抗腐蚀、抗裂等性能，大幅降低大体积混凝土的水化热；改善混凝土搅拌站使用的粉体种类多、质量不稳定、混合不均匀等缺点；具有更低的成本和价格，能够为混凝土搅拌站、混凝土制品和构件生产企业带来更可观的经济效益。

在道路工程领域，使用全固废胶凝材料配制的混凝土具有良好的耐磨和体积稳定性，是铺设路面混凝土的理想材料；在铺设路基时，由于全固废胶凝材料具有优良的土壤固化能力，能够作为固化剂直接与土壤拌合使用。

该产品对含水率高的软土、淤泥、工程泥浆等固化能力非常突出，在含水率达50%~80%的淤泥、泥浆中外掺10%~15%的全固废胶凝材料，固化土的7天无侧限抗压强度可达1.5~2.0 MPa，28天可达2.5~3.5 MPa，能够很好的满足道桥、铁路、水利、建筑等工程的需求。

在军事工程领域，使用全固废胶凝材料制备超高性能钢纤维增强混凝土，抗压强度达到160MPa，是普通建筑混凝土强度的5倍以上，抗冲击强度是普通建筑混凝土的20倍以上。以这种混凝土与树脂材料（软结合层）互层，总层数达到1000~2000层，总厚度达到200~400米，钻地弹等任何爆炸物的90%的爆炸能量被层间滑动所消耗。用这种结构建造的防钻地弹掩体，每米混凝土的抗爆能力相当于20米天然花岗岩。掩体厚度达到200米时，相当于4000米花岗岩的抗爆能力。

除上述应用领域之外，全固废胶凝材料在海洋工程、地下工程、矿山充填等工程中都具有巨大的应用潜力。

固废基胶凝材料研发的出发点

固废基胶凝材料研发的出发点是采用多固废协同的方式，而应用固废基胶凝材料生产的混凝土在消纳固废过程中作用明显。据了解，目前全固废混凝土所使用的钢铁冶金工业固体废弃物，仅在京津冀地区就堆存有200多亿吨，并且每年还在持续产生10亿吨以上。京津冀地区的煤电工业固废每年也产出3000万吨以上。

在“双碳”背景下，协同利用多种固废成为重要发展方向。钢渣综合利用一直是钢铁行业的“卡脖子”难题。近年来，随着环保要求越来越严格，钢渣的粗放式露天堆放在全国越来越多的地区逐渐被禁止，按照环保标准，将钢渣贮存于固废大棚中，企业又遇到贮存成本高、缺乏堆放场地等新问题。

“固废基胶凝材料可作为水泥来使用，目前已经完全成熟的固废基胶凝材料生产，钢渣掺入量可达30%，消纳潜力巨大。”近日，北京科技大学教授倪文在接受记者采访时表示，目前在实验室研究和小规模工程试用中，钢渣在胶凝材料中的最高占比可达60%，并且具有100%挖掘配料中水淬高炉矿渣超细粉对混凝土强度贡献的优势。但是，这种超高掺量钢渣的固废基胶凝材料所制备的混凝土长期服役的结构耐久性安全问题，还有待进一步深入研究和反复证实。

全固废胶凝材料竞争优势

1、减排二氧化碳

2020年我国水泥产量23.77亿吨，约占全球55%，排放二氧化碳约14.66亿吨，约占全国碳排放总量14.3%。每生产一吨水泥熟料的二氧化碳排放量约为780kg，水泥行业面临的减排压力非常严峻，时间与任务非常紧迫。

全固废胶凝材料的原料全部来自工业固废，生产过程只有粉磨和均化过程，无二氧化碳排放，在众多领域可作为水泥的替代品使用，能够极大的减少二氧化碳排放量。

据不完全统计，我国每年产生粒化高炉矿渣3.3亿吨、钢渣1.2亿吨、电厂脱硫石膏1.2亿吨、循环流化床灰渣1.4亿吨、电石渣0.3亿吨，总共可生产全固废胶凝材料7.4亿吨，全部代替水泥使用，可减少二氧化碳排放量2.9~4.6亿吨，占我国2020年二氧化碳排放总量的20%~31%。

由此可见，推广应用全固废胶凝材料是建材行业实现“双碳”目标的重要途径。

2、实现大宗固废综合利用

我国大宗工业固体废弃物生产量大，2019年产生量约36.98亿吨，建筑垃圾新增35亿吨，各类工业固废累计堆存超620亿吨。

目前我国正进入高质量发展阶段，对能源、金属的需求稳步增长，未来工业固废的产生量仍将会保持高位，其堆存将占用大量土地，不仅带来环境、安全等多方面的问题，而且给企业造成极大的经济压力。

全固废胶凝材料及全固废绿色混凝土的大规模推广应用能够消纳大量固废，尤其是解决钢渣、赤泥、循环流化床灰渣等难处理固废的利用问题，减少固废堆存所带来的环境污染和安全隐患问题，对于保护生态环境、促进可持续发展具有重要意义。

3、成本优势

近几年来，水泥市场价格一直处于高位。未来在我国环保政策日渐趋严的背景下，许多产能小、环保措施不达标的企业将被关停或淘汰，水泥的市场价格将进一步提高。

全固废胶凝材料的原料均为工业固废，原料来源广，相较于水泥的“两磨一烧”生产过程，其生产过程仅需粉磨和均化，生产成本约为普通硅酸盐水泥的50%。

在水泥价格大幅增长的环境下，全固废胶凝材料的成本优势更为突出，将具有更大的市场竞争力。

全固废胶凝材料的推广应用，有利于消纳大宗工业固废和减少水泥熟料用量，降低建材行业碳排放总量；有利于保护自然资源，减少能源消耗；有利于调整产业结构，促进行业和企业高质量发展，具有显著而长远的社会效益。

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