機制砂生產(chǎn)過程中，石粉和尾泥是目前困擾企業(yè)的重大問題之一，干法生產(chǎn)石粉過多怎么辦？濕法生產(chǎn)尾泥怎么處理？鈣質(zhì)與硅質(zhì)石粉分別要如何利用？近日，中國砂石協(xié)會融媒體中心記者與北京工業(yè)大學(xué)教授、中國建筑學(xué)會建材分秘書長周永祥對話。周永祥對不同母巖類型、不同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)機制砂產(chǎn)生的石粉以及尾泥如何與當(dāng)?shù)毓虖U相結(jié)合協(xié)同處置，發(fā)表了獨到觀點。

1.通過磨細加工，比如說機制砂中多余的石灰石粉，進一步磨細就可以以摻合料的形式去使用，在混凝土中去替代一定量的粉煤灰。

2.對于一些不太好用的石粉，比如硅質(zhì)石粉，它磨細以后需水量可能比較大，那么提出來用復(fù)合的辦法，就是做復(fù)合摻合料。石粉用量可以達到60%-70%以上，再結(jié)合當(dāng)?shù)氐囊恍┕虖U，比如說火山灰質(zhì)材料、低品質(zhì)硅灰、爐渣等，生產(chǎn)一種或多種的復(fù)合摻合料，對于一些交通工程以及地方相對比較偏遠的工程，既能提高混凝土工程質(zhì)量，又能解決當(dāng)?shù)負胶狭腺Y源匱乏的問題。復(fù)合技術(shù)可以顯著的改進粉體材料的性能，配比合適的復(fù)合摻合料也可以在高等級混凝土中使用。

我們在國內(nèi)外做了很多工程，實踐證明這條路是可行的，可以有效地去綜合利用包括石粉在內(nèi)的多種地域性固廢。2015年，我們編制完成了國內(nèi)第一個關(guān)于復(fù)合摻合料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土用復(fù)合摻合料》JG/T 486-2015。

根據(jù)粉體材料在混凝土中使用的特點，我們提出了以“超細化”+“復(fù)合化”來實現(xiàn)“功能化”的學(xué)術(shù)觀點，并在國內(nèi)率先開展功能型復(fù)合摻合料的研究，主持制定了我國第一部功能型復(fù)合礦物摻合料的標(biāo)準(zhǔn)T/CCES 6004-2021《混凝土用功能型復(fù)合礦物摻合料》，為混凝土摻合料走向高端、走向功能化，作出了一些開創(chuàng)性的工作。

周永祥：相較于石灰石粉做摻合料來說，硅質(zhì)石粉本身存在一定的劣勢。但硅質(zhì)石粉內(nèi)二氧化硅含量較高，如果可以將其合理的利用，就能發(fā)揮硅質(zhì)石粉的材料特點。如果將硅質(zhì)石粉中與鈣質(zhì)原料（如電石渣、白泥渣、堿渣、鋼渣等）相結(jié)合，利用高溫高壓形成水熱合成反應(yīng)，實現(xiàn)硅鈣反應(yīng)，生成強度較高、產(chǎn)物穩(wěn)定的托貝莫來石礦物，按此技術(shù)原理生產(chǎn)制品在建材行業(yè)是很普遍的，例如加氣混凝土。
利用這個技術(shù)原理，可以將硅質(zhì)石粉通過成球、蒸壓工藝制備人造骨料。這種骨料有幾個特點：

1.粒形好，球形骨料可以大大改善混凝土的流動性；

2.人工生產(chǎn)的骨料可以控制其級配，目前可以將骨料粒徑做到2.36mm-20mm，但是從應(yīng)用角度分析，粒徑在2.36-10mm可以更好的補充粗骨料與細骨料之間的顆粒，有效改善整個砂石的級配，而且粒徑過大會對混凝土的過渡區(qū)界面產(chǎn)生負面影響。研究認為2.36-10mm的粒徑區(qū)間是更適合的；

3.由于這種骨料是通過成球盤成型的，表觀密度較小，約在2000kg/m3。骨料的吸水率在5-15%之間，通過預(yù)先飽水的辦法，使得這種骨料在混凝土膠凝材料水化反應(yīng)過程中，產(chǎn)生良好的內(nèi)養(yǎng)護作用，這種內(nèi)養(yǎng)護會大大減少高強混凝土的自收縮，而且能夠為輔助膠凝材料的使用提供良好的水化環(huán)境，提高后期的密實度和耐久性。

根據(jù)目前的試驗結(jié)果，在混凝土拌合時摻入一部分蒸壓硅酸鹽功能骨料，可以大幅度降低高強混凝土的自收縮，降低混凝土的開裂風(fēng)險。同時蒸壓硅酸鹽功能骨料良好的粒形以及級配，為提升混凝土的工作性、降低混凝土單方用水量創(chuàng)造良好的條件。

