聚焦新材料，粉煤灰地聚合物研究取得創新成果

　　粉煤灰是燃煤電廠排放的一種大宗固體廢棄物，粉煤灰的綜合利用不僅能夠解決現有電廠等排灰企業的發展瓶頸問題，也將粉煤灰變廢為寶，減少環境污染。隨著粉煤灰綜合利用技術的發展，我國粉煤灰綜合利用率逐步提高，粉煤灰地聚合物的研發作為粉煤灰應用領域中重點內容得到一些專家學者的重視。然而國內外對粉煤灰地聚合物的研究起步較晚，關于水在粉煤灰地聚合物中的存在形式和所起的作用研究較少，研究結論也不完全一致，尤其對混凝土中的水與界面過渡區這一關鍵問題，研究成果更是鮮見。

　　近日，交通運輸部應用基礎研究（主干學科）項目“粉煤灰地聚合物混凝土中的水與界面過渡區研究”通過驗收。

　　項目采用調研分析、理論研究、化學分析與測算、微觀與宏觀試驗相結合的研究方法，提出了粉煤灰—礦渣體系地聚合物在堿激發下產生地聚合反應模型，將反應過程劃分為溶解-擴散-膠體生成-沉積四個步驟；針對粉煤灰地聚合物混凝土界面過渡區微觀結構、孔隙狀態、物質分布情況和界面黏結強度等進行深入研究，建立了界面過渡區描述性模型，明確了粉煤灰地聚合物混凝土界面過渡區的核心區域；選用II級原狀低鈣粉煤灰，添加適量粒化高爐礦渣，優化設計和復配工業鈉水玻璃—苛性堿復合堿激發組分，研發了粉煤灰地聚合物新材料，設計了粉煤灰地聚合物合理配合比范圍和最優配合比；通過對該材料的工作性、凝結時間、力學性能及收縮變形等主要技術性能進行研究，制備出了性能優良的C30~C45混凝土，并成功應用于常安高速公路桃江段武潭連接線右幅路面、珠海市橫琴隧道入洞口混凝土襯砌、貴陽花溪青巖道路工程擋土墻施工，綜合經濟成本與傳統水泥材料相比下降30%以上，社會與經濟效益顯著。

圖1 不同堿激發劑含水量粉煤灰地聚合物不同齡期SEM照片

圖2 粉煤灰地聚合物多孔混凝土破壞斷面情況

圖3 石灰巖粉煤灰地聚合物混凝土界面過渡區EDS測試區域