陶瓷水泥在中国发展的初步计划和经费

一、陶瓷水泥的历史和情况

　　九十年代初，美国能源部投资在座落在芝加哥的美国阿岗国家实验室试验一种处理核废料的材料。阿岗国家实验室成功地发现了一种理想材料以磷酸盐和氧化金属等添加剂作主要粘结材料的水泥。我们称之为“陶瓷水泥”，是因为它像陶瓷一样光亮﹑结实，称之为水泥，是因为它是和水泥一样的粉末状态，遇水后可以变硬，同填入的石头沙子一起成为坚硬的石块。与普通陶瓷不同的事，不需要经过烧结。进一步的实验研究，他们惊奇地发现，这种材料有很多现有材料达不到的优越性，它很像现在土木工程中的水泥，但它快硬高强，有很高的抗剪能力，比普通水泥优越很多。生产过程不再需要烧结。它可以有与树脂水泥接近的物理性能，但它是无机物，没有老化和一定程度的怕火等问题。

　　这一发明在1996年获R4D100大奖，被称为世界上1996年100个最伟大的发明之一。1998年芝加哥一家公司从阿岗实验室买下这种水泥三种产品的生产权，短短二年的时间，这种水泥在应用上发展迅速，已经向以下四个领域纵深发展：

　　1、医疗。不仅可以成功的作为人体骨骼材料，还可以作为新一代价格便宜的补牙材料；
　　2、建筑材料。这是目前应用最广泛的一个领域，我们将随后重点说明；
　　3、建筑装饰制品。利用它快硬高强的特点和容易施工应用的理想材料；
　　4、环保上的应用。处理核废料的最佳选择；
　　5、用来作为特种模具。

　　这种新型水泥得到了较快的发展，我们公司参与了一些外围工作。已经在国内找到了原材料，也希望在国内发展这种产品。

二、建筑用施工水泥的特性

　　我们仅以建设施工水泥的性能做一下简单分析。宾丹（Bindan）公司发展了阿岗国家实验室的产品，很快就发展了以下七种主要水泥产品。
　　 MONO—Patch (修补工程用)20分钟粘结，90分钟可以走车
　　 Neo—Grout（快硬砂，30分钟可粘结，可以用来砌砖，粘结面砖）
　　 Mono—Undercayment（垫层用水泥，用于木地板和地板革的垫层）
　　 Mono—Plug（施工或修补水中工程，2至3分钟可以粘结水池﹑水管﹑水箱等）
　　 Neo—Terrazzo（适于制作水磨面，一个小时粘结，二个小时后可以走人）
　　 Mono—Path Cold Set（适用于严寒地区，可达华氏负15度）
　　 Neo—Mold（适于筑模用，15分钟凝固，3小时脱模）
　　 让我们以适于修补工程用的Mono--Patch水泥的使用和特征简单的说明

　　1、荐使用的项目
　　A、高速公路及桥梁平台表面
　　B、飞机场跑道
　　C、工业地面
　　D、结构混凝土的修复

　　2、优点和好处
　　A、快速凝固达到设计要求，三小时可以达到普通水泥的28天强度。
　　B、没有阿未尼亚和其他味道
　　C、与其他结构层，混凝土，沥青混凝土，砌块及木材均可以很好地连结
　　D、养护简单
　　E、室内外均可使用
　　F、施工时不收缩
　　G、这种水泥遇水的反应发热，最适用于严寒地带施工，抗热抗冻性都很好。
　　H、耐化学腐蚀

　　3、使用方法
　　加入10%重量的水份，使用砂搅拌机，搅拌七分钟。加水的混合物开始会显得干燥但很快会析出水来。修补用的混凝土如果2‘’厚，可加60%重量的3/8卵石，搅拌而成。不要用石灰石！将要修补的表面清理去油，打毛（可以1/2深）加入搅拌好的混凝土湿料压平，20分钟后可以初凝。

　　4、严寒地区施工
　　加入水高压预热，施工后最好加盖保温层。

　　5、清洗
　　用肥皂水可以洗掉设备上的残留水泥。

　　6、对比一下和普通硅酸盐水泥的区别（美国波特兰水泥）

　　　　　　　　　PORLANT　水泥　　　　陶瓷水泥

　　抗压强度　　　
　　 3小时　　　　　　––　　　　　　　4000psi (380kg/cm)
　　 28天　　　　　3000psi　　　　　　　100000psi (700kg/cm)
　　 抗剪切　　　　1000psi　　　　　　　3600psi
　　 吸水　　　　　　　　　　　　　　　　<2%
　　 价格　　　　　$10/袋(50LB)　　　　　$14.15/袋

