為貢獻(xiàn)6成水泥的中，留下的污染問題如何解決,？

隨著工程應(yīng)用的逐漸增加,，人們發(fā)現(xiàn)，向水泥中摻加礦物摻和料不僅沒有害,，反而好像還有益,�,；炷�土里摻了工業(yè)廢料，既提升了性能,，又減少了高污染物水泥的生產(chǎn),，還處理了堆積如山的工業(yè)廢料，堪稱,�,！　�

隨著霧霾等空氣污染逐漸被越來越多的人直觀感受到，人們對于環(huán)境保護(hù)的課題也越來越重視了,。而提起水泥這樣的建筑材料,，先映入我們腦海的詞匯是“高污染”、“高耗能”,、“落后產(chǎn)能”這些不好的詞,。

的確，建筑材料曾經(jīng)是一種污染嚴(yán)重的工業(yè)產(chǎn)品,�,；炷�土是人類大宗的建筑材料，而水泥是混凝土性能��,。每生產(chǎn)一噸水泥,，會(huì)消耗1.3噸石灰石、200公斤煤,、80度電,，同時(shí)排放0.8噸二氧化碳和大量的二氧化硫、粉塵等有害氣體和顆粒,。

而由于中的快速建設(shè),，到2016年，中年水泥生產(chǎn)量達(dá)到了24億噸,，達(dá)到了總產(chǎn)量的60%,。

（水泥廠的污染讓人觸目驚心）

除了水泥外，混凝土的生產(chǎn)還需要大量的砂子和石子,，據(jù)不完統(tǒng)計(jì),，中每年消耗的砂石骨料高達(dá)數(shù)十億噸。幾十年來,，開山取石破壞了大量的山體和植被,，造成水土流失和地質(zhì)不穩(wěn)定，大量挖取河砂也嚴(yán)重破壞了河流的生態(tài)系統(tǒng),。

（大量開山采石嚴(yán)重破壞山體和地表植被）

這樣高耗能,、高污染的建筑材料，如何變身成為環(huán)保材料呢,？這要從工業(yè)廢料開始說起,。

（一）令人頭疼的工業(yè)廢料

火力發(fā)電廠燃煤發(fā)電,，會(huì)排放出大量的煙塵。但這些煙塵并不會(huì)被直接排放進(jìn)空氣中,，而是會(huì)在加裝了尾氣處理裝置的煙囪中被捕捉出來,，收集在一起。這種細(xì)灰叫做粉煤灰,。過去,，這些粉煤灰雖然被收集了起來，不再污染大氣,；但是無從處理,，堆放在那里污染水和土壤。

鋼鐵的冶煉同樣也會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物,。在鋼鐵煉出的同時(shí),，煤和鐵礦石中的雜質(zhì)成分互相結(jié)合，形成高爐礦渣和鋼渣,，面臨著與粉煤灰同樣的境遇,，無從處理，堆放,。

此外,，許許多多的礦物冶煉都會(huì)留下廢渣。什么鎳渣,、鈷渣,、磷渣……許許多多的廢礦渣堆積如山，一度令人頭疼,。

（堆積如山的廢礦渣）

（二）工業(yè)廢料的新妙用從“偷工減料”開始

幾十年前,，有人覺得水泥的價(jià)格太貴了，而粉煤灰這種東西長得跟水泥差不多,，往水泥里面摻一點(diǎn)粉煤灰,，哪怕稍微一些強(qiáng)度，但好歹可以一點(diǎn)成本,。于是,，抱著這種“偷工減料”的心態(tài)，礦物摻和料被引入了水泥,。

這下發(fā)電廠的老板可樂壞了：你肯要這些堆積如山的粉煤灰,，可是幫我解決了大麻煩,。不要錢,！想拿多少拿多少！而材料工程師也發(fā)現(xiàn),，向水泥里摻一些粉煤灰,，也不太影響混凝土的性能,。其他的礦物摻和料，如礦渣,、鋼渣等也被摻入水泥,，對強(qiáng)度的影響有大有小。但在僅僅二十年前,，摻礦物摻和料的行為還被看作是偷工減料,，重要的工程是不允許摻加礦物摻和料的。

隨著工程應(yīng)用的逐漸增加,，人們逐漸發(fā)現(xiàn),，向水泥中摻加這些礦物摻和料不僅沒有害，反而好像還有益,。比如摻加了粉煤灰之后,，混凝土雖然早期強(qiáng)度比較低，但是隨著時(shí)間的延長,，強(qiáng)度居然越來越高,，甚至比純水泥的混凝土強(qiáng)度還高。

并且,，摻了粉煤灰之后,，原本干硬的混凝土漿居然好拌了許多，成型也更加容易了,。更的是,，摻了粉煤灰之后，混凝土硬化的過程中放熱也少了,，因此裂縫也變少了,。其它摻了礦渣、鋼渣等工業(yè)廢料的混凝土,，雖然與粉煤灰并不完相同,，但也各有各的好表現(xiàn)。

