黄书谋、吴兆正：关于“凝石”的几点看法

    近来，从“凝石”发明人孙恒虎教授的发明专利申请公开说明书（申请号02158190.8）和“凝石技术与循环经济”一文及其他资料中，称“凝石二元化湿水泥可用于取代传统水泥且比传统水泥有更广泛的用途……”及“凝石还代表一代新的建筑胶凝材料文明……即将迎来可持续发展的第三代（该文称第一代为三合土时代，第二代为水泥砼时代）建筑胶凝材料文明”。其理论是“仿地成岩”关键技术是成岩剂，其产品称为凝石。

    作为多年从事水泥工作的科技工作者，有一种责任感，促使深入查找有关资料和看到媒体报道后，想就“凝石”，谈以下几点看法：

    第一、“凝石”的概念不准确。既然孙教授发明的这种“新型建筑胶凝材料”依据的是“仿地成岩”的过程，是根据“岩石矿物学原理，通过材料设计等工序制备而成”的，那么就应遵循“成岩理论”，就应按岩石学或其他材料学方面的标准词汇来清晰地表述其内涵，而不能用似是而非的所谓“成岩剂”、“凝石”等概念来表述。众所周知，根据岩石结构、岩石构造和岩石化学成份及生成方法，岩石可分为不同类别。不知“凝石”应归于何类？就材料科学领域而言，一些技术术语均有其规范的用法或约定俗成的含义，但见诸的有关“凝石”的技术用词却很不规范，譬如什么“微晶二元胶凝材料”、“阳体”、“阴体”、“变干法为湿法”等等。既然“凝石”是一种“比水泥应用更广泛”，“作为中国独家拥有的、具有自主知识产权的”成果，我们希望尽快看到发明者的独到的理论创新和技术创新之所在。遗憾的是，至少在目前，我们还没有检索到和发现孙教授在国内外有关科技杂志上发表过的在该领域具有“使中国在世界同类产业中走到前面”的学术水平、被同行专家学者普遍认可的理论性文章。作为一种理论，应当有更深入、系统和确切的研究，并有充分的实验依据。

    第二，“成岩剂”是孙恒虎教授发明凝石的核心技术（也有人称为“核素”），根据专利说明成岩剂的成份为SO3、CaO、R2O(Na2O、K2O)。对“成岩剂”的以上三种成份，依据普通化学常识，可判断为Na2SO4、CaSO4、Ca(OH)2等物质。经对有关样品进行分析，也完全证明是由以上三种化合物组成。这些成份是国内外早就有人用作无熟料水泥的极为普通的碱和硫酸盐激发剂，并不是什么新发明。包装成“成岩剂”就变得神秘了。

    众所周知，工业废渣成份大都为SiO2、Al2O3、CaO等，这类废渣自身没有或很微弱胶凝性，但其大都是经急冷形成玻璃体，本身具有热力学活性，因而可用机械、热力、化学方法激活使之具有胶凝性。通用的方法是碱性激发或硫酸盐激发（即化学激发）。孙教授的“二元化”湿水泥和阴体、阳体实际上就是各种工业废弃物和含碱物质，因而“凝石”必然是碱激发胶凝材料，国内外对此材料早已有研究。

    第三，我国建材工业利用工业废弃物早已有之，量之大、面之广、研究之深入，在各行业中以及国际上都是领先的。据估算，建材工业每年平均利用工业废渣达4亿吨，其中水泥工业就约利用2亿吨，并且都是按现行国家技术标准和行业标准在利用。“节能、节土、利废”，是建材工业发展和结构调整的一贯方针，从原建材部、国家建材局到现在中国建材工业协会，对此都有详尽的规划和计划，并得到历届国务院领导同志的赞同和支持。至于“凝石”技术是否如专家所称：“在成本、环境等方面具有划时代意义”，应当靠科学数据和实践效果说话。

    第四，“凝石”不可替代水泥（即通用水泥）。水泥是一种工程结构材料，已有180多年历史，形成了一套规模化生产、应用规范，凝石要代替它必须满足两个大前提，一是应对各种条件下的使用性能进行长期稳定性试验，用数据证明其用途。二是废渣成份复杂，非简单搭配就可控制，某一激发剂对某种废渣可能会产生强度，但并不等于其他废渣甚至同一废渣而成份不同就可应用，即生产控制和工程使用条件很敏感、苛刻，故“凝石”这类胶凝材料无法形成通用性。

    要证明“凝石”可以作为通用性结构材料替代水泥，至少应提供以下五方面的数据：

    1．安全性的数据。

    材料必须对工程的安全性负责。其中最主要的是长期强度数据，至少弄清在不同环境（养护）条件下，龄期20-30年的强度变化（对重要工程要有50年的数据）。强度（包括：压、折、拉、弹模等）发展不可低于原设计或倒缩。并要从理论上说清30-50年后，强度不会突然消退的根据。

    2．稳定性的数据。

    最主要的是体积稳定性。在干、湿不同条件下，其体积变化在正负万分之五（±5/10000）之内，龄期至少10年。

    3．环保性的数据。

    在未经涂装或浸渍的情况下，没有污染地下水或危害健康的溶出物从材料中析出，龄期至少3-5年。

    4．共容性的数据。

    在与其它材料接触使用的情况下，对石材、钢材、铜材、铝材、木材、水泥基材料等不具有腐蚀性，不损害其它材料的强度和性能。对钢筋应该起保护作用。观察龄期至少要3年。

    5．可控性的数据。

    主要是为满足现代施工规范对凝结时间、工作度、养护、泵送性等进行调节与控制的数据。

    当然，一个前提条件是：这些数据必须是采用公认的测试方法，并有权威第三方参与下获得的。

    第五，我国“无熟料或少熟料水泥”和碱激发胶凝材料的研究。从上世纪五六十年代中国建筑材料科学研究院对无熟料水泥或少熟料水泥进行了系统研究，并研发出多种产品，就是利用碱性激发剂或硫酸盐激发剂与矿渣等工业废渣磨制而成。南京化工学院、武汉理工大学、重庆大学、华南理工大学、钢铁研究院等均对此类问题进行详尽研究。去年在南京工业大学召开的“第一届化学激发胶凝材料研讨会”上，有国内外近百位学者撰写论文36篇，有研究进展综述内容，有机理研究、评价研究、性能研究、制备研究等，这些论文是近期研究成果，他们均毫不保留地将研究成果包括最秘密的都公开，也没有一位专家学者宣称这种胶凝材料可以替代通用水泥。

   最后，我们认为：“凝石”仅仅是一种胶凝材料，虽产生强度，但它不是我们从一般意义上指的通用性硅酸盐水泥，工程效果不肯定，不能替代水泥，尤其不能当作通用性结构工程材料来使用。（中国水泥网  转载请注明出处）