轻骨料与轻骨料混凝土是我国环保利废、大宗利用工业固废与建筑渣土、污泥等固废、实现再生资源产品高值化的重要产业。目前，粉煤灰、污泥 等大宗工业固废已广泛用于制备陶粒轻骨料并用于各种轻骨料混凝土。轻骨料及轻骨料混凝土产业正在以环保利废、资源替代和轻质高性能等多重优势引得业内外的广泛关注。
聚焦轻骨料与轻骨料混凝土
2022年8月5日，中国混凝土与水泥制品行业大会在南京举行，会议期间，以“绿色、环保、高性能、新应用”为主题的第四届全国轻骨料及轻骨料混凝土创新发展论坛同期举行。
近年来，已经有越来越多的人认识到发展轻骨料及轻骨料混凝土行业的意义与价值。轻骨料和轻骨料混凝土的发展优势及前景也逐渐清晰明朗。发达国家众多的工程实践证明，由于结构轻骨料混凝土的强度高、质量轻，建造大跨度的桥梁和高层、超高层建筑，可以大大减轻结构自重，降低基础负荷，减少材料用量和运输量，同等荷载性能下采用轻骨料混凝土显著降低整个工程建设综合造价，综合经济效益十分可观。美国等发达国家目前的工程应用领域对轻骨料的需求约占骨料需求的10%。
统计数据显示，2021年我国预拌混凝土产量32亿多立方米；骨料约占43%, 14.16亿吨,若用轻骨料替代10%即1.4亿吨,因此固废大宗利用、大规模生产、高值化创新的轻骨料产业,未来具有很大发展空间。
轻骨料生产的环保和高质量是行业可持续发展的需要。当前，“双碳目标”正在引领高质量发展，国家大力推进环保利废、装配式建筑、绿色节能建筑等，给轻骨料和轻骨料混凝土行业企业带来了新的挑战与转型发展机遇。轻骨料混凝土的高性能与超高性能研究正在取得重要进展，工程应用场景不断增多，各种轻骨料和轻骨料混凝土的发展与应用呈现爆发式增长态势。陶粒是轻骨料的当家产品。随着我国固废资源化利用的不断推进, 新建固废陶粒产能不断增加。
专家学者纵论轻骨料现状
助力轻骨料与轻骨料混凝土发展
第四届全国轻骨料及轻骨料混凝土创新发展论坛共邀请了十位专家进行主题发言。他们的报告内容丰富、专业，包括利废轻骨料绿色工厂的设计与实践、高性能轻骨料标准研究、预制轻骨料混凝土、轻质超高性能混凝土、轻骨料混凝土工程耐久性分析，以及新品种轻骨料的开发与应用等。如何利用各种工业废弃物制备高性能轻骨料、如何设计现代绿色节能轻骨料工厂，如何提升高性能轻骨料混凝土与构件的技术水平、轻骨料混凝土在实际工程中的服役性能如何？业内关注的焦点，企业发展的方向等等一系列问题，各位专家都有自己的见解。
预制构件的轻质高强化成为预制拼装桥梁技术发展的关键。随我国城市化进程加速, 城市高架桥越来越多。传统城市高架施工多采用混凝土现浇技术，需占地打围，工期长、污染大、且易造成交通拥堵。预制拼装桥梁快速施工方法，采用工厂化生产，现场预制拼装。具有施工速度快、工期短、环境污染小，有效解决交通拥堵难题，是城市桥梁建造技术的发展方向。现有超高性能混凝土还不能完全满足预制拼装桥梁工程经济化和环保化的发展需求，亟需开发轻质、低收缩、免蒸养超高性能混凝土材料。
磷石膏矿渣轻骨料项目：成本低、掺量高、市场大、效益好。磷石膏矿渣轻骨料的特点：一是掺量大，磷石膏矿渣轻骨料中磷石膏占比是80%以上，能大量利用磷石膏。二是能耗低，相比于烧结陶粒，石膏蒸养砌块等建材产品的高能耗特点，磷石膏矿渣轻骨料无需煅烧、蒸养，大幅度降低生产能耗。三是重量轻，与传统碎石堆积密度小于1200kg/m3，轻质化特性可广泛用于各种工程。四是环保，对原状磷石膏中特征污染物进行有效固化，消除了磷石膏产品对环境造成的二次污染。
我国磷石膏固废综合利用率较低， 绝大部分企业对磷石膏仍采用堆存处理的方式，不仅占用大量土地资源，还对周边环境（空气、土壤、 水）造成恶劣影响。资料显示，关于磷石膏：世界堆存量＞60亿吨，我国堆存量＞6亿吨，我国年排放量＞0.8亿吨，有效利用率＜20% 。
