摘要：本文将为您分享同济大学蒋正武教授可持续混凝土研究团队近日于Cement and Concrete Research杂志（IF=13.1）发表的最新研究成果Effect of alumina on the carbonation reactivity of ca

本文将为您分享同济大学蒋正武教授可持续混凝土研究团队近日于Cement and Concrete Research杂志（IF=13.1）发表的最新研究成果Effect of alumina on the carbonation reactivity of calcium aluminosilicate glasses。本文第一作者为同济大学可持续混凝土研究团队李晨助理教授，通讯作者为蒋正武教授。

导读配图：

硅酸盐固废能吸收空气中的二氧化碳，将其转化为稳定的碳酸盐，是二氧化碳矿化封存的重要途径。统计表明，全球硅酸盐固废年产量约70亿吨，固碳潜力达到亿吨级别。大部分硅酸盐固废是由金属冶炼、煤炭燃烧等过程产生的高温熔体冷却而成，其成分既包括硅酸三钙、硅酸二钙、石英、莫来石等硅酸盐矿物，也包括非晶态的玻璃相。如粒化高炉矿渣、黄磷冶炼渣等材料，其玻璃相占比达95%以上。本研究面向工业固废碳封存技术的发展需求，重点研究铝对固废中玻璃态组分碳化反应的影响。通过模拟工业固废熔融—急冷的形成过程，合成了不同铝含量的硅铝酸钙玻璃。碳化反应实验表明，在玻璃体中引入铝元素，或以等原子数的铝取代硅，都会降低材料的碳化反应活性（图1）。

图1 不同组成的硅铝酸钙玻璃体碳化生成的碳酸钙随时间变化

系统研究玻璃材料分子、纳米尺度结构发现，铝在玻璃体中形成带负电的四配位结构，吸引钙离子形成电荷补偿，使玻璃体中非桥氧的数量减少；带负电的铝氧四面体与硅氧四面体优先结合为高聚态的原子团，还会降低非桥氧及阳离子通道的连续性。上述结构特征不利于钙离子的溶解，使材料的碳化反应活性减弱。在碳化反应过程中，铝质组分溶解后还会在玻璃颗粒表面产生特性吸附，抑制碳酸钙的成核并影响其形态特征（图2）。研究成果为深入理解固废碳化反应的过程与机制提供理论思路，也为工业固废碳封存技术的发展提供支撑。

图2 玻璃态硅铝酸钙的碳化反应活性与机理

本项研究成果受到国家自然科学基金、科技部“十四五”重点研发计划等项目支持。蒋正武教授可持续混凝土团队多年来一直致力低碳先进土木工程材料可持续化理论与方法的研究主线，近5年累计在Advanced Materials、CCR、CCC、CBM等期刊发表SCI论文70余篇。

上述研究已发表在Elsevier出版集团Cement and Concrete Research杂志，欢迎大家在以下链接下载浏览：

原文链接：

11月7日-11月9日，由建筑材料工业技术情报研究所、武汉理工大学、中国硅酸盐学会工艺岩石分会联合举办的“2025第八届全国冶金固废及尾矿处理利用学术与技术交流大会暨展览”将在湖北武汉召开。本次大会本次大会以“智汇创新 低碳共赢”为主题，主要围绕冶金固废、尾矿、工程渣土、淤泥、磷基固废等固废的理论基础研究、应用技术、产品、工艺、装备、标准、产业化、典型案例等全产业链内容开展深入交流和研讨。

同期活动：

◆冶金固废学术与技术交流论坛

◆全国尾矿综合利用产业创新论坛

◆工程渣土与河湖淤泥低碳处置及高值利用论坛

◆工业固废碳矿化技术论坛

◆全国磷基固废资源化利用论坛

◆ 固废技术、装备、产品展览展示

以实物、图片、影像、文字等多种形式直观展示冶金固废及尾矿处理与利用相关的先进装备、工艺、技术、产品等

◆ 建材行业标准《固废基胶凝材料应用技术规范》第二次工作会议；

◆ 低碳健康跑团。

来源：固废利用与低碳建材