国际水泥与混凝土研究及应用最新进展_第五届水泥与混凝土国际会议论文综述

"##" 年 -# 月 "6 日 7 -- 月 - 日第五届水泥与混 凝土国际会议在上海隆重开幕。 本次会议共收集论文 其中国外论文 1# 篇， 国内论文 -.5 篇； 会议 "-5 篇， 发表论文 -5$ 篇， 其中国外论文 $! 篇， 国内论文 -81 篇。 -# 多名国际一流的著名专家学者被聘为本届国 际会议的国际顾问。 包括国际顾问， 共有 -. 名国内外 著名专家学者做了特邀主题报告。 -# 月 "5 日 7 $# 日， 会议按水泥生产技术和装备与普通水泥以及膨胀 水泥和特种水泥、 应用基础和测试技术、 水泥及混凝 土制品中工业废弃物的利用、 混凝土及其制品等 . 个 主题， 分 . 个分会场宣读和交流论文。 从本次会议学术交流和成果来看， 当前世界水泥 与混凝土领域的学术发展趋势是以节能、 降耗、 环保、 高性能混凝土和混凝土耐久性为中心， 走可持续发展 的道路。 当前水泥与混凝土研究及应用领域的重大进 展和主攻方向主要表现在以下方面： - / 引入新的理论和方法研究水泥浆体的微观结 构和组成， 丰富和完善水泥水化、 硬化理论9 研制生态水泥 9 " / 水泥走清洁生产的道路， 特种水泥的研究、 开发与应用 9 $ / 水泥新品种、 生产再生混 . / 利用城市废弃混凝土和城市垃圾， 凝土 9 高性能、 耐久性等多元化研究 9 8 / 混凝土多功能、 ! / 工业废弃物在水泥生产和混凝土中的无害利 用。 目前，世界水泥与混凝土领域出现的新的热点， 集中在先进水泥基材料、 废弃混凝土再生利用、 混凝 土耐久性及其评价等方面， 这些热点往往与别的学科 领域交叉， 涉及结构学、 力学、 建筑学、 测试技术等领 域， 而这些领域的新发展， 打破了水泥与混凝土研究 的传统思维模式， 拓展了水泥与混凝土领域研究的范 围， 促进了水泥与混凝土的研究和发展。
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水泥
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力学特征的专家系统。通过对沥青型短切碳纤维增 强水泥复合材料 （ 的试验研究， 并通过 -./01 2 )34)） 有效利用循环的、未被使用的资源 （ 如碾碎的废弃 ，作 34) 粉末和生态水泥代替胶结料及循环的砂子） 者发现这些 -./01 2 )34) 材料性能与普通 )*4) 相 似， 或甚至优于后者。作者将这一技术称为混凝土生 态技术。为完成这个具体设想， 作者认为需建立合理 的性能评价方法以及不同数据的积累。 中国建筑材料科学研究院陈益民教授在 “ 大坝 混凝土因水泥与外加剂的适应性问题而导致过度缓 凝的分析” 一文中认为， 大坝混凝土所用的中热硅酸 盐水泥中， 如果 56% 含量过低， 混凝土会出现过度缓 凝现象。 通过对 56% 含量的不同水泥水化产物的研究 和分析，发现这是由于水泥组成与化学外加剂不相 适应所造成的。通常混凝土是在 )7 8 69 : # 形成后才 开始凝结， ;3/ 的形成并不会引起混凝土凝结。如果 水泥中的 56% 含量很低，再加入由 -’5 和木素磺化 盐制备的高效减水剂，将严重影响 )% 5 水化过程中 )7 8 69 : # 的形成。
中。普通生态水泥的主要成分与普通硅酸盐水泥相 同， 因此两者的物理性能是相似的。生态水泥中含有 代替了 )% >， 它适用于制备混凝 #$, 的 )-- >" ・)5)=# ， 土块、 木纤维板和其它不含钢筋的混凝土制品。#$$年 1 月， 日本建立了世界上第一个生产生态水泥的工 厂， 并已开始生产； 目前， 东京正在建立第二个生产生 态水泥的工厂。
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隋同波， 等 R 国际水泥与混凝土研究及应用最新进展—— — 第五届水泥与混凝土国际会议论文综述