　　以上不难看出陶瓷水泥再快硬高强抗严寒等各方面比普通硅酸盐水泥要好得多，从美国的发展看出它有很好的发展前途。

三、陶瓷水泥的前景预测

　　让我们看看最近的几项进展：美国30几个州已经从宾丹公司购买修复公路用的水泥。
　　宾丹公司已经和美国最大的石膏产品公司签约，联合发展和销售这一产品，他们分别在这个项目上占40%和60%的股份。
　　美国最大的建材零售商店HomeDepot决定2001年三月开始在全国几百家商店同时销售这一产品。
　　2000年宾丹公司的营业额可达30万美元，但预计2001年将达到1000万美元。陶瓷水泥的发明，是为了处理核废料。这一用途以及得到论证并开始使用。
　　快硬高强的特点使它最适用与喷射混凝土。钢结构的喷射防火层
　　此外，任何新材料的诞生都会很快发展到适用的各个领域。陶瓷水泥也不例外，如现在正在发展推广的一些项目：这种无机的水泥可以耐高温，可以用来修补高温窑炉的内壁；粘接耐火材料；这种水泥容易成型，制造物理性能比传统水泥好得多，在美国有关专家正在试着将其作为替代模具的材料。这种延伸出来的各种应用还会很快发展。
　　可以预见，这种水泥在特种用处上会有很大发展。随着降低成本也完全可能和普通水泥一拼高低。

四、陶瓷水泥在中国

　　中国近年来水泥行业发展比较迅速，仅2000年，全国水泥行业科技成果就有近1700项。但是，没有一项成果与阿岗国家实验室的陶瓷水泥相同或类似，即中国仍然没有用类似陶瓷水泥的产品—用氧化镁和磷酸盐作为主要成份而不需煅烧直接混合而成的水泥。陶瓷水泥是一个全新的概念，如能开发成功，将很快添补中国水泥行行业的空白，并产生巨大的经济效益。观察中国近年来水泥行业最新的研究领域和成果，我们可以看到，国内也正逐步摸索﹑研制用磷﹑镁制成快﹑硬﹑强的特种水泥，如果继续摸索下去，三年至五年一定能够开发出与阿岗实验室研究出的类似产品，因此，抓紧目前有利时机，尽快研制﹑开发，推向市场是当前的首要任务。

　　申奥成功北京有上百亿元的工程项目，为了贯彻施工中要使用“绿色建材”，整个工程的要求施工要快工期紧。这种陶瓷水泥正是不可多得的理想材料。陶瓷水泥采用无机磷酸盐做基本材料，从施工到使用完全是一个无害的建筑材料。因为它的生产过程完全不需要再烧结，生产这种水泥的工厂也完全是“绿色工厂”。因为这种水泥的快硬高强，在奥运工程施工中应该可以大有作为。它完全可以在以下几方面得到用处：

　　1、抢建工程——因为它可以在1至3小时内完全固化，混凝土工程中可以在一个小时内脱膜，不像传统工程中需等7到达28天后才可以脱膜使用。一天浇筑一层混凝土，是完全可以实现的。一个10层混凝土楼房可以在一星期内完成。
　　2、冬季施工——这种水泥在固化时发热，它完全可以在冬季施工时室外作业，不需蒸气养护，不需另搭保温棚及其它添加剂。
　　3、喷射钢结构防火保护层——这种水泥初凝很快，适于喷射使用，对钢结构的防火保护层是理想的材料。
　　4、水磨石地面——至今，水磨石对于地面仍是一种理想的建材，对于二层以上的地面，国外早已采用轻质高硬的树胎水磨石来施工。我们介绍的这种新型水泥作为水磨石是一种理想的材料，这不仅因快硬可以在一天内完成从浇筑到磨光的全班过程，而且，高强度，高抗剪的性能给它带来和树脂水磨石同样的理想效果。价格虽然比普通硅酸盐水泥水磨石要贵，但比起树脂水磨石它的价格就便宜多了。这种水泥作为建筑上使用还有防酸防腐蚀，质量轻等一系列优点。我们还会继续发现它的新用途。建议国内有关领导重视起这种全新的水泥，开发它的生产和应用，为奥运工程的成功做出应有的贡献。
　　5、室外装饰工程——这种水泥大多为白色，是理想的装饰材料，在美国已经用来做室外的装饰材料。如建筑室外干占石，挂板，室外碉像的使用。北京所要建设的奥运小区，会有很多建筑碉像，我们一定会发现这是一种最理想的材料。
　　这种水泥因为价格所限，现在还看不出取代普通硅酸盐水泥的应用前景。但作为特种水泥来特殊使用，是完全可行的。建议速鉴定并开发使用。