综述：煅烧粘土与LC3的研究格局：新兴挑战与机遇的文献计量学视角

这篇文献计量学综述系统分析了煅烧粘土及石灰石煅烧粘土水泥（LC3）领域1734篇文献，揭示了该材料在减少水泥碳排放（CO2）中的核心作用。通过VOSviewer等工具，研究指出当前重点集中于反应活性与力学性能，而耐久性、流变学及全生命周期评估（LCA）仍是待深入领域，为可持续建材发展提供了明确方向。

　　

引言

水泥行业作为全球CO₂排放的主要来源之一，其核心问题在于传统硅酸盐水泥（OPC）生产过程中高达1400°C的煅烧温度。石灰石煅烧粘土水泥（LC³）通过将煅烧温度降至800°C，并采用石灰石-煅烧粘土-熟料三元体系，可实现每吨水泥减少30%-38%的CO₂排放（516-562 kgCO₂eq/t）。这一技术不仅依赖粘土资源的广泛分布，更因其经济性成为最具潜力的低碳水泥替代方案。

研究现状与缺口

文献计量分析显示，LC³研究呈现指数增长，2024年单年发文量达314篇。关键词聚类揭示当前研究集中于材料反应活性（如火山灰效应）和抗压强度等力学性能，而耐久性测试（如冻融循环、硫酸盐侵蚀）仅占少数。值得注意的是，煅烧粘土在孔隙细化中的作用被证实可提升混凝土抗渗性，但针对LC³多孔混凝土的耐久性研究仍属空白领域。

新兴技术交叉

3D打印领域尝试表明，LC³因流变特性变化面临挤出压力增大的挑战，但低掺量下可实现21层连续打印。辐射屏蔽混凝土中，煅烧粘土的引入显著降低氯离子渗透率（较OPC下降40%），同时延长服役寿命。太阳能煅烧、微波处理等创新技术被提议作为下一代低碳煅烧方案，但工业化可行性仍需验证。

可持续性评估

生命周期分析（LCA）指出，LC³的全球变暖潜能（GWP）为517 kgCO₂eq/t（粘土掺量46%），优于地质聚合物混凝土（GPC）和OPC。社会经济分析强调其成本优势：每吨生产成本较传统水泥低15%-20%，且粘土开采的本地化特性进一步减少运输碳排放。

未来方向

研究建议优先探索粘土流变学调控技术，以适配3D打印等新型施工工艺。同时，需建立标准化的LC³耐久性评价体系，特别是在严酷环境（高盐、高温）下的长期性能数据。跨学科合作（如人工智能优化煅烧参数）可能成为突破材料性能瓶颈的关键路径。