焦点之五:我们应该采用什么样的科学态度对待“凝石”?
吴兆正:
材料科学是实验科学,是一门以可重复的科学实验数据为依据的科学。无论是什么理论,最终都要以科学实验数据来验证。一种新产品的出现,需提供出这种材料的安全性、稳定性、环保性、共容性、可控性等科学的实验数据。要考查这种材料的是否具有长期强度,是否会渗出有毒有害物质,是否危害其他材料,是否能满足施工等性能要求。要用公认的方法,有权威性的实验过程。
作为材料方面的专业人员,我们有责任向公众讲明道理,把材料专家的意见告诉大家,用科学的态度来阐明观点,不要用商业炒作来误导广大生产者和使用者。当然,“凝石”作为胶凝材料并非没有用途,它可以满足某些工程的特殊需要,在部分工程中可以使用,但不能用作通用性结构工程材料。
吕祖良:
我们不是一概否定这种胶凝材料,但凝石要用作建筑的结构材料或地下管道,那是百年大计,没有标准是根本不行的。
廉慧珍:
地质造岩是经历亿万年地质变迁而形成的岩石,现在一些研究者所谓的成岩剂、造岩运动,即“凝石”造岩是在常温常压条件下“冷操作”生成的,既节省能源,不排放二氧化碳、湿磨、无粉尘、不污染环境、强度又能超过水泥,吃渣量最高达90%~95%。这种“凝石”的凝固剂究竟是什么?“凝石”的胶凝机理是什么?一定要搞清楚。研究新成果应该将成分、机理表达明白,但现在我没有看到。一般来讲,激发剂对混凝土的耐久性有影响,而且矿渣与粉煤灰其本身成分差别很大,这样的产品不能轻易地推广。比如复合水泥是由几种材料复合而成,而国家标准中对其所用材料也有检测要求,凝石水泥也应该对其原材料有要求。我建议,建材系统应通过杂志、报纸、电视广泛地向老百姓宣传,以正视听,维护科学的严肃性。
黄书谋:
既然“凝石”这种“新型建筑胶凝材料”依据的是“仿地成岩”的过程,是根据“岩石矿物学原理,通过材料设计等工序制备而成”的,那么就应遵循 “成岩理论”,就应按岩石学或其他材料学方面的标准词汇来清晰地表述其内涵,而不能用似是而非的所谓“成岩剂”、“凝石”等概念来表述。众所周知,根据岩石结构、岩石构造和岩石化学成分及生成方法,岩石可分为不同类别。不知“凝石”应归于何类?
电话连线有关专家
座谈会后,记者又分头通过电话采访了几位出差、开会或在外地没能参加座谈会的专家。
杨南茹(南京工业大学教授):
最近10余天,对清华大学孙恒虎教授发明的“凝石材料”引起多方面的关注,媒体也炒得很热闹。对此,我也谈点看法。
第一,从已发表的材料和实验数据看,“凝石”是一种性能较好的胶凝材料,它的生产工艺、过程、原料以及某些性能与硅酸盐水泥确有不同,本人在2004,NO.3《水泥技术》杂志上P11~17的文章“一类新的胶凝材料”中已阐述得比较清楚,在此不多赘述。
第二,从孙教授的凝石材料(即二元化湿水泥……)看,他所谓的“阴体”就是各种工业废渣,而“阳体”就是各种含碱物质。因此,它实际上就是碱激发胶凝材料,完全没有新意,当然也谈不上新发明。但是,“凝石材料”若作为商品名称是可以的。而孙教授将岩石的“地球化学”成因理论用于解释“凝石”的形成,还有待于进一步探讨。作为一种理论,应当有更深入、系统和确切的研究,并有充分的实验依据。
第三,由于所用的原料是各种工业废渣、尾矿,其化学成分、矿物成分以及结构差别很大,大体上可分为含钙(CaO)高的和含钙低(甚至没有)的,它们在激发处理工艺、性能上都会有很大的差别。即使是同种废渣,由于产地、来源不同,组成也有差别,生产工艺和控制就不可能像硅酸盐水泥那么规范。
第四,根据碱胶凝材料的特点,最好要做更仔细的性能实验,以用于小工程和一些有特殊要求的工程中为好,目前还未达到大量推广的程度。
第五,希望有关方面对这种材料的历史和国内外研究、应用的现状作较全面的了解。就国内看,做这方面工作的单位不下30家,且有不少应用的实例试验,但没有像孙教授那么快将其推向产业化。2004年11月曾在南京召开了第一届全国化学激发胶凝材料的研讨会,论文集将于今年9月正式出版,从中可知一斑,这样宣传报道就会更实事求是、更恰当。
