推進中國水泥工業(yè)技術革新創(chuàng)建“綠色高性能”環(huán)保水泥

      1、外加劑技術可大大提升水泥工業(yè)的技術水平和科技含量應用外加劑可以在不增加固定資產(chǎn)投資，不改變生產(chǎn)工藝的情況下提高水泥產(chǎn)量和質量，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品檔次。以山東宏藝科技有限公司研發(fā)的HY族高效復合水泥助磨劑為例，應用該外加劑技術，水泥企業(yè)可以在不增加任何固定資產(chǎn)投資，不改變?nèi)魏紊a(chǎn)工藝的基礎上，生產(chǎn)出比熟料強度更高的水泥，其方法是熟料摻加30%～50%混合材，加入高效復合水泥助磨劑，加適量石膏，經(jīng)高細粉磨使比表面積達到380平方米/千克，水泥28天強度可超過其熟料強度；其方法是保持水泥混合材摻加量不變，加入高效復合水泥助磨劑，水泥28天強度可提高一個標號；可以生產(chǎn)低堿水泥，其方法是在熟料堿含量一定時，應用高效復合水泥助磨劑技術，提高低堿礦渣和低堿粉煤灰摻加量，控制最終水泥含堿量，生產(chǎn)低堿礦渣水泥、低堿粉煤灰水泥和低堿復合水泥，同樣可生產(chǎn)低熱系列水泥；可以大量利用工業(yè)廢渣，其方法是在保持水泥強度不變的情況下，應用高效復合水泥助磨劑技術，使水泥配比中熟料減少15%N2，混合材摻加量增強15%以上，節(jié)約資源，減少污染，生產(chǎn)綠色環(huán)保型水泥；可以改善水泥性能，方法是應用高效復合水泥助磨劑技術，使水泥產(chǎn)品凝結時間以及抗侵蝕能力顯著改善，并可調節(jié)水泥顏色。 
　　據(jù)我國著名混凝土科學家、清華大學土木工程系教授馮乃謙的研究資料顯示，把有機外加劑與天然礦石及礦渣同時粉磨，使外加劑吸附于磨細礦物顆粒的表面，得到活化填料。水泥混凝土中，以這種活化填料取代一部分水泥時，可以降低減水劑的用量，并能提高水泥混凝土的強度；將粉狀超塑化劑與熟料混磨能制得活化水泥（FFC-100），或者把粉狀超塑化劑與礦物質材料混磨制成活化填料，取代部分水泥，可以制得需水量低的膠結材料；在熟料燒成過程中摻入的復合礦化劑、生料催化劑等，對提高熟料產(chǎn)量、質量、降低煤耗具有重要作用。