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铝酸盐水泥的研究进展，通过他们自己的研究成果 和中国的实践经验， 扭转了以前的怀疑观点， 肯定了 硫铝酸盐水泥的可行性和可靠性，并对该品种水泥 提出了进一步研究的方法。 中国建筑材料科学研究院的隋同波博士， 在“ 高 贝利特水泥的强度与孔结构” 论文中， 介绍了该院在 国家 “ 九五” 科技攻关中研制的高贝利特水泥及其性 能。该品种水泥熟料中的低钙矿物贝利特 （ 含量 )# * ） 具有水化热小、 水化温升低、 后起强度增 大于 +$, ， 长率高、干缩小、抗化学侵蚀性能及耐磨性好等特 点。文中介绍了研究人员采用对比试验的方法对高 贝利特水泥与通用硅酸盐水泥浆体强度和孔结构进 行研究，得到了 # 种水泥的强度发展规律以及强度 发展与孔结构演变的关系。高贝利特水泥早期抗压 强度 （ 相对较低， 但后期强度增长率大， - . "/） #0/ 强 度即达到与 +#+ 号（ 相当于 1#& + 等级） 通用硅酸盐水 泥相当的水平，且此后高贝利特水泥的强度发展仍 保持较高的增长幅度。另外， # 种水泥硬化浆体的孔 隙率均随水化的进行而逐渐降低，但对高贝利特水 泥而言下降速率更快；水灰比降低，# 种水泥硬化浆 体的孔隙率均随之减小，但高贝利特水泥水化浆体 的孔隙率降低幅度更大 2 这些均与 # 种水泥的强度 发展规律相吻合；高贝利特水泥硬化浆体的孔分布 变化与通用硅酸盐水泥基本一致。目前， 高贝利特水 泥已在部分工程中得到应用。 中国建筑材料科学研究院的郭随华博士对高贝 利特水泥熟料的微观结构与性能的关系进行了一系 列研究。他在 “ 高贝利特水泥熟料的结粒、 结构组成 和性能关系研究 ” 一文中论述了，当熟料块尺寸在 高贝利特水泥的强度最高， 这时贝利特 + . -+33 时， 矿物晶体呈交叉薄片状， 且杂质离子多。 生态水泥是一种新型的波特兰水泥。这种水泥 的研制，不仅解决了由于耕地面积限制而引起的城 市及工业垃圾处理问题，而且还通过垃圾的循环利 用系统保护了环境。 日本 4567869( 水泥公司的 :6;(<76 生态水泥的制备与性能： 一种利用城市 :6;5( 先生在“ 垃圾焚烧灰所生产的新型波特兰水泥” 一文中， 介绍 了用城市垃圾焚烧灰取代 +$, 的原材料制备水泥。 城市垃圾焚烧灰通常含有不利于水泥的物质，如 )= 和少部分重金属。水泥烧结过程中， 重金属以氯化物 的形式蒸发，并以窑灰的形式被收集在袋式收尘器
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应用基础和测试技术
德国 ?5@75@< 大学的 A& *B5;C 教授在 “ 关于测定 普通波特兰水泥早期水化的新方法” 报告中， 论述了 利用传统的电子显微镜观察结构组成形貌时的局限 性， 提出了一种新的带场射枪的环境扫描电子显微镜 （ D*DE F GDH）测试技术，这种技术可以观察到微米 和毫微米结构， 这就使观察诸如波特兰水泥等复杂多 相系统的水化过程成为可能。 A& *B5;C 教授还描述了 利用这种新方法观察到的普通波特兰水泥水化过程 中的相的变化情况。多孔材料的孔体积和尺寸通常 是用压汞法测定的， 但是压汞法却无法测定孔的形状 和位置， 而这 # 个参数对混凝土来说是非常重要的。 日 本 东 京 技 术 学 院 结 构 工 程 研 究 中 心 的 I69(J@36 硬化水泥浆体早期孔结构变化 I@;@36<5K5 先生在 “ 的景象分析” 论文中提出了压镓法测定孔的形状和位 置。将镓注入混凝土的孔中， 通过电子探针显微分析 技术（ 可以得到孔形状和位置的景象。这种方 DLE>） 法被用于得到和分析早期的硬化水泥浆体孔结构景 象。通过景象分析， 可以观察到大尺寸的孔及养护期 间孔结构的变化。结果表明， 硬化水泥浆体的孔结构 随着龄期的增加而剧烈变化。 日本东京技术学院的 E5<5C6 M563(N 教授在 “ 含 接枝聚乙烯氧化物的 )(3O 型超塑化剂的分散机理 ” 报告中， 从分子结构、 被吸收的聚合物数量、 )5)P% 粒 子丛俘获的水分等方面论述了 )(3O 型超塑化剂的 接枝链长度和分散机理， 以及其对石灰石粉末悬浮物 的流动性的影响。通过使用具有较短接枝链长度的 )(3O 型聚合物可以改善高浓度悬浮物的流动性。 日本 I6B5C9@<7@ 大学的 G@C@<7635 4(<76( 先生在 “ 短纤维增强水泥复合材料的资源再生与材料生态 化” 一文中阐述了短切纤维增强水泥复合材料 （ GQ)） 的资源再生与生态材料化设计的基本思路，根据结 构、 耐久性、 防火及生态平衡的要求为 GQ) 设计一个 产品、 选择和评估的系统， 并试图建立设计和预测动
! 水泥生产技术和装备与普通水泥、膨胀水 泥和特种水泥
