环保高性能水泥在高含泥量集料中的试验研究及应用

张聪聪

摘 要：在当代的建筑工程施工技术领域当中，对于新型的建筑材料的研发和应用试验对于整个行业的发展都至关重要，其中符合现代建筑安全和环保新标准的环保高性能水泥就是这类新兴建筑材料的代表。而随着该材料的大量投入实用以及科学技术领域的深入研究，该材料在建筑工程领域中高含泥量集料当中的交互试验以及配比优化至关重要。本文针对环保高性能水泥这类材料在高含泥量集料中的试验方法和应用意义进行全面分析，旨在为该材料的技术发展以及相关从业者的优质化应用提供参考。

关键词：环保;高性能水泥;含泥量;集料;应用

在如今全国全新的工业发展战略的推进以及“一带一路”等发展战略落实的情况下，各类交通设施以及建筑工程领域的优质化建设显然成为了重点工作之一，因此从社会可持续发展的需求以及相关政策管理的侧重点可以看出，当代关于各类新型高性能及环保工程材料以及技术理论的专研成为备受全社会关注的重点。通过各类废弃物以及新型材料的结合而制造出来的环保性水泥材料出现在人们的视野当中，为满足对这类材料的合理化应用及进一步研究，需要对这种材料的技术原理、应用表现以及未来发展情况进行深入研究。

一、环保高性能水泥含义和特点

环保高性能水泥的含义可以分开理解，首先高性能水泥一般是基于普通的水泥材料当中加入一定比例的高活性材料，这种材料比较常见的为有胶凝作用的铝基或硅物质材料，这样通过有胶凝作用的添加材料制成的水泥在核心的胶凝性表现方面能够达到非常高的水平，而胶凝性是水泥材料在施工过程中展现更强韧性以及附着强度的关键指标。

而环保高性能水泥则是在高胶凝性水泥材料的添加剂的选择过程中，重点关注其中是否含有过高的不利于环保事业的物质，通过技术分析来保证所添加的添加剂符合当下的环保标准。另外以英国知名水泥制造商Novacem公司为代表的环保水泥生产商，会在水泥生产过程中将传统的碳酸钙材料替换为镁硅酸盐，可靠的数据表明这种方式在生产过程中的二氧化碳排放量将大量减少，并且所制成的环保高性能水泥在施工完成之后还具备吸收二氧化碳的功能[1]。

二、环保高性能水泥在高含泥量集料中试验的研究

（一）传统水泥在高含泥量集料中应用存在的问题和现状

在传统的混凝土材料当中各种集料是其中的核心组成部分，而在很多的工程领域当中这些集料都有着极高的含泥量，过高的含泥量在混合水泥之后进行施工拥有着降低水泥性能以及混凝土工程品质的问题，因此在各个国家关于混凝土集料品质规定当中都有对于含泥量的严格规定。而受制于生产技术和集料运输储存环境的影响起含泥量一直都是影响混凝土工程质量乃至寿命的重要因素，而相关技术领域关于降低集料含泥量的研究也存在着成本和难度较高的问题[2]。

（二）环保高性能水泥解决解决集料高含泥量问题的原理

而有创造力的技术工作者发现可以通过添加剂的方式来解决含泥量过高而引发的问题，而添加添加剂比较实用的方式就是添加到混凝土工程都需要的水泥当中，通过前文提到的添加硅、铝基元素等高凝胶性能的材料，可以实现对混凝土集料的凝胶性性能的提升。而实际证明这种方式是当下解决混凝土集料高含泥量问题兼具效果和经济性的方法。

三、环保高性能水泥在高含泥量集料中试验方法

（一）试验原材料的选用

一方面准备采用当下各类工程施工领域中常见的普通水泥，通过官方数据以及小量試验证明其初凝时间及终凝结时间分别为2小时以及4小时，水泥细度、多种抗折强度均为普通水泥标准数值。选用的工程砂石材料为含泥量约为8%-9%的高含泥量砂石，另外选用普通的工程碎石和普通粉煤灰作为混凝土混合材料，包括自来水等都为符合实际标准的材料[3]。