磷石膏矿渣轻骨料性能及经济性主要体现在环保性能上：磷石膏矿渣轻骨料的环保优势。磷石膏矿渣轻骨料中磷石膏掺量最高可达90%，可大量消耗固废磷石膏，切实解决长江经济带及周边的“三磷”问题，减少磷石膏的堆存对生态环境造成的恶劣影响。磷石膏矿渣轻骨料可以大量替代混凝土或道路基层中的传统碎石，减少砂石矿山等不可再生资源的开采，避免对山体及绿植造成严重破坏。相比于页岩陶粒，磷石膏矿渣轻骨料采用免煅烧工艺可大幅度降低能耗与碳排放，也减少对天然页岩的开采，通过优化磷石膏品质，可以提高轻骨料的性能。
将磷石膏应用在道路工程中是能够大规模消耗磷石膏的有效途径。
蒸压硅酸盐功能骨料（固废基功能骨料）正在蓄势待发。大基建时代的土木工程材料消耗量巨大，2021年中国水泥产量23.3亿吨；混凝土总产量为约 32亿立方米；我国每年消耗砂石约200亿吨。
有专家认为，水热合成高品质人造骨料——蒸 压 硅 酸 盐 （ 固 废 基 ） 功 能 骨 料是人造骨料发展的一个新阶段。采用适当比例的钙质原料与硅质原料，经配料、成球与包壳等工艺制成球形颗粒，在180-200℃蒸压养护下，形成以托贝莫来石为主要物相、在砂浆和混凝土中具有某些特殊功能的硅酸盐骨料/集料。可以消纳大宗固废炉渣、废弃粉煤灰、工程弃土、皂化渣、盾构泥浆、石材锯泥等。混凝土的功能骨料可部分/全部替代普通天然砂、石，减少混凝土浆体用量，降低水泥用量，作为内养护材料，减少混凝土收缩开裂改善界面过渡区，提高混凝土的耐久性，保温隔热，隔音吸声，减轻自重，可改善混凝土流动性，用于配制超高泵送和自密实混凝土。
蒸压硅酸盐功能骨料的产业前景十分广阔。用途广：建筑骨料、污水处理滤料、臭氧发生器催化剂等；用量大：功能骨料将成为未来混凝土的第七组分，仅按照替代砂、石骨料体积的15%计算，每年国内市场容量约3亿-4亿吨；消纳固废量大：每年消耗粉煤灰、炉渣、尾矿、泥浆、钢渣等低品质固废2亿-3亿吨；技术成熟：已经实现了工业化生产：在宁波建有年产10万立方米生产线（消纳炉渣）；在福建建有年产30万立方米生产线（消纳玄武岩锯泥），拟在陕西神木建设年产60万立方米生产线（消纳粉煤灰）。
《固废制备轻骨料绿色工厂设计规范》
协会标准获得通过
2022年8月30日，中国混凝土与水泥制品协会会同中国建筑材料联合会以线上视频会议形式组织召开的《固废制备轻骨料绿色工厂设计规范》协会标准审查会在北京举行。会议审查并通过了由天津水泥工业设计研究院有限公司等单位起草的《固废制备轻骨料绿色工厂设计规范》协会标准送审稿。《固废制备轻骨料绿色工厂设计规范》创新性地提出了固废制备轻骨料绿色工厂的核心参数与指标，明确了绿色工厂设计的基本规定，提出了工艺装备、生产控制与产品的核心参数和要求，并对基础设施、环保污染物控制、资源能源利用、环境保护与职业安全卫生等提出了具体要求。该标准解决的主要问题就是针对轻骨料行业目前规模小的生产线，能耗高，环保指标与相关先进标准有差距的突出问题。当前我国轻骨料产业，单线规模小，生产工艺粗放，能耗高，环保指标不够先进，还未能实现节能低碳、绿色环保、大规模、现代化生产制造，也没有出现行业领军企业，产品性能和质量未能跟上混凝土超高泵送施工工艺和高强高性能混凝土的发展，远远满足不了下游工程建设的需求。
用先进标准引领，是轻骨料制造高端化、绿色化、智能化是高质量发展要求。工业固废制轻骨料实现消纳废物与生产轻质高强材料并举，是固废资源化利用的方向之一。
其实，陶料混凝土在我国已有半个多世纪的应用。南京长江大桥是长江上第一座由中国自行设计和建造的双层式铁路、公路两用桥梁，其桥面板陶粒混凝土的设计具有前瞻性、可靠性、耐久性。经50年服役后，陶粒混凝土力学性能基本不变，仍然具备很好的力学承载力。检测研究显示，其陶粒混凝土的碳化程度较低，体现了其良好的耐久性，未受环境明显侵蚀。从南京大桥的实践，我们看到，陶粒混凝土经50年水化后，仅有少量未水化的C2S相。水化产物以C-S-H为主，且分布于水泥基体中及陶粒开放孔隙中。粉煤灰陶粒混凝土具有良好的力学性能与耐久性，对陶粒内部孔结构及表面孔结构的优化是提升陶粒混凝土综合性能，赋予其力学、耐久性及功能性的有效途径。
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