近日,我校建筑与交通工程学院教师江源博士与23级土木水利硕士研究生季启龙分别以第一、第二作者在土木工程材料领域权威期刊《Cement and Concrete Composites》(2024年影响因子13.1)上发表相关研究成果。
该研究成果成功将热活化废弃混凝土微粉(TARCP)引入石灰石煅烧粘土水泥(LC3)体系,研制出兼具高力学性能与低碳特性的“再生水泥基LC3水泥”。该成果为建筑行业实现碳中和目标提供了创新解决方案。本研究得到了宁波市重点研发计划(2023Z148)、2025年宁波市科技创新重大专项(2018B10091)以及宁波工程学院科研项目(2023KQ084)等多项基金支持。


建筑废弃物资源化利用是全球可持续发展的重要课题,其中废弃混凝土处理过程中会产生大量粒径小于0.15 mm的废弃混凝土微粉(RCP)。废弃混凝土微粉的低反应活性限制了它在建材领域的应用价值。针对这一难题,宁波工程学院温小栋教授团队创新性地提出热活化改性方案:通过650℃热处理将废弃混凝土微粉(RCP)转化为高活性胶凝材料(TARCP),并首次将其引入低碳石灰石煅烧粘土水泥(LC3)体系,实现了废弃物增值利用与材料性能提升的双重突破。
研究表明,TARCP的掺入显著优化了LC3体系的力学性能和微观结构。这种改善归因于TARCP的再水化能力,其多孔且不规则的颗粒形态促进了水化产物的形成,填充了孔隙;同时通过限制碳铝酸盐相的生成,促使更多的铝元素掺入C-A-S-H凝胶中,形成了更长硅酸盐链,凝胶聚合度提高,进一步增强了材料的力学性能。
与传统水泥相比,TARCP-LC3体系通过创新性设计实现了性能与可持续性的双重提升:一方面通过减少水泥用量直接降低碳排放,另一方面确保了材料体系的“物理-化学性能”与波特兰水泥体系相当。这一突破性进展实现了“废弃物高值化-熟料减量化-性能优化”的协同目标,为建筑垃圾资源化提供了创新解决方案,对推动建材行业绿色转型具有重要实践意义。

全文链接:https://authors.elsevier.com/c/1lPAW3Q2WY~pok