復合水泥的應用與發展

李慶瑞

西安思源學院（710038）

隨著材料科學技術的快速發展與不斷發展，特別是21世紀的最近十年來水泥工業新型干法生產技術的快速提高與裝備更新換代的水平的不斷發展，水泥工業已經開始具備了把各種固體工業廢棄物在水泥生產過程中的利用，使水泥工業走上了可持續發展和循環經濟的道路。為實現廢物利用、節能減排的綠色經濟的戰略目標,具備了相當的條件。

1 工業廢渣在水泥中的應用

工業廢渣在水泥中的應用主要表現在三個方面。首先是利用各種工業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量的方法。其次是利用工業廢料作為水泥熟料原料，例如電石渣、赤泥、廢礦石等，經過處理后可充分利用其中所含的硅、鋁、鐵、鈣等有效成份，替代相當的天然原料,調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，又節能減排。

世界上的許多發達國家在水泥工業中對廢料的利用領域發展的比較迅速。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、法國的水泥生產達到國際領先水平，因為他們在處理工業廢料方面起步早，資金投入高，發展速度快，技術也比較成熟。在亞洲，日本在水泥工業中對廢料的利用和發展的比較迅速。日本地少人多，對廢物、廢料的綜合利用和循環經濟比較重視，已經有了顯著的成效。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廢料數量很大，占到水泥利用所有廢料的80%，但是用來作二次燃料的工業廢料種類很少、數量也不高，二者結構比例有些失調。

2）我國的工業廢料在水泥工業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驗。

2 我國復合水泥的研究現狀

水泥在生產過程中加入適量的混合材，不僅能夠節約水泥熟料進而節約資源，還能提高水泥的產量，降低成本，工業廢渣的大量利用還有利于環境的保護，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。在我國的水泥生產中加入混合材的歷史可追述到40年，但是發展的深度與速度還落后于一些發達的歐共體國家。

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，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，標準還規定：凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規定的混合材、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，我國的水泥生產界已經逐步認識了復合水泥的優越性，并且促進了水泥的研究和發展，提高的水泥產量，獲得了良好的經濟和社會效益。

3 復合水泥的發展

我國的水泥工業相對發達國家來說還是比較落后的。我國是發展中國家，建國以來，大型的基礎設施建設以及工業和民用建筑需要大量的水泥，但是水泥混凝土工業底子薄、產量少等因素，造成有些地方或企業以少量的投資，土法上馬，設備簡單等方式來生產水泥，很少考慮環境保護與可持續發展的問題。近50年來，雖然生產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，延續著粗放式經濟的增長模式。

放棄粗放式按照循環經濟的理論來改造我國傳統的水泥混凝土生產方式，是水泥工業的發展方向，也是可持續發展的必經之路。把工業上大量廢渣運用到復合水泥的生產上，是發展循環經濟的一個方面，可直接降低環境污染，為實現節能、減排、低碳的生產目標作出貢獻，具有巨大的社會效益。

較大量的摻入工業廢渣而生產的復合水泥是發展循環經濟的一種嘗試，能提高環境的保護，為水泥工業率先實現綠色生態化生產打下基礎，此舉的社會效益巨大∶

1）減少了水泥生產原料的開采和煤炭資源的消耗。遵循了循環經濟減量化的原則，在生產的源頭就節省原材料的開采，一直到生產過程當中的節能減排，來達到節約資源和保護生態。

2）減少粉塵污染物的排放。近年來，水泥行業保持著快速發展態勢，2007年全國水泥總產量達到13.6億t，然而沉重的環境壓力也隨之而來，經濟發展與資源、環境的矛盾日趨尖銳。據不完全統計，我國水泥工業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,但比國家環保部門要求的年排放量650萬t仍相距甚遠。利用工業廢渣可有效減輕環境負荷的潛能,使水泥工業朝節能、減排的循環經濟發展。

改變傳統的水泥生產方式，按照循環經濟的目標實現水泥工業實現可持續發展，是水泥行業發展的戰略選擇。