環保高性能水泥在高含泥量集料中的試驗研究及應用

張聰聰

摘 要：在當代的建筑工程施工技術領域當中，對于新型的建筑材料的研發和應用試驗對于整個行業的發展都至關重要，其中符合現代建筑安全和環保新標準的環保高性能水泥就是這類新興建筑材料的代表。而隨著該材料的大量投入實用以及科學技術領域的深入研究，該材料在建筑工程領域中高含泥量集料當中的交互試驗以及配比優化至關重要。本文針對環保高性能水泥這類材料在高含泥量集料中的試驗方法和應用意義進行全面分析，旨在為該材料的技術發展以及相關從業者的優質化應用提供參考。

關鍵詞：環保;高性能水泥;含泥量;集料;應用

在如今全國全新的工業發展戰略的推進以及“一帶一路”等發展戰略落實的情況下，各類交通設施以及建筑工程領域的優質化建設顯然成為了重點工作之一，因此從社會可持續發展的需求以及相關政策管理的側重點可以看出，當代關于各類新型高性能及環保工程材料以及技術理論的專研成為備受全社會關注的重點。通過各類廢棄物以及新型材料的結合而制造出來的環保性水泥材料出現在人們的視野當中，為滿足對這類材料的合理化應用及進一步研究，需要對這種材料的技術原理、應用表現以及未來發展情況進行深入研究。

一、環保高性能水泥含義和特點

環保高性能水泥的含義可以分開理解，首先高性能水泥一般是基于普通的水泥材料當中加入一定比例的高活性材料，這種材料比較常見的為有膠凝作用的鋁基或硅物質材料，這樣通過有膠凝作用的添加材料制成的水泥在核心的膠凝性表現方面能夠達到非常高的水平，而膠凝性是水泥材料在施工過程中展現更強韌性以及附著強度的關鍵指標。

而環保高性能水泥則是在高膠凝性水泥材料的添加劑的選擇過程中，重點關注其中是否含有過高的不利于環保事業的物質，通過技術分析來保證所添加的添加劑符合當下的環保標準。另外以英國知名水泥制造商Novacem公司為代表的環保水泥生產商，會在水泥生產過程中將傳統的碳酸鈣材料替換為鎂硅酸鹽，可靠的數據表明這種方式在生產過程中的二氧化碳排放量將大量減少，并且所制成的環保高性能水泥在施工完成之后還具備吸收二氧化碳的功能[1]。

二、環保高性能水泥在高含泥量集料中試驗的研究

（一）傳統水泥在高含泥量集料中應用存在的問題和現狀

在傳統的混凝土材料當中各種集料是其中的核心組成部分，而在很多的工程領域當中這些集料都有著極高的含泥量，過高的含泥量在混合水泥之后進行施工擁有著降低水泥性能以及混凝土工程品質的問題，因此在各個國家關于混凝土集料品質規定當中都有對于含泥量的嚴格規定。而受制于生產技術和集料運輸儲存環境的影響起含泥量一直都是影響混凝土工程質量乃至壽命的重要因素，而相關技術領域關于降低集料含泥量的研究也存在著成本和難度較高的問題[2]。

（二）環保高性能水泥解決解決集料高含泥量問題的原理

而有創造力的技術工作者發現可以通過添加劑的方式來解決含泥量過高而引發的問題，而添加添加劑比較實用的方式就是添加到混凝土工程都需要的水泥當中，通過前文提到的添加硅、鋁基元素等高凝膠性能的材料，可以實現對混凝土集料的凝膠性性能的提升。而實際證明這種方式是當下解決混凝土集料高含泥量問題兼具效果和經濟性的方法。

三、環保高性能水泥在高含泥量集料中試驗方法

（一）試驗原材料的選用

一方面準備采用當下各類工程施工領域中常見的普通水泥，通過官方數據以及小量試驗證明其初凝時間及終凝結時間分別為2小時以及4小時，水泥細度、多種抗折強度均為普通水泥標準數值。選用的工程砂石材料為含泥量約為8%-9%的高含泥量砂石，另外選用普通的工程碎石和普通粉煤灰作為混凝土混合材料，包括自來水等都為符合實際標準的材料[3]。

