在“碳中和，碳达峰”背景下，将固体废弃物（主要以工业和建筑废弃物为主）在建筑行业资源化已成为共识。为提升固废利用率，我校土木工程与建筑学院魏木旺博士团队在固废活化方面展开系列研究，近期取得如下进展：

一、以工业固废电石渣激发矿渣和粉煤灰制备新型低碳胶凝材料

大规模利用工业固废制备新型低碳建筑材料是建筑行业实现可持续发展的重要途径。碱激发胶凝材料因其能耗低、强度高、耐久性好等优势被认为是一种具有广阔应用前景的绿色建材。然而，传统碱激发胶凝材料面临着凝结过快、体积收缩大等缺点，严重地限制了它的工程应用。因此，为了克服传统碱激发胶凝材料所面临的这些工程问题，开发一种工作性能可调、体积稳定性良好的绿色碱激发胶凝材料具有显著的经济、社会效益。

基于上述研究动机，本团队提出一种以工业固废电石渣为碱性激发剂，传统工业固废高炉粒化矿渣和粉煤灰为前驱体的新型绿色胶凝材料设计方法。联合使用多种物相分析与微结构表征方法揭示了电石渣激发粉煤灰/矿渣胶凝材料的微观结构演化规律，并构建了微结构演化与其宏观力学性能之间的关系。此外，采用可持续性指数（MSIs）准确计算了这种新型绿色碱激发胶凝材料的工业生产成本和碳排放指数。这种新型绿色胶凝材料具有原材料广泛、力学性能优异且工作性能可调的特性，同时收获了显著的绿色化效益，为进一步推动其工程应用提供了有价值的理论依据。

该研究成果以“Characteristics of carbide-slag-activated GGBS–fly ash materials: Strength, hydration mechanism, microstructure, and sustainability”为题发表在国际权威期刊《Construction and Building Materials》(中科院一区Top期刊，IF=7.4)。第一作者为我校土木工程与建筑学院李华伟老师，通讯作者魏木旺。

二、利用再生微粉部分取代水泥制备绿色混凝土材料

建筑固体废弃物的再生和利用不仅响应了我国“双碳”战略，也对建筑行业可持续低碳发展具有重要的研究意义。再生微粉是建筑固废中废弃混凝土在破碎加工过程中产生的一种细微粉体，占建筑废物含量的5%-15%。在生产再生骨料的过程中直接舍弃加工骨料时产生的微粉，不仅造成资源浪费，还会对大气与环境造成一定的污染。由于再生微粉通常含有二氧化硅、氧化铝以及未水化的水泥颗粒等，具有潜在火山灰活性，可作为一种新型的辅助胶凝材料。因此，合理利用这一部分的资源成为当前再生资源全循环利用研究的热门方向。

团队通过制备再生微粉-水泥基材料，探究了再生微粉对水泥基材料水化微结构的影响机理。化学激发对再生微粉-水泥基材料的强度提升较小，热激发对水泥基材料强度的提升高于化学激发，而化学与热复合激发对水泥基材料的强度未表现出较大优势。在再生微粉-水泥基材料体系的水化微结构方面，化学激发不利于水泥基材料体系水化微结构的发展，热激发比复合激发方式对再生微粉-水泥基材料体系的水化微结构发展具有更大优势，并可以产生更多的C-S-H凝胶，完善体系结构密实程度。

该研究成果以“ Effect of chemical–thermal activation on the properties of recycled fine powder cementitious materials ”为题发表在国际权威期刊《Case Studies in Construction Materials 》(中科院二区期刊，IF=6.5)。第一作者为我校与福建农林大学联培硕士研究生陈柳屹，通讯作者魏木旺。