生态水泥的发展概况
时间：2021-01-09 20:04:20 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：生态水泥是以各种固体废弃物包括各种工业废料、废渣、城市垃圾焚烧灰、污泥及石灰石为主要原料，通过烧成粉磨而获得的水硬性胶凝材料。生态水泥的开发对我国水泥工业可持续发展具有重要的意义。本文论述了生态水泥开发的必要性并对生态水泥在国内外的发展做了简要介绍。
关键词：生态水泥 ；垃圾；污泥
建筑业是我国国民经济的支柱产业，自改革开放以来，建筑业呈现出持续快速增长的势头。水泥是建筑业中必不可少的物质，2013年全年水泥产量约为24亿吨，同比增长9.57%。根据《2014年-2019年中国水泥行业全景调研及投资战略咨询报告》指出，未来几年内国内市场对水泥的需求量也将会保持在较高增速。每生产1t水泥熟料需要消耗0.16t粘土和0.11t标准煤，每生产1t熟料排放约1t的CO2以及74kg的SO2和51kg的NOx①。水泥工业是高污染高耗能的行业，水泥生产过程对资源、环境都造成了极大的破坏，严重威胁着人类的生存环境，水泥工业迫切需要改变这种现状，走一条可持续发展、环境友好的道路。
生态水泥是以各种固体废弃物包括各种工业废料、废渣、城市垃圾焚烧灰、污泥及石灰石为主要原料，通过烧成粉磨而获得的水硬性胶凝材料。我国历年堆积的垃圾量约为60亿吨，生产、生活垃圾产生量非常庞大，每年还以8%-10%的速度增长。污泥是各种废水处理后的产物，据估算，目前我国每年产生污泥量为300万吨，而且年增长率大于10%②。对于这些废弃物的处理传统方法是以填埋和焚烧为主，但是这两种方法会对土地和生态环境造成很大的破坏，现今废弃物的处理问题已十分突出。采用废弃物生产生态水泥不但能降低废弃物处理的高负荷还可以节省大量的矿产资源和能源，达到与环境共生的目标，是水泥工业技术发展的方向。
生态水泥国外发展概况
1974年加拿大的Lawrence水泥厂将可燃性废料作为燃料进行水泥生产，结果证明含聚氯苯基等化工废料在回转窑中焚烧是安全的③。在这之后美国等国家的水泥厂也相继进行了试验，目前，美国国内绝大多数的水泥厂都利用液体可燃性废料进行水泥生产制造，替代量可达到25%-65%。瑞典Eur oc废弃物回收治理公司有一条大型生产线，回收加工各种废油和化学溶剂用作水泥窑的燃料。1996 年瑞士建立的HCB Rekingen 水泥厂是世界上第一个具有利用、处置废弃物的环境管理系统的水泥厂， 并得到ISO14001 国际标准的认证④。
1993年日本秩父小野田水泥（株）在日本通产省"生活产业废弃物等高度处理？有效利用技术研究开发事业"计划中开展了都市性综合废弃物利用生态水泥生产技术的研究。在日本由普通生态水泥配制的混凝土已经用于社会的施工建设中，一条日产50吨生态水泥的干法回转窑生产线中，垃圾焚烧灰和污泥及含铝的工业废料占原料的60%，烧成温度只在1000-1200℃，节省了大量原材料和能源⑤。2001年日本太平洋公司在千叶县建设了年产11万吨的生态水泥线，该生产线以附近城市的垃圾灰作为水泥生产的原材料，是第一所真正意义上的生态水泥厂，该厂生产的水泥在质量上完全可以与传统方法生产的水泥相媲美，而且还减少了水泥生产过程中二氧化碳的排放量，有利于生态环境的保护⑥。
生态水泥国内发展概况
国内水泥厂利用废弃物可以分为两类，即废弃物的水泥原料化和废弃物的水泥燃料化⑦。生态水泥的生产工艺基本与普通水泥工艺相同，不过由于其所用材料化学成分不稳定，离散性大，另外含有一定量的氯、重金属成分和有毒物质如二垩英，所以相对于普通水泥生产还配置了分离回收焚烧灰中金属的预处理装置和防止烧成过程中分解、消除的二垩英再次合成的冷却塔以及烧成过程中发生的含氯灰尘及重金属的再资源化回收装置。
上海水泥厂自1929年开始成功地用黄浦江泥来代替粘土成分，直至今日仍在使用，1930 年该厂成功地将本厂自备电站锅炉煤渣用于原料配料，既解决了炉渣出路，又开创利用炉渣先河，1953 年又成为首家成功试用电厂粉煤灰的厂家。上海水泥厂同时也研究了用龙华水质净化厂污泥代替粘土生产水泥，结果表明水泥熟料的率值控制在与不掺污泥一样，熟料烧成制度与普通硅酸盐熟料也基本相同⑧。北京水泥厂利用水泥窑余热烘干污泥并通过回转窑把污泥作为原料生产水泥，污泥预处理后在水泥回转窑中焚烧，不但可以作为水泥的燃料和原料，而且可以彻底消除病菌、有机物、重金属的污染，是一种很好的无害化和资源化方式⑨。安徽省巢湖边一家水泥厂用电石渣作为水泥原料建设了国内第一条直接利用湿排电石渣采用新型干磨干烧工艺生产水泥熟料的生产线，该生产线能够减少石灰石和煤的使用量，降低了二氧化碳的排放，具有良好的经济效益和社会效益⑩。有研究员用城市垃圾焚烧灰飞进行了水泥熟料煅烧的研究，结果表明灰飞的掺入可以降低熟料的烧成温度且制成水泥的毒性浸出远远低于国家规定的危险废弃物浸出液最高允许的排放标准，对环境几乎是没有影响的○11。
结语
实践证明，以消耗大量资源，粗放经营的传统建材工业发展模式已经难以适应时代的发展要求，必须以资源节约、污染最低化、产品质量高的可持续发展的生态建材模式来取代传统建材工业模式。生态水泥采用垃圾、污泥以及工业废料来生产水泥，不但拓宽了水泥原材料的来源，减少了天然矿物资源的消耗，而且减少了水泥的成本，更加有利于生态水泥向可持续道路发展。而生态水泥想要发展的更快更好就不应局限于单一学科，要与不同的学科充分交流结合，同时还要联系环境保护和人类健康等社会问题，不断研发污染少、成本低、多功能、应用广泛的新型水泥，达到利用少量高性能的生态水泥能够替换大量传统水泥的使用效果。
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作者简介：马依颖（1990-），女，辽宁沈阳人，硕士研究生在读，沈阳建筑大学土木工程系，2012级硕士研究生，建筑与土木工程专业，研究方向为结构工程。
