復合水泥的應用與發(fā)展

李慶瑞

西安思源學院（710038）

隨著材料科學技術的快速發(fā)展與不斷發(fā)展，特別是21世紀的最近十年來水泥工業(yè)新型干法生產(chǎn)技術的快速提高與裝備更新?lián)Q代的水平的不斷發(fā)展，水泥工業(yè)已經(jīng)開始具備了把各種固體工業(yè)廢棄物在水泥生產(chǎn)過程中的利用，使水泥工業(yè)走上了可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟的道路。為實現(xiàn)廢物利用、節(jié)能減排的綠色經(jīng)濟的戰(zhàn)略目標,具備了相當?shù)臈l件。

1 工業(yè)廢渣在水泥中的應用

工業(yè)廢渣在水泥中的應用主要表現(xiàn)在三個方面。首先是利用各種工業(yè)廢渣或廢料作為水泥的混合材，例如粉煤灰、礦渣、廢礦、煤研石、粉土、燒頁巖等，作為水泥熟料之一，混合磨細生成相應的水泥品種。這種是最簡單最普通的能直接影響水泥產(chǎn)量的方法。其次是利用工業(yè)廢料作為水泥熟料原料，例如電石渣、赤泥、廢礦石等，經(jīng)過處理后可充分利用其中所含的硅、鋁、鐵、鈣等有效成份，替代相當?shù)奶烊辉?調(diào)配制成復合要求的水泥生料。第三是利用具有可燃組分的廢渣或廢料，作為鍛燒水泥熟料所需的燃料，通常稱為替代燃料或二次燃料。這樣既能合理利用資源，又節(jié)能減排。

世界上的許多發(fā)達國家在水泥工業(yè)中對廢料的利用領域發(fā)展的比較迅速。由于各國情況的不同,而且對廢料的處理水平和能力方面也不盡相同，有好有差。在歐洲國家，特別是德國、英國、法國的水泥生產(chǎn)達到國際領先水平，因為他們在處理工業(yè)廢料方面起步早，資金投入高，發(fā)展速度快，技術也比較成熟。在亞洲，日本在水泥工業(yè)中對廢料的利用和發(fā)展的比較迅速。日本地少人多，對廢物、廢料的綜合利用和循環(huán)經(jīng)濟比較重視，已經(jīng)有了顯著的成效。日本總體上和法國同處于世界一流水平，值得我們借鑒。

我國在工業(yè)廢料處理和利用方面主要有兩大特點∶

1）能來制作水泥的混合材的工業(yè)廢料數(shù)量很大，占到水泥利用所有廢料的80%，但是用來作二次燃料的工業(yè)廢料種類很少、數(shù)量也不高，二者結構比例有些失調(diào)。

2）我國的工業(yè)廢料在水泥工業(yè)中的利用起步也較早，但在綜合利用、深入研究也是近幾年來才剛剛起步的。因此，我國水泥工業(yè)在廢物利用方面，還有許多艱巨的工作需要努力地去做，同時還應借鑒其他國家的寶貴經(jīng)驗。

2 我國復合水泥的研究現(xiàn)狀

水泥在生產(chǎn)過程中加入適量的混合材，不僅能夠節(jié)約水泥熟料進而節(jié)約資源，還能提高水泥的產(chǎn)量，降低成本，工業(yè)廢渣的大量利用還有利于環(huán)境的保護，同時各種不同的廢料還能改善水泥的某些性能，如提高后期強度、減少水化熱等。在我國的水泥生產(chǎn)中加入混合材的歷史可追述到40年，但是發(fā)展的深度與速度還落后于一些發(fā)達的歐共體國家。

在我國王幼云等人進行的大量試驗證明了，加入兩種或以上混合材能大幅度改善水泥性能。研究人員并不是將各類混合材料簡單的混合，而是有意識地取長補短，生產(chǎn)出單一混合材所不具有的特殊效果。為將這些成果用于水泥生產(chǎn)，我國在1999年制定了GB12958—1999《復合硅酸鹽水泥》國家標準，使我國的五大通用水泥增加到六種，標準還規(guī)定：凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為復合硅酸鹽水泥(簡稱復合水泥)。在標準實施的十多年里，我國的水泥生產(chǎn)界已經(jīng)逐步認識了復合水泥的優(yōu)越性，并且促進了水泥的研究和發(fā)展，提高的水泥產(chǎn)量，獲得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

3 復合水泥的發(fā)展

我國的水泥工業(yè)相對發(fā)達國家來說還是比較落后的。我國是發(fā)展中國家，建國以來，大型的基礎設施建設以及工業(yè)和民用建筑需要大量的水泥，但是水泥混凝土工業(yè)底子薄、產(chǎn)量少等因素，造成有些地方或企業(yè)以少量的投資，土法上馬，設備簡單等方式來生產(chǎn)水泥，很少考慮環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的問題。近50年來，雖然生產(chǎn)技術水平得到了一定的提高，但是一直沒有摘掉“三高（高消耗、高能耗、高污染）”的帽子，延續(xù)著粗放式經(jīng)濟的增長模式。

放棄粗放式按照循環(huán)經(jīng)濟的理論來改造我國傳統(tǒng)的水泥混凝土生產(chǎn)方式，是水泥工業(yè)的發(fā)展方向，也是可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。把工業(yè)上大量廢渣運用到復合水泥的生產(chǎn)上，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的一個方面，可直接降低環(huán)境污染，為實現(xiàn)節(jié)能、減排、低碳的生產(chǎn)目標作出貢獻，具有巨大的社會效益。

較大量的摻入工業(yè)廢渣而生產(chǎn)的復合水泥是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的一種嘗試，能提高環(huán)境的保護，為水泥工業(yè)率先實現(xiàn)綠色生態(tài)化生產(chǎn)打下基礎，此舉的社會效益巨大∶

1）減少了水泥生產(chǎn)原料的開采和煤炭資源的消耗。遵循了循環(huán)經(jīng)濟減量化的原則，在生產(chǎn)的源頭就節(jié)省原材料的開采，一直到生產(chǎn)過程當中的節(jié)能減排，來達到節(jié)約資源和保護生態(tài)。

2）減少粉塵污染物的排放。近年來，水泥行業(yè)保持著快速發(fā)展態(tài)勢，2007年全國水泥總產(chǎn)量達到13.6億t，然而沉重的環(huán)境壓力也隨之而來，經(jīng)濟發(fā)展與資源、環(huán)境的矛盾日趨尖銳。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國水泥工業(yè)每年向大氣排放的粉塵、煙塵在1 300萬t以上,雖然比過去的1 800萬t有了較大的改進,但比國家環(huán)保部門要求的年排放量650萬t仍相距甚遠。利用工業(yè)廢渣可有效減輕環(huán)境負荷的潛能,使水泥工業(yè)朝節(jié)能、減排的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。

改變傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)方式，按照循環(huán)經(jīng)濟的目標實現(xiàn)水泥工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是水泥行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。