天津水泥设计研究院刘志江教授在 “ 水泥机械 装备的发展趋势及我们的对策”报告中，用图表形式 展示了我国水泥从 -58# 年到 "##- 年的发展过程， 并 从原材料均化技术、预分解窑节能煅烧技术、节能粉 碎和研磨技术及装备、自动控制技术、环境保护装备 等角度介绍了 &:; 生产工艺技术和装备在中国的发 展与应用， 并提出了相应的对策， 如加强基础研究、 加 强工艺技术和装备的开发和应用、 研制大型国产设备 而加快 &:; 生产线的建设、加快生态工艺设备和技 术研究， 从而实现水泥工业可持续发展。 美国伊利诺依大学 <% =% >’?@A 教授在 “ 先进水泥 基材料” 报告中介绍了在低水分下可以保持浇筑性的 即致密的、 粒子填充水泥） 、 可提供较高韧 3:; 水泥 （ 性和强度的大体积纤维增强复合材料以及利用聚合 材料的补充性能的 *3= 水泥 （ 即活性聚合水泥复合 材料） 。 <% =% >’?@A 教授还从制备工艺、 粒子填充、 水 化化学、孔结构等方面论述了 3:; 水泥的形成过程， 并从力学性能、运输性能、收缩性等方面着重论述了 在 3:; 水泥中加入超塑化 3:; 水泥系统的性能特点。 剂和硅灰， 水灰比可以小于 #% "8， 制备的混凝土抗压 强度可以达到 -8#*;B， 其渗透率小于 -# 4 -8 。报告还 介绍了纤维增强复合材料和 *3= 水泥的制备工艺及 微观结构。 硫铝酸盐水泥是我国发明的一种非硅酸盐体系 的新品种水泥。在其问世之初， 国外业内专家对之长 期稳定性和耐久性持怀疑态度， 但随着其应用研究和 耐久性研究的不断进行， 该品种水泥日益显示出其独 特的性能和可靠性。英国阿伯丁大学的 =% ;% CDBEEFG 教授在其 “ 硫铝酸盐水泥研究进展” 特邀报告中， 从水 化机理、水泥性能、耐久性等方面论述了当前世界硫
子以及引气剂和减水剂制成；被循环的集料由混凝 土块经颚式破碎机、冲击式破碎机破碎后为一级破 碎水平的破碎混凝土，再经改进后的颚式破碎机破 碎为二级破碎水平的破碎混凝土，再一次由颚式破 碎机破碎， 成为三级破碎水平的破碎混凝土。试验结 果表明，由高强或中等强度的原始混凝土作为集料 制成的循环混凝土不受破碎混凝土的破碎水平的影 响， 而对低强度原始混凝土制成的循环混凝土， 破碎 混凝土的破碎水平对其强度稍有影响。 意大利 ;G0(G7 大学的 )(H.7IJ>@. K7I>HH.7 先生在 “ 碎石处理以制备建筑再生骨料混凝土”一文中 L 论 述了从建筑毁损废弃物中回收碎石，并将这些碎石 作为混凝土的骨料的可行性。回收的碎石由工业破 碎厂提供， 在这个破碎厂， 建筑毁损废弃物的片块被 合理 处理。 用它们完 全代替 天然骨 料来制备 混凝 土。测试这些混凝土的抗折强度和抗压强度， 结果表 明， 适当降低水灰比， 可以制备强度等级与基准混凝 土（ 由天然骨料制备） 适当的混凝土。作者还分析了 这些混凝土的经济效益及环境效益，从而评估了这 些混凝土的生态平衡价值。 日本 ,(AM@1.N7 大学李保群先生对如何从废弃 混凝土中回收骨料提出了 # 种方法。他在“ 利用热处 理及擦磨法从废弃混凝土中回收骨料 ” 一文中揭示 了原始粗骨料类型、 废弃混凝土的强度， 以及热处理 温度对物理性能及通过热处理和擦磨法回收粗骨料 和细骨料的回收百分率的影响，并论述了这些回收 骨料的可利用性。研究结果表明， 当热处理温度很高 时，热处理温度和原始粗骨料类型对回收粗骨料的 混凝土的重要性能 （ 如绝对干燥密度、水吸收率）影 响很大， 而废弃混凝土的强度影响较小； 而对于回收 细骨料混凝土性能，热处理温度和原始粗骨料类型 影响很小， 废弃混凝土的强度影响相对较大。热处理 温度越高，回收粗骨料的质量越好；而 O$$P 温度下 处理的回收粗骨料的质量几乎达到混凝土碎砂的 QR5 标准。然而， 各种回收细骨料质量都很低， 且它们的 绝对干燥密度和水吸收率都不能达到混凝土碎砂的 QR5 标准。
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水泥
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国际水泥与混凝土研究及应用最新进展
—— — 第五届水泥与混凝土国际会议论文综述
隋同波， 朱晓玲， 倪竹君， 王幼云
, 中国建筑材料科学研究院， 北京 -###". / 中图分类号： +0-1"2 文献标识码： 3 文章编号： -##" 4 5611 , "##$ / #" 4 ##!! 4 #.