阎培渝(清华大学土木系教授 博士生导师):
凝石材料,应该说属于碱激发胶凝材料中的一类,或者范围再大些,属于化学激发胶凝材料中的一类。说凝石能够“终结混凝土时代”是不确切的。新闻报道称凝石为“人造石”。而在土木工程界,混凝土一直被称为“人工石”,为此还专门造了一个汉字:砼,表示人工石。凝石在此借用了混凝土的定义。凝石取代水泥,仍然是用于制备混凝土,怎么可能终结“混凝土时代”?这在逻辑上是矛盾的。混凝土在可以预见的未来一段时间内,仍然是性能优越的大宗结构工程材料,是不可取代的。凝石作为胶凝材料,用于修建地坪、道路,生产混凝土制品等是可以的,但目前不可能完全取代硅酸盐水泥。
就凝石技术目前的情况来看,距大面积推广还有很大距离。这是因为该技术在推广应用以前,首先应提供凝石材料本身的各项性能参数,其次要提供凝石制备的混凝土的各项性能参数,在用于实际工程时,还必须提供凝石混凝土用于各种结构形式时的性能数据。在目前的阶段,这些数据都不具备,因此还有许多工作需要做。
应该说,凝石技术与上世纪五六十年代对碱激发胶凝材料的研究还是有所不同的。根据我们对蓝资公司送来的凝石材料样品所做的的水化热实验,该样品的早期水化放热速率和总放热量不大,这与传统的碱激发胶凝材料的性质有所不同。
目前凝石技术的实验数据资料尚不够完备,凝石材料依据的“仿地成岩”理论仅是一个未经证明其正确与否的假说,反应物与反应产物都没有确认,因此对其下定论为时过早。
徐有邻(中国建筑科学研究院结构所所长、建筑结构设计规范编写组组长):
新产品的出现是好事情,但是对于新产品的认定和推广,首先必须要有大量的实验数据,要有权威部门鉴定报告,而对于标准规范的制定而言,除上述条件外,还必须有第三方见证实验,要有多方实验数据,还要有大量的工程应用实例。只有制定了标准规范才有可能大面积推广应用,因此,从目前该技术所宣传的情况来看,距推广应用还有很长的路要走。
资料链接:
凝 石:
以经过高温过程的固体废物或火山灰类物质为主要原材料(掺量大于90%,可不需要烧制水泥熟料),模仿火山灰大地成岩过程,经配方设计,配料计算制备而成的硅铝基水硬性胶材料称为凝石。凝石是一类可以在许多场合取代水泥,但又有着许多与传统水泥不同的优异特性的硅铝基胶凝材料体系。(摘自蓝资公司资料)
土聚物 (土壤聚合物):
是一种新型的无机聚合物,其分子链由Si,O,Al等以共价键连接而成,是具有网络结构的类沸石,对重金属有较强的固定作用。土聚水泥(土壤聚合水泥):是一种高性能的碱激活水泥,是一种不同于普通硅酸盐水泥的新型胶凝材料,因其水化产物中含有大量与一些构成地壳物质相似的化合物——含硅铝链的 “无机聚合物”而得名。
地聚合物
是以偏高岭土和碱激发剂为主要原料,采用适当工艺,在低于150℃下甚至常温条件下养护,通过溶解——单体重构——聚缩反应得到的一种新胶凝材料。(摘自:《第一届全国化学激发胶凝材料研讨会论文集》第244页)
是由地球化学作用或地质合成作用而形成的矿物聚合物。这一概念发展到现在则包括了所有采用天然矿物或固体废弃物制备成的以硅氧四面体和铝氧四面体聚合而成的具有非晶态和准晶态特征的三维网络凝胶体。(摘自:网络)
无熟料水泥
一般指不需经过煅烧工艺而制成的水硬性水泥。将具有一定火山灰活性或潜在水硬性的材料(如粒化高炉矿渣、粉煤灰、煤矸石等火山灰质混合材料)和碱性激发剂(如石灰、硅酸盐水泥熟料)或硫酸盐激发剂(如石膏),按适当比例配合,共同磨细而成。是石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、石灰火山灰质水泥等的总称。这类水泥一般标号较低,但生产工艺简单,原料可就地取材,是工业废渣的综合利用,具有一定经济价值。