水泥作為最常見的建筑材料，其全球年使用量為42億噸，每生產1噸水泥會向大氣中排放0.8~1噸的二氧化碳。根據國際能源署（IEA）的數據，全球建筑行業的碳排放占總體溫室氣體排放的約36%。根據國際水泥協會（WBCSD）的數據，全球水泥生產和使用過程中的碳排放占建筑行業碳排放的約8~10%。 工業固體廢物，是工業生產活動中產生的固體廢物。經統計，2023年中國煤矸石、粉煤灰、磷石膏、赤泥、冶煉渣等典型大宗工業固廢產生量達到42.34億噸 ，綜合利用量為25.7億噸，仍有大量固廢得不到有效的利用和處置，固體廢物通常難以處理，并且會侵占大量土地，對環境造成污染。 在金屬冶煉和加工過程中產生的高爐礦渣、鋼渣等固廢和在煤炭開采和使用過程中產生煤矸石、粉煤灰、爐渣等固廢站所有工業固體廢物的很大一部分，據統計，2012年我國粉煤灰堆存量超過10億噸，2020年，我國粉煤灰年產量達到5億噸；2012年至2021年，我國礦渣年產量均超過1億噸。目前，我國的固廢資源化利用率僅約為50%。 Geopolymer詞最早由法國科學家Joseph Dav-idovits提出,Geopolymer原意是指由地球化學作用（Geochemistry）或人工地質合成作用（Geosynthesis）形成的硅鋁酸鹽礦物聚合物?，F包括所有采用天然礦物或固體廢棄物制備具有硅氧四面體和鋁氧四面體結構的凝膠聚合材料。我國學者將“Geopolymer"翻譯為“地質聚合物”。 地質聚合物的主要原材料包含硅、鋁元素的前驅體(工業廢渣)，在常溫或高溫環境經堿的催化作用下并通過恰當的工藝制得的具有三維網絡結構的聚合膠凝材料。 據統計，地質聚合物在制備過程中可比水泥減少約60%~ 80%的CO2排放和60%的能耗；地質聚合物材料具有獨特的三維網絡結構，有早強快硬、體積穩定性好的特點，可以滿足建筑結構材料的要求；具有耐酸堿、耐腐蝕性；滲透率低，固封能力強，以固體廢棄物為原料制備地質聚合物，可實現“變廢為寶”；熱導率低，可滿足防火阻燃的要求。 地質聚合物的優異性能決定其擁有廣闊的應用前景，目前其主要應用于制備地質聚合物混凝土、地質聚合物注漿材料、快速修補材料、軟土固化、污染土修復等方面。 |
