王栋民,中国矿业大学(北京)混凝土与环境材料研究院院长，中国硅酸盐学会固废与生态材料分会理事长，中国矿业大学(北京)环境、材料、土木与化工学科教授,混凝土与环境材料研究院院长,国家重点研发计划首席科学家。现任中国硅酸盐学会常务理事/固废与生态材料分会理与长,RILEM中国分会副主席、Materials Reports: Solidwaste and Ecomaterials创刊主编,俄罗斯工程院外籍院士等。
中国矿业大学 (北京) 混凝土与环境材料研究院院长王栋民，围绕《硅铝质固废胶凝材料绿色制备关键技术及应用》这一演讲题目展开报告。本报告聚焦低碳硅铝质固废胶凝材料的绿色制备关键技术与实际应用，核心目标在于解决传统水泥体系中普遍存在的高能耗、高碳排放问题，为建材行业绿色低碳转型提供技术支撑。
报告详细介绍了该研究项目的核心技术路径：通过创新研发的原料活化与稳定化技术，提出了一套提高硅铝质固废活性的多源原料处理方法。该方法针对不同来源、不同成分的硅铝质固废特性，实现了对固废原料的精准处理，不仅有效提升了回收利用的废原料在胶凝反应中的活性，确保其能充分参与水化反应，还显著增强了制备出的胶凝材料的体积稳定性，避免因体积变形影响材料性能，为硅铝质固废胶凝材料的工业化应用奠定了关键技术基础，也为固废资源化利用与建材行业降碳减排开辟了新路径。
中国矿业大学（北京）混凝土与环境材料研究院院长王栋民教授的报告，以“破解传统水泥高碳痛点、推动硅铝质固废高值化利用”为核心，系统阐述低碳胶凝材料的技术突破与应用价值，核心内容可概括为三大板块：
传统硅酸盐水泥生产需经1450℃左右高温煅烧，不仅消耗大量煤炭、电力等能源，还会产生巨额碳排放——每生产1吨水泥约排放0.8-1吨CO₂，与国家“双碳”战略、绿色建材发展方向严重不符，亟需低碳替代方案。
我国工业领域每年产生数亿吨硅铝质固废（如粉煤灰、煤矸石、矿渣、钢渣等），此类固废因反应活性低、体积稳定性差，传统利用方式多局限于路基铺垫、填埋等低附加值场景，不仅资源浪费严重，还占用土地、引发土壤/地下水污染等生态问题。
针对硅铝质固废“反应惰性”问题，研发多维度活化方案（如机械力活化、化学激发活化、低温热活化等），通过打破固废中稳定的硅氧键、铝氧键微观结构，显著提升其与水或激发剂的反应能力，使固废可替代30%-80%的水泥熟料，成为胶凝材料的核心活性组分，而非简单填充料。
针对部分硅铝质固废（如含游离氧化钙、氧化镁的钢渣、矿渣）易因后期水化产生体积膨胀、导致制品开裂的问题，采用“预处理-成分调控-复合改性”工艺，优化固废的化学组成与微观结构，确保制备的胶凝材料兼具**高强度（3d抗压强度≥15MPa，28d≥40MPa）与长期体积稳定性，满足建筑结构、市政工程等场景的严苛性能要求。
通过大比例掺用硅铝质固废，减少传统水泥熟料用量，从生产源头降低能耗（较传统工艺节能20%-40%）与碳排放（胶凝材料全生命周期碳排放降低60%-80%），为建材行业低碳转型提供可落地的技术路径。
将原本低附加值的工业固废转化为高价值胶凝原料，提升固废资源化的经济收益，同时减少固废堆存带来的生态压力，实现“以废治废、变废为宝”的循环经济模式。
在降碳、用废的同时，通过技术优化确保胶凝材料的力学性能（抗压、抗折强度）、耐久性能（抗渗、抗冻、抗碳化）不低于传统水泥制品，可广泛应用于预制构件、道路工程、矿山充填、墙体材料等场景，兼顾绿色性与实用性。
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