凝石系列之一——凝石簡介

    1.凝石的涵義

    凝石技術是依據大地成巖理論和自然界相容原理，以主體和配體的二元組分設計和結構設計為核心，初步形成的硅鋁基膠凝材料的理論體系與技術體系。凝石包括三個含義：凝石代表一套仿地成巖理論，凝石是凝結起來的石頭，具有與大自然相容的組分和堅硬、耐久的類巖石性能，是對大地成巖仿真的實踐；凝石又代表一種社會經濟的綠色循環，凝石可以全面利用固體排放物，可以清潔生產，可以制備凝石水泥，凝石節省資源、節約能源、保護生態，是資源-能源-環境-材料領域良性循環的載體；凝石還代表一代新的建筑膠凝材料文明，人類建筑文明經歷了千年的石灰“三合土”時代、百年的水泥“混凝土”時代，即將迎來可持續發展的第三代建筑膠凝材料文明。

    2.凝石技術現狀

    凝石具有凝膠和巖石雙重特性，包括了“硅鋁基膠凝體系”和“仿地成巖”雙重內容。強化凝石固結過程的動力學條件是仿地成巖的凝石技術研究關鍵，目前工作主要從組分匹配原則、成巖過程系統功理論、緊密堆積規則和中性定則四方面進行研究。

    凝石的物質構成是仿照天然巖石的化學構成設計的。凝石是由主體及配體兩部分物料（二元）組成，要求兩者相配能在常溫條件下水化凝結成巖石。主體材料是選自具有高潛能非平衡態的非晶（微晶）化的物料（如粉煤灰、礦渣等）；配體材料的選用是根據巖石礦物化學組成，選擇能使主體物料潛能發揮并與之相容成巖的復合活化成巖流體，配體是對主體形成巖石所缺成分的補充。凝石二元化仿地設計（如圖）使膠凝材料濕制備的清潔生產模式得以實現。

項目	凝石	水泥
膠凝材料	主體：火山灰化物料90%以上 配體：復合成巖流體5%以下	主體：水泥熟料60%以上 摻合料：火山灰化物料40%以下
水化膠凝機理	成巖流體與火山灰物料形成化學鍵	膠凝物水化形成CSH凝膠
混凝土硬化機理	成巖物質與砂石形成界面化學鍵合－ “焊接”作用	膠凝物CSH凝膠與砂石形成物理“包裹”－氫鍵及范德華力作用
養護條件	防止成巖流體流失	保持足夠水分水化