另一方面，準備添加了多種提升凝膠性能添加劑的環保高性能水泥，其他輔助材料與上面相同。

（二）試驗方法流程

分別用普通水泥及環保高性能水泥按照正常工程混凝土施工的工序和標準來制成兩份相同量的混凝土混合物，隨后放置于通風、溫度、濕度等條件相同的環境的開放容器當中。約一小時后，分別對兩份混凝土按照專業混凝土性能測試方式來得出關于凝膠性、強度、擴展度等數據[4]。同時在完成兩份混凝土攪拌之后的0-4小時期間分別觀察混凝土的凝固狀態，以及整體變化效果。

（三）試驗結果

通過以上試驗可以發現，采用環保高性能水泥的試驗樣本在凝膠性、韌性、強度等多個混凝土性能指標當中都保持更高的水準，而普通水泥混凝土受制于集料的過高含泥量的問題，又沒有經過降低含泥量或添加劑改善該情況的工藝處理，其混凝土性能甚至無法達到現代工程關于安全和質量的標準要求。

四、環保高性能水泥在高含泥量集料中試驗與應用意義

現代的工業生產和各類項目的開展對于工程質量以及安全管理方面的要求越來越高，而影響這些標準的關鍵性問題當中混凝土集料的高含泥量是比較突出的代表，而通過科學研究以及大量的案例試驗證明，環保高性能和水泥當中具備高凝膠性能的添加劑能夠提升混凝土材料的凝膠性能，其能夠有效地將混凝土集料當中的提升含泥量的物質進行合理化處理，進而提升整體的性能，具體來說這種工藝具備以下幾方面的意義。

（一）滿足更多條件相對較差的地區的工程質量需求

在諸如農村土建、基礎交通建設、以及非洲國家援建工程領域當中，這些地區受制于當地技術和環境，其能夠提供的混凝土集料普遍存在高含泥量且降低含泥量技術條件短缺的問題，那么一旦采用環保高性能水泥與高含泥量集料結合的混凝土工藝，能夠極大降低混凝土坍落度的同時提升強度和性能。那么就可以在這些地區做到利用當地現成的砂石材料，并且就地進行混凝土的制拌，如此一來在充分利用當地材料的同時也避免了長途運輸高品質砂石集料的成本。讓更多的地區的工程建設的品質和質量標準也實現了全面的提升。

（二）減少人工關于砂石的開采處理成本

環保高性能水泥的應用，顯然相對來說降低了對混凝土集料極地含泥量的高要求，那么也就能夠讓各個地區充分利用比較現成以及開采成本較低的砂石材料，如此讓社會各界的生產和工程建設市場對于各類砂石開采工程的市場需求相對有所降低，那么這一點對于降低相關原材料的來源成本來說具有經濟性的意義[5]。

（三）具備多層面的環保意義

首先，環保高性能水泥的大量應用，其本身的制造工藝對于二氧化碳排放量的減少以及材料所含物質本身對二氧化碳的吸收作用，都是當下環保事業節能減排等要求當中具備重要意義的表現;其次，環保高性能水泥的大量應用，讓更多常見的傳統砂石材料能夠得到合理化的應用，這對于提升相關自然資源的利用率來說具備關鍵性意義;再者，這種工藝對于各類砂石開采工程的減少，減少了對環境有直接破壞影響的工程量。

結束語

通過本文的研究與分析，可以發現環保高性能水泥在高含泥量集料當中的應用，是另辟蹊徑通過添加高凝膠性能材料等添加劑的方式，來應對混凝土集料當中高含泥量的問題。這種方式對于提升混凝土工程的整體質量和安全品質，通過試驗已經證明是非常有效的。那么從當代關于工程建設高質量要求以及環境保護事業的角度來說，環保高性能水泥的應用是具備提升工程質量以及做到環境保護的雙重意義，那么對于這種材料和工藝的深入研究對人類工業社會發展都有更深遠的意義。

參考文獻

[1] 黃勇，陳偉，楊征勛，等.環保高性能水泥在高含泥量集料中的試驗研究及應用[J].災害學，2018，33（z1）：173-176.

[2] 青島百千川海洋生態科技有限公司.一種高性能環保水泥：中國，CN201610516408.3[P].2016-11-16.

[3] 鮑文博，底高浩，陳四利，等.高性能環保型尾礦砂水泥基復合材料增韌性能研究[J].功能材料，2016，47（11）：11007-11012.

[4] 韋小碧，楊緒兵，柳志軍，等.含泥量對水泥穩定碎石力學性能影響規律試驗研究[J].黑龍江交通科技，2018，41（1）：8-10.

[5] 張黎明，李世強，田志昌，等.含泥量對再生骨料混凝土性能的影響[J].施工技術，2017，46（12）：46-48，52.