　　2、水泥外加劑技術可以促進水泥工業(yè)“綠化”進程生產(chǎn)低環(huán)境負荷水泥是水泥工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，除大力發(fā)展技術裝備、減輕粉塵排放外，應從材料學的角度出發(fā)設計低環(huán)境負荷、高性能的熟料和極大限度地利用工業(yè)廢渣作功能型調節(jié)材料。
　　根據(jù)山東宏藝科技有限公司與南京工業(yè)大學合作在低環(huán)境負荷水泥制備技術方面的研究，筆者認為降低環(huán)境負荷主要有以下途徑：
　　2.1.生產(chǎn)低環(huán)境負荷性能水泥熟料從改變水泥熟料的礦物組成和熟料燒成制度著手，在不改變原有生產(chǎn)工藝和設備的前提下，獲得分別適用立窯煅燒和新型干法回轉窯煅燒的生料外加劑，而且將其穩(wěn)定為不可或缺的校正用生料組分。其燒制的熟料3天和28天抗壓強度分別達到35兆帕和55兆帕（IS0標準）；立窯熟料燒成熱耗小于每千克3350千焦，新型干法回轉窯熟料燒成熱耗小于每千克3290千焦，每年可少排二氧化碳約3800萬噸（按2001年生產(chǎn)水泥5.9億噸，熟料約4億噸進行估算）。
　　2.2.生產(chǎn)低環(huán)境負荷功能混合材對環(huán)境負荷最重的三種工業(yè)廢渣粉煤灰、煤矸石、礦渣分別進行熱活化、化學活化、機械力學活化，使其潛在的水硬性處在極致的介穩(wěn)狀態(tài)。其中主要是通過運用適宜的化學活化劑（外加劑），獲得煤矸石基功能混合材、粉煤灰基功能混合材和復合型功能混合材。功能型混合材中工業(yè)廢渣達到80%以上，每一種功能型混合材在水泥中的摻量大于50%，由此可以年利用3億噸工業(yè)廢渣（按年產(chǎn)水泥6億噸計），占全國年排渣量的30%，使粉煤灰、煤矸石和礦渣的綜合利用率提高到75%（這三種渣年排出量約4億噸），如果集中再對粉煤灰推廣利用，則可使粉煤灰的利用率達到100%.這項研究的目標是最大限度地提高資源利用率，使水泥工業(yè)成為人類文明的“清道夫”，同時還能充分利用國家給予水泥企業(yè)的吃廢、利廢政策，最大限度地使用工業(yè)廢棄物，使水泥向零成本甚至負成本發(fā)展，并做到水泥工業(yè)對環(huán)境的零污染。
　　2.3.低環(huán)境負荷水泥制備將低環(huán)境負荷高性能熟料與低環(huán)境負荷功能混合材料進行優(yōu)化配置，選擇不同的粉磨工藝，在粉磨過程中加入多功能助磨劑，同時采用磁干擾技術，進一步提高水泥性能和降低粉磨電耗，使熟料用量控制在50%以內(nèi)，穩(wěn)定生產(chǎn)42.5級水泥，水泥粉磨電耗下降5～8千瓦時，此項研究的關鍵在于多功能水泥助磨劑的制備，它的使用可提高水泥性能，又滿足混凝土對水泥的要求。應用該技術相比于現(xiàn)行生產(chǎn)水平又可節(jié)約30%以上的熟料，年可節(jié)約石灰石l.8億噸，減少二氧化碳排出1.2億噸，節(jié)電30億千瓦時，還可以使火力發(fā)電廠年少排放二氧化碳3000萬噸（以上均以年產(chǎn)6億噸水泥折算）。

　　3、水泥外加劑技術可以改進水泥生產(chǎn)模式根據(jù)材料科學觀點，合成水泥材料有多種方式。傳統(tǒng)的生產(chǎn)水泥的方式是，根據(jù)水泥性能要求設計生料配料方案，用根據(jù)性能要求的水泥熟料，外加石膏、混合材共同粉磨制備水泥，重點是制備特種性能的水泥熟料。而利用外加劑技術，可以改變這種生產(chǎn)模式，用硅酸鹽水泥熟料（可以叫標準熟料）加特種性能外加劑，加石膏、混合材等粉磨制備特種性能水泥，工藝過程大大簡化，此種方式特別適用于特種水泥的生產(chǎn)水泥需要某種特殊性能，就添加某種特殊性能的外加劑。另外也可把水泥的深加工延伸到水泥混凝土領域，根據(jù)混凝土的性能要求，設計水泥的性能，其根本還是水泥外加劑問題，這樣可以通過外加劑技術使水泥企業(yè)向混凝土企業(yè)提供特種性能混凝土需要的特種水泥。

　　4、實現(xiàn)水泥生產(chǎn)和使用的有機統(tǒng)一水泥對混凝土而言，僅是較大組成之一，是半成品。我國水泥生產(chǎn)和水泥使用長期以來是相對分離的。事實上水泥生產(chǎn)應符合混凝土的最終性能要求，實現(xiàn)水泥生產(chǎn)與使用有機統(tǒng)一的關鍵技術是外加劑技術。如我們可以通過水泥外加劑技術向混凝土提供特種性能水泥，可以提供活化水泥、活化摻料，可以充分發(fā)揮表面活性的助磨作用和減水作用，從而降低水泥生產(chǎn)和水泥使用的成本，實現(xiàn)水泥生產(chǎn)與使用的有機統(tǒng)一。