因此，使用硅質(zhì)石粉去制備粒形和級配可控且具有較高強度及一定吸水率的材料，作為砂石的有益補充，可以提升混凝土內(nèi)養(yǎng)護和界面效應(yīng)，提升和優(yōu)化混凝土的整體性能。同時也實現(xiàn)了低品質(zhì)石粉的高附加值利用。

中國砂石協(xié)會：對于濕法生產(chǎn)所帶來的尾泥處理問題，您認為應(yīng)該如何解決？

周永祥：在濕法生產(chǎn)砂石的過程中，不可避免的產(chǎn)生的很多泥漿、尾泥。目前的解決辦法是通過壓濾機將泥與水進行分離，產(chǎn)生的泥餅再進行綜合處理，例如制備路基材料。但這個方法耗時較長且需要大型設(shè)備配合，壓濾整體花費時間較長，成本較高。目前壓濾處理能力很難匹配巨量的尾泥產(chǎn)生量。

因此，我們提出泥漿不進行壓濾，與固化劑混合，必要時也可以添加建筑垃圾砂粉以及冗余土等材料制備低強度流態(tài)填筑材料，可用于市政工程和建筑工程中的回填，這種流態(tài)填筑材料免去了壓實工藝，特別是對于狹窄、異形空間甚至是目前唯一可靠的方法，解決了多年來回填質(zhì)量難以保證的行業(yè)痛點問題。這套技術(shù)在綜合利用尾泥、泥漿的同時，還可以協(xié)同處置建筑垃圾以及其他工業(yè)固廢，是名副其實的綠色低碳材料與應(yīng)用技術(shù)。

2017年北京第一次把它規(guī)模化用到市政工程，目前全國像成都、深圳、南京等多個地區(qū)也在推廣使用。北京現(xiàn)在每年使用這種低強度流態(tài)填筑材料大約100-200多萬立方米，為管線、管廊、建筑基坑等回填工程找到了一條新的高效途徑。需要說明的是，低強度流態(tài)填筑材料的概念和范圍，以及應(yīng)用方式等，都超出了之前國外所說的“可控低強度材料 (controlled low strength material,簡稱CLSM)”現(xiàn)在對這類材料的研究正在推進，新的應(yīng)用方式也在不斷得到擴展，將為尾泥、廢棄泥漿的資源化利用提供高價值的途徑。

編后：

訪談中周教授談到的對于硅質(zhì)石粉進行高效利用的水熱合成蒸壓技術(shù)，系中勁公司的發(fā)明專利技術(shù)，是國家863科研成果。

利用這個技術(shù)，可以將硅質(zhì)石粉通過成球、蒸壓工藝制備人造骨料。暨以硅質(zhì)材料與鈣質(zhì)材料為主要原材料，摻加適量石膏等，經(jīng)過磨細、配料、成球、包殼、蒸壓水熱合成，形成以托貝莫來石、半結(jié)晶水化硅酸鈣為主要物相的蒸壓硅酸鹽混凝土增強摻合料（簡稱增強摻合料）。

以水熱合成蒸壓技術(shù)，制備的功能骨料（綠能珠/蒸壓硅酸鹽混凝土增強摻合料）做為混凝土的第七組分，按照一定比例添加到混凝土中，可以顯著提高混凝土的綜合性能。

除了文中談到的改善砂石級配、改善混凝土的流動性、減少高強混凝土的自收縮，提高后期的密實度和耐久性、提升混凝土的工作性、降低混凝土單方用水量、抗碳化等優(yōu)勢外，實驗結(jié)果和工程應(yīng)用表明：蒸壓硅酸鹽混凝土增強摻合料/綠能珠按比例應(yīng)用在混凝土中還可以節(jié)省水泥（30-120公斤/?），降低綜合成本5%（5-10元/?），減碳排（20-70Kg/?）。

周永祥，博士，研究員，北京工業(yè)大學(xué)博士生導(dǎo)師。中國建筑學(xué)會建筑材料分會副理事長兼秘書長、全國混凝土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC 458）副秘書長，CCPA巖土穩(wěn)定與固化技術(shù)分會秘書長等。

研究方向：混凝土、巖土（土壤）固化與固廢利用。主編國家、行業(yè)和社團標(biāo)準(zhǔn)12項，作為主要核心成員參與編制國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)20余項，獲中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會“優(yōu)秀青年人才獎”；發(fā)表論文160余篇，出版專著3部（合著），獲得授權(quán)的發(fā)明專利16項。主持國家“十一五”、“十二五”、“十三五”重點研發(fā)計劃子課題4項、國防科工局課題1項、住建部項目1項。負責(zé)國內(nèi)外重大工程咨詢項目20余項。獲得國家專利12項，發(fā)表論文近150篇。獲得華夏獎、中國建材聯(lián)合會獎等二等獎及以上獎項共7項，中國交建一等獎和特等獎各1項，詹天佑獎1項等。