碱性工业固废在泡沫轻质土中的应用研究进展

摘要

水泥生产过程中碳排放量巨大，约占全球二氧化碳排放总量的8%.工业固体废弃物的累积量已超过600亿吨，带来了严重的环境问题.为应对上述“双重挑战”，本研究提出利用典型碱性工业固废（Alkaline industrial solid waste, AISW）部分或全部替代水泥，制备碱性工业固废泡沫轻质土（AISW–LS），并系统研究了其制备工艺、物理力学性能、耐久性及微观结构特征.结果表明，AISW可有效替代水泥，使碳排放量降至常规水泥泡沫轻质土的35.22%～39.47%. AISW–LS具有优良的流动性（133.3～256.7 mm）、较低的吸水率（8.2%～60.94%）、较低的导热系数为0.117～0.223 W·（m·K）^-1，并表现出较高的耐久性（耐久性系数为0.54～3.23）.通过调控赤泥、电石渣和碱渣的掺量或湿密度，AISW–LS的28 d抗压强度可超过1.0 MPa，满足路基填筑的工程要求.在AISW–LS体系中，AISW不仅作为结构骨架存在，还能促进水泥水化，并激发矿渣的潜在活性.AISW–LS的环境及经济效益突出，可实现从环境负担到高价值资源的转化.该研究为AISW的高值化利用及建筑材料的低碳化发展提供了有效途径，具有广阔的工程应用前景.

关键词

碱性工业固废 / 赤泥 / 电石渣 / 碱渣 / AISW–LS

基金资助

国家自然科学基金资助项目(42277146,52369021); “天山英才”培养计划(2024TSYCCX0027); 重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJQN202501218,KJQN202401226); 重庆市教育科学“十四五”规划2025年度教学改革研究专项一般课题(K25ZG2120163)