现在行业中大多数是把沸石利用沸石用在建材工业,世界上超过四成的天然Zeolite资源用于水泥及其制品中。最初为了降低水泥生产成本,提高混凝土的强度、抗渗性与抗冻性,人们将Zeolite用于水泥或混凝土工业,应用越来越广泛。

Zeolite作为水泥掺料可以降低成本、提高标号、改善产品性能等。早在1912年,美国就将掺有沸石的水泥用于建筑之中。前苏联于1913年利用克里木丝光沸石(当时称凝灰岩)作为水泥混合材生产水泥,大大降低了成本。1978年以来,我国在利用天然沸石作为混凝土掺合料的研究方面也取得了重要进展,天然沸石成为近几年来推广应用最广的一种新型混凝土掺合料。利用沸石的离子交换特性,可以通过加入沸石抑制混凝土碱-骨料反应。清华大学的冯乃谦在这方面做了很多研究,并提出了天然沸石通过离子交换作用抑制碱-骨料反应的机理。封孝信等研究了天然沸石的加入对水泥中可溶性碱和有效碱的影响,并对沸石抑制碱-骨料反应的机理进行了分析,发现沸石通过离子交换降低可溶性碱量,通过离子交换和提高C-S-H凝胶对Na+和K+的吸收能力降低有效碱量,而沸石本身含有的碱量并不影响其对碱-骨料反应的抑制作用。基于沸石的离子交换特性,掺加沸石的水泥材料用于氨氮及重金属离子的去除也有很多报道。

张道方等利用天然沸石和泥炭作为原材料,水泥作为粘结剂研制的合成材料对氨氮和总磷有很好的去除效果,对初始浓度为10mg·L-1的NH4+-N溶液的吸附量为131mg·kg-1,对初始浓度为1mg·L-1的总磷溶液的吸附量为31mg·kg-1。崔素萍等发明了一种可吸附重金属离子的透水砖,由于沸石的离子交换特性和较大的比表面积,使加入沸石的透水砖在保证其原有性能的基础上,提高了对Zn2+、Pb2+等重金属离子的吸附。赵怀红等研究了放射性废物水泥固化体Cs+的浸出行为,发现沸石对Cs+有强烈的吸附作用,掺加80%沸石的固化体Cs+浸出率比不加沸石的固化体Cs+浸出率小一个数量级,沸石对Cs+的选择性吸附和沸石表面被水泥水化产物包覆是导致固化体对Cs+有持留作用的主要原因。另外,掺加沸石的水泥砂浆有很好的防氡和防辐射效果,何登良等制备的含沸石水泥砂浆,防氡率可达到60%,对辐射的屏蔽率为45%,说明沸石可以用作防氡材料。利用沸石的吸附性能,可以将其用来制备多孔混凝土。Cenk等开展了天然斜发沸石作为集料和引气剂制备蒸压加气混凝土的研究,发现不加铝粉的加气混凝土耐压强度为4.6MPa,容重为0.930kg/dm3,较之掺加铝粉的加气混凝土强度更高,容重偏大。

冯乃谦等用天然沸石作为气体载体制备多孔混凝土,干容重最低可达720kg/m3,抗冻性和隔音性能良好。沸石具有调湿功能,这是因为沸石有多孔、比表面积大和吸附能力强的特点,因此可以将沸石与水泥或灰浆混合制成板材用于调节空气湿度。日本鹿岛公司和新东北化学工业公司将天然沸石、混凝土、维尼纶纤维和水混合,压制成型开发出沸石调湿护墙板,其吸湿性约达到木材的3倍,适合于需要严格控制湿度的建筑物。这种板材已用于日本新开馆的日黑雅叙园美术馆工程中。冯乃谦等以天然沸石为基材,加入水泥、石膏等制成调湿材料可使容器内湿度稳定在60%~70%之间,而作参照的没有放置调湿材料样品的容器内部湿度在50%~90%之间浮动。此外,沸石还可以作为流化剂载体,用以控制混凝土塌落度的损失,改善混凝土的流动性和施工性能;制备沸石抗菌剂,用于砂浆或混凝土中,使其具有一定的抑制或杀灭细菌的能力;制备低碱高强水泥和无碱防冻早强水泥等。