復(fù)合水泥的應(yīng)用與發(fā)展

李慶瑞

西安思源學(xué)院（710038）

隨著材料科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展與不斷發(fā)展，特別是21世紀(jì)的最近十年來水泥工業(yè)新型干法生產(chǎn)技術(shù)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(jì)的道路。為實(shí)現(xiàn)廢物利用、節(jié)能減排的綠色經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略目標(biāo),具備了相當(dāng)?shù)臈l件。

1 工業(yè)廢渣在水泥中的應(yīng)用

工業(yè)廢渣在水泥中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在三個(gè)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(yè)巖等，作為水泥熟料之一，混合磨細(xì)生成相應(yīng)的水泥品種。這種是最簡(jiǎn)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(dāng)?shù)奶烊辉?調(diào)配制成復(fù)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(dá)國(guó)家在水泥工業(yè)中對(duì)廢料的利用領(lǐng)域發(fā)展的比較迅速。由于各國(guó)情況的不同,而且對(duì)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(guó)家，特別是德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)的水泥生產(chǎn)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，因?yàn)樗麄冊(cè)谔幚砉I(yè)廢料方面起步早，資金投入高，發(fā)展速度快，技術(shù)也比較成熟。在亞洲，日本在水泥工業(yè)中對(duì)廢料的利用和發(fā)展的比較迅速。日本地少人多，對(duì)廢物、廢料的綜合利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)比較重視，已經(jīng)有了顯著的成效。日本總體上和法國(guó)同處于世界一流水平，值得我們借鑒。

我國(guó)在工業(yè)廢料處理和利用方面主要有兩大特點(diǎn)∶

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(jié)構(gòu)比例有些失調(diào)。

2）我國(guó)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(guó)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(shí)還應(yīng)借鑒其他國(guó)家的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

2 我國(guó)復(fù)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(jìn)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(hù)，同時(shí)各種不同的廢料還能改善水泥的某些性能，如提高后期強(qiáng)度、減少水化熱等。在我國(guó)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(dá)的歐共體國(guó)家。

在我國(guó)王幼云等人進(jìn)行的大量試驗(yàn)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(jiǎn)單的混合，而是有意識(shí)地取長(zhǎng)補(bǔ)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(guó)在1999年制定了GB12958—1999《復(fù)合硅酸鹽水泥》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使我國(guó)的五大通用水泥增加到六種，標(biāo)準(zhǔn)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(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱復(fù)合水泥)。在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的十多年里，我國(guó)的水泥生產(chǎn)界已經(jīng)逐步認(rèn)識(shí)了復(fù)合水泥的優(yōu)越性，并且促進(jìn)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(jì)和社會(huì)效益。

3 復(fù)合水泥的發(fā)展

我國(guó)的水泥工業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家來說還是比較落后的。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，建國(guó)以來，大型的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(shè)備簡(jiǎn)單等方式來生產(chǎn)水泥，很少考慮環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的問題。近50年來，雖然生產(chǎn)技術(shù)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(jì)的增長(zhǎng)模式。

放棄粗放式按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理論來改造我國(guó)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(yùn)用到復(fù)合水泥的生產(chǎn)上，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)方面，可直接降低環(huán)境污染，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排、低碳的生產(chǎn)目標(biāo)作出貢獻(xiàn)，具有巨大的社會(huì)效益。

較大量的摻入工業(yè)廢渣而生產(chǎn)的復(fù)合水泥是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一種嘗試，能提高環(huán)境的保護(hù)，為水泥工業(yè)率先實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)化生產(chǎn)打下基礎(chǔ)，此舉的社會(huì)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(jì)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(dāng)中的節(jié)能減排，來達(dá)到節(jié)約資源和保護(hù)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(shì)，2007年全國(guó)水泥總產(chǎn)量達(dá)到13.6億t，然而沉重的環(huán)境壓力也隨之而來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源、環(huán)境的矛盾日趨尖銳。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)水泥工業(yè)每年向大氣排放的粉塵、煙塵在1 300萬(wàn)t以上,雖然比過去的1 800萬(wàn)t有了較大的改進(jìn),但比國(guó)家環(huán)保部門要求的年排放量650萬(wàn)t仍相距甚遠(yuǎn)。利用工業(yè)廢渣可有效減輕環(huán)境負(fù)荷的潛能,使水泥工業(yè)朝節(jié)能、減排的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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