現(xiàn)在行業(yè)中大多數(shù)是把沸石利用沸石用在建材工業(yè),世界上超過四成的天然Zeolite資源用于水泥及其制品中。最初為了降低水泥生產(chǎn)成本,提高混凝土的強度、抗?jié)B性與抗凍性,人們將Zeolite用于水泥或混凝土工業(yè),應用越來越廣泛。
Zeolite作為水泥摻料可以降低成本、提高標號、改善產(chǎn)品性能等。早在1912年,美國就將摻有沸石的水泥用于建筑之中。前蘇聯(lián)于1913年利用克里木絲光沸石(當時稱凝灰?guī)r)作為水泥混合材生產(chǎn)水泥,大大降低了成本。1978年以來,我國在利用天然沸石作為混凝土摻合料的研究方面也取得了重要進展,天然沸石成為近幾年來推廣應用最廣的一種新型混凝土摻合料。利用沸石的離子交換特性,可以通過加入沸石抑制混凝土堿-骨料反應。清華大學的馮乃謙在這方面做了很多研究,并提出了天然沸石通過離子交換作用抑制堿-骨料反應的機理。封孝信等研究了天然沸石的加入對水泥中可溶性堿和有效堿的影響,并對沸石抑制堿-骨料反應的機理進行了分析,發(fā)現(xiàn)沸石通過離子交換降低可溶性堿量,通過離子交換和提高C-S-H凝膠對Na+和K+的吸收能力降低有效堿量,而沸石本身含有的堿量并不影響其對堿-骨料反應的抑制作用。基于沸石的離子交換特性,摻加沸石的水泥材料用于氨氮及重金屬離子的去除也有很多報道。
張道方等利用天然沸石和泥炭作為原材料,水泥作為粘結(jié)劑研制的合成材料對氨氮和總磷有很好的去除效果,對初始濃度為10mg·L-1的NH4+-N溶液的吸附量為131mg·kg-1,對初始濃度為1mg·L-1的總磷溶液的吸附量為31mg·kg-1。崔素萍等發(fā)明了一種可吸附重金屬離子的透水磚,由于沸石的離子交換特性和較大的比表面積,使加入沸石的透水磚在保證其原有性能的基礎(chǔ)上,提高了對Zn2+、Pb2+等重金屬離子的吸附。趙懷紅等研究了放射性廢物水泥固化體Cs+的浸出行為,發(fā)現(xiàn)沸石對Cs+有強烈的吸附作用,摻加80%沸石的固化體Cs+浸出率比不加沸石的固化體Cs+浸出率小一個數(shù)量級,沸石對Cs+的選擇性吸附和沸石表面被水泥水化產(chǎn)物包覆是導致固化體對Cs+有持留作用的主要原因。另外,摻加沸石的水泥砂漿有很好的防氡和防輻射效果,何登良等制備的含沸石水泥砂漿,防氡率可達到60%,對輻射的屏蔽率為45%,說明沸石可以用作防氡材料。利用沸石的吸附性能,可以將其用來制備多孔混凝土。Cenk等開展了天然斜發(fā)沸石作為集料和引氣劑制備蒸壓加氣混凝土的研究,發(fā)現(xiàn)不加鋁粉的加氣混凝土耐壓強度為4.6MPa,容重為0.930kg/dm3,較之摻加鋁粉的加氣混凝土強度更高,容重偏大。
馮乃謙等用天然沸石作為氣體載體制備多孔混凝土,干容重最低可達720kg/m3,抗凍性和隔音性能良好。沸石具有調(diào)濕功能,這是因為沸石有多孔、比表面積大和吸附能力強的特點,因此可以將沸石與水泥或灰漿混合制成板材用于調(diào)節(jié)空氣濕度。日本鹿島公司和新東北化學工業(yè)公司將天然沸石、混凝土、維尼綸纖維和水混合,壓制成型開發(fā)出沸石調(diào)濕護墻板,其吸濕性約達到木材的3倍,適合于需要嚴格控制濕度的建筑物。這種板材已用于日本新開館的日黑雅敘園美術(shù)館工程中。馮乃謙等以天然沸石為基材,加入水泥、石膏等制成調(diào)濕材料可使容器內(nèi)濕度穩(wěn)定在60%~70%之間,而作參照的沒有放置調(diào)濕材料樣品的容器內(nèi)部濕度在50%~90%之間浮動。此外,沸石還可以作為流化劑載體,用以控制混凝土塌落度的損失,改善混凝土的流動性和施工性能;制備沸石抗菌劑,用于砂漿或混凝土中,使其具有一定的抑制或殺滅細菌的能力;制備低堿高強水泥和無堿防凍早強水泥等。