另一方面，准备添加了多种提升凝胶性能添加剂的环保高性能水泥，其他辅助材料与上面相同。

（二）试验方法流程

分别用普通水泥及环保高性能水泥按照正常工程混凝土施工的工序和标准来制成两份相同量的混凝土混合物，随后放置于通风、温度、湿度等条件相同的环境的开放容器当中。约一小时后，分别对两份混凝土按照专业混凝土性能测试方式来得出关于凝胶性、强度、扩展度等数据[4]。同时在完成两份混凝土搅拌之后的0-4小时期间分别观察混凝土的凝固状态，以及整体变化效果。

（三）试验结果

通过以上试验可以发现，采用环保高性能水泥的试验样本在凝胶性、韧性、强度等多个混凝土性能指标当中都保持更高的水准，而普通水泥混凝土受制于集料的过高含泥量的问题，又没有经过降低含泥量或添加剂改善该情况的工艺处理，其混凝土性能甚至无法达到现代工程关于安全和质量的标准要求。

四、环保高性能水泥在高含泥量集料中试验与应用意义

现代的工业生产和各类项目的开展对于工程质量以及安全管理方面的要求越来越高，而影响这些标准的关键性问题当中混凝土集料的高含泥量是比较突出的代表，而通过科学研究以及大量的案例试验证明，环保高性能和水泥当中具备高凝胶性能的添加剂能够提升混凝土材料的凝胶性能，其能够有效地将混凝土集料当中的提升含泥量的物质进行合理化处理，进而提升整体的性能，具体来说这种工艺具备以下几方面的意义。

（一）满足更多条件相对较差的地区的工程质量需求

在诸如农村土建、基础交通建设、以及非洲国家援建工程领域当中，这些地区受制于当地技术和环境，其能够提供的混凝土集料普遍存在高含泥量且降低含泥量技术条件短缺的问题，那么一旦采用环保高性能水泥与高含泥量集料结合的混凝土工艺，能够极大降低混凝土坍落度的同时提升强度和性能。那么就可以在这些地区做到利用当地现成的砂石材料，并且就地进行混凝土的制拌，如此一来在充分利用当地材料的同时也避免了长途运输高品质砂石集料的成本。让更多的地区的工程建设的品质和质量标准也实现了全面的提升。

（二）减少人工关于砂石的开采处理成本

环保高性能水泥的应用，显然相对来说降低了对混凝土集料极地含泥量的高要求，那么也就能够让各个地区充分利用比较现成以及开采成本较低的砂石材料，如此让社会各界的生产和工程建设市场对于各类砂石开采工程的市场需求相对有所降低，那么这一点对于降低相关原材料的来源成本来说具有经济性的意义[5]。

（三）具备多层面的环保意义

首先，环保高性能水泥的大量应用，其本身的制造工艺对于二氧化碳排放量的减少以及材料所含物质本身对二氧化碳的吸收作用，都是当下环保事业节能减排等要求当中具备重要意义的表现;其次，环保高性能水泥的大量应用，让更多常见的传统砂石材料能够得到合理化的应用，这对于提升相关自然资源的利用率来说具备关键性意义;再者，这种工艺对于各类砂石开采工程的减少，减少了对环境有直接破坏影响的工程量。

结束语

通过本文的研究与分析，可以发现环保高性能水泥在高含泥量集料当中的应用，是另辟蹊径通过添加高凝胶性能材料等添加剂的方式，来应对混凝土集料当中高含泥量的问题。这种方式对于提升混凝土工程的整体质量和安全品质，通过试验已经证明是非常有效的。那么从当代关于工程建设高质量要求以及环境保护事业的角度来说，环保高性能水泥的应用是具备提升工程质量以及做到环境保护的双重意义，那么对于这种材料和工藝的深入研究对人类工业社会发展都有更深远的意义。

参考文献

[1] 黄勇，陈伟，杨征勋，等.环保高性能水泥在高含泥量集料中的试验研究及应用[J].灾害学，2018，33（z1）：173-176.

[2] 青岛百千川海洋生态科技有限公司.一种高性能环保水泥：中国，CN201610516408.3[P].2016-11-16.

[3] 鲍文博，底高浩，陈四利，等.高性能环保型尾矿砂水泥基复合材料增韧性能研究[J].功能材料，2016，47（11）：11007-11012.

[4] 韦小碧，杨绪兵，柳志军，等.含泥量对水泥稳定碎石力学性能影响规律试验研究[J].黑龙江交通科技，2018，41（1）：8-10.

[5] 张黎明，李世强，田志昌，等.含泥量对再生骨料混凝土性能的影响[J].施工技术，2017，46（12）：46-48，52.