從此一傳十,、十傳百,，礦物摻和料的好處大家都有所耳聞。原來要花錢請人處理的堆積如山的粉煤灰,，開始能賣上價(jià)了,。不僅是賣上價(jià)，而且價(jià)格暴漲,，很快就漲到了跟水泥價(jià)格差不了多少的程度,。各大城市周邊的發(fā)電站產(chǎn)生的粉煤灰都被賣到脫銷了。

礦渣的運(yùn)氣沒有粉煤灰那么好,，因?yàn)榈V渣的性能并不穩(wěn)定,，有的鐵礦石燒出來的活性高些,，有的低些，但總的來說,，都是賣得上價(jià)的好貨,。

除了用粉末狀的高活性工業(yè)廢料替代水泥以外，對于那些低活性的工業(yè)廢料,，大塊的鋼渣還可以代替石子作為粗骨料,，小顆粒的礦渣還可以代替砂子作為細(xì)骨料。這一方面減小了對于砂子,、石子的開采,，保護(hù)了山體和河道。另一方面,，工業(yè)廢渣做的骨料表面也有微弱的活性,，可以與水泥反應(yīng)，并緊密地結(jié)合在一起,，很好地了混凝土的性能,。

（這些石子一樣的顆粒就是鋼渣。在混凝土里,，它們和石子一樣好用）

在混凝土里摻了工業(yè)廢料,，既提升了性能，又減少了高污染物水泥的生產(chǎn),，又處理了堆積如山的工業(yè)廢料,，這豈不是“環(huán)保急先鋒”？

（三）“廢品”為什么這么好用,？

隨著硅酸鹽材料研究的逐步深入,，科學(xué)家們才意識(shí)到，工業(yè)廢料成為寶貝并不是偶然的,，其背后蘊(yùn)含著復(fù)雜的機(jī)理,。

水泥與水反應(yīng)，生成有強(qiáng)度的水泥石,，并且將砂子石子粘接在一起的過程叫做水化,。簡單來說，這些工業(yè)廢料是有化學(xué)活性的,，但是它們本身并不能顯示出這種活性,。這也就是為什么以來工業(yè)廢料堆積如山，沒人發(fā)現(xiàn)它們的用途的原因,。

但是,，水泥的水化過程中會(huì)產(chǎn)生對于強(qiáng)度有害的副產(chǎn)物，而這些副產(chǎn)物恰恰可以激發(fā)工業(yè)廢料的活性，二者共同反應(yīng)形成額外的有強(qiáng)度的水泥石,。

水泥和工業(yè)廢料之間,，是一種“君臣佐使”的關(guān)系,，工業(yè)廢料彌補(bǔ)了水泥的缺點(diǎn),，突出了水泥的優(yōu)點(diǎn)，二者共同提供了優(yōu)良的性能,。

（四）廢物再利用,，真的如此簡單？

廢物利用當(dāng)然并不是這么簡單,，如果那樣的話,，也就不需要科學(xué)家了。事實(shí)上,，并不是所有的礦物摻和料都是只要簡單地加進(jìn)水泥中就可以放心使用了,。

比如，粉煤灰摻進(jìn)水泥里,，各方面表現(xiàn)都很好,。礦渣摻進(jìn)水泥里，平時(shí)還好,，可一旦溫度升高,，比如在武漢的夏天，它反應(yīng)的速度就會(huì)急劇上升,，甚至將結(jié)構(gòu)脹出好多裂縫來,。再比如鋼渣，不論怎么磨細(xì),，里面總是有些鐵含量很高的硬顆粒,，取又取不出來，放在里面又影響強(qiáng)度,。而磷渣有些可以幫上忙,，有些則不僅不幫忙，反而破壞強(qiáng)度,，讓整個(gè)結(jié)構(gòu)變成一堆廢物……

總之,，人類對于工業(yè)廢料的利用還很稚嫩，可以說才剛剛開了個(gè)頭,，距離利用還離得遠(yuǎn)呢,！

現(xiàn)在，各大高校和科研院所都在積地研究這一重大課題,。為啥,？

先當(dāng)然是錢啊！堆積如山的工業(yè)廢料每年的處理費(fèi),，水泥每年的生產(chǎn)費(fèi),，幾百億美元的市場，哪怕解決個(gè)1%也是好大一筆錢,，對個(gè)人和社會(huì)都是的利益,。

其次也不僅僅是錢。環(huán)境的好壞不是金錢能夠衡量的,，要是能夠廢物利用,、減少污染，功德不僅在當(dāng)代,。

因此,，各也都在支持它的研究�,？梢�說研究廣,、深，還是在中,，為什么,？

主要的原因，還是中的需求高�,，F(xiàn)如今,，沒有一個(gè)家像中一樣，生產(chǎn)如此之多的水泥,，發(fā)如此之多的電,，產(chǎn)生如此之多的工業(yè)廢料。同時(shí)也只有中有如此之多的建設(shè)量,，可以有能力消耗掉這些工業(yè)廢料,。

此外，中的環(huán)保形勢又格外嚴(yán)峻,，有解決這個(gè)問題的緊迫感,。因此，中的礦物摻和料研究走在了前列,。