Popular science work
大量淤積的黃河泥沙，有望變身新型建材骨料。記者10月23日獲悉，以鄭州大學(xué)教授趙軍為帶頭人的教育部新型建筑材料與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新團(tuán)隊歷經(jīng)5年，成功研發(fā)出“利用黃河淤泥協(xié)同多源固廢制造建筑材料用人工骨料”技術(shù)。它不僅能夠替代天然砂石制備綠色低碳混凝土，還為高效資源化治理黃河流域固體廢棄物提供了技術(shù)支撐。相關(guān)研究成果已獲5項專利授權(quán)。
黃河中下游干、支流和水庫泥沙淤積及其造成的黃河下游“地下懸河”問題，一直是治理黃河的難題。雖然當(dāng)前的沖淤技術(shù)對于下游泥沙淤積已達(dá)到卓有成效的治理效果，但部分區(qū)域及入?？谌杂写罅坑俜e泥沙。“黃河下游的泥沙也是一種寶貴資源，合理資源化利用將產(chǎn)生巨大的社會、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。”趙軍說。
與此同時，我國還面臨著天然砂石過度開采和固體廢棄物（以下簡稱“固廢”）產(chǎn)量巨大的雙重困境。這引發(fā)了嚴(yán)重的生態(tài)危機，研發(fā)可高效率處置黃河淤泥、協(xié)同處置多源固廢的天然砂石替代品迫在眉睫。
“把天量的黃河泥沙變成新型建材的人工骨料，將是一件兩全其美的事情。”趙軍說。但是，黃河淤泥和多源固廢由于顆粒級配失衡、含有害物質(zhì)、強度低、理化性能差異大，無法直接應(yīng)用于混凝土原材料，制約了其工程應(yīng)用進(jìn)程。
為此，科研團(tuán)隊攻克了人工骨料孔隙結(jié)構(gòu)精確調(diào)控、密度與強度平衡控制、表面特性優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合骨料形成機理和機械拌合工藝，通過分析原材料化學(xué)成分及化學(xué)反應(yīng)機理，利用化學(xué)膠結(jié)和物理重構(gòu)方法，使黃河淤泥物理形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到改變；根據(jù)工程應(yīng)用場景與混凝土性能指標(biāo)，推定骨料原材料配比范圍并調(diào)整設(shè)備參數(shù)，將黃河淤泥協(xié)同多源固廢轉(zhuǎn)化為級配、致密性、強度和穩(wěn)定性優(yōu)良的人工骨料，可以直接替代天然砂石制備混凝土。
“這項研究有助于構(gòu)建‘黃河淤泥協(xié)同固廢—低碳建材—生態(tài)治黃’的綠色增值鏈條，驅(qū)動黃河流域從線性消耗向物質(zhì)循環(huán)范式轉(zhuǎn)型。”趙軍表示，他們可根據(jù)黃河淤泥和固廢處理處置單位與建設(shè)工程單位要求，實現(xiàn)所需骨料的開發(fā)。開發(fā)的人工骨料中，黃河淤泥含量可達(dá)到80%以上，是實現(xiàn)黃河淤泥與固體廢棄物高效、高值、綠色、低碳處置的重要技術(shù)。
來源：科技日報
