凝石系列之一——凝石簡介

    1.凝石的涵義

    凝石技術(shù)是依據(jù)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(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為核心，初步形成的硅鋁基膠凝材料的理論體系與技術(shù)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(jié)起來的石頭，具有與大自然相容的組分和堅(jiān)硬、耐久的類巖石性能，是對大地成巖仿真的實(shí)踐；凝石又代表一種社會經(jīng)濟(jì)的綠色循環(huán)，凝石可以全面利用固體排放物，可以清潔生產(chǎn)，可以制備凝石水泥，凝石節(jié)省資源、節(jié)約能源、保護(hù)生態(tài)，是資源-能源-環(huán)境-材料領(lǐng)域良性循環(huán)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(jīng)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(xù)發(fā)展的第三代建筑膠凝材料文明。

    2.凝石技術(shù)現(xiàn)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(nèi)容。強(qiáng)化凝石固結(jié)過程的動力學(xué)條件是仿地成巖的凝石技術(shù)研究關(guān)鍵，目前工作主要從組分匹配原則、成巖過程系統(tǒng)功理論、緊密堆積規(guī)則和中性定則四方面進(jìn)行研究。

    凝石的物質(zhì)構(gòu)成是仿照天然巖石的化學(xué)構(gòu)成設(shè)計(jì)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(jié)成巖石。主體材料是選自具有高潛能非平衡態(tài)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(jù)巖石礦物化學(xué)組成，選擇能使主體物料潛能發(fā)揮并與之相容成巖的復(fù)合活化成巖流體，配體是對主體形成巖石所缺成分的補(bǔ)充。凝石二元化仿地設(shè)計(jì)（如圖）使膠凝材料濕制備的清潔生產(chǎn)模式得以實(shí)現(xiàn)。

項(xiàng)目	凝石	水泥
膠凝材料	主體：火山灰化物料90%以上 配體：復(fù)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(jī)理	成巖流體與火山灰物料形成化學(xué)鍵	膠凝物水化形成CSH凝膠
混凝土硬化機(jī)理	成巖物質(zhì)與砂石形成界面化學(xué)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(yǎng)護(hù)條件	防止成巖流體流失	保持足夠水分水化