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1、生态水泥的研究进展摘 要：生态水泥是一种既不破坏环境,又能保护环境、节约能源和资源、满足社会发展的新型建筑材料。本文扼要回顾了生态水泥的概念及特征,对国内外生态水泥的研究进展作了述评。指出21世纪生态水泥的技术发展方向。关键词：生态水泥;生产技术;研究进展;环保;途径引 言传统水泥工业是国民经济重要的基础产业,也是天然资源和能源消耗最高、生态环境破坏最大、对大气污染最为严重的行业之一。据估算,生产1吨水泥要消耗石灰岩2吨,排放CO21吨,同时还要排放NO2、SO2和粉尘等有害物质,导致温室效应和酸雨现象,严重破坏生态环境
2、。我国水泥产量已连续14年居世界之首,但水泥工业仍沿用大量消耗资源、能源和粗放型生产的传统发展战略,结果造成资源的极大浪费和环境的严重破坏。可以说,我国水泥工业是以资源、能源的过度消耗和环境的严重污染为代价的,因此必须坚持走可持续的并与环境协调发展的集约化道路,开发生态水泥才是水泥工业健康发展的正确途径。正文 1生态水泥的基本概念【2】“生态水泥”(EcologicalCement)是针对“生态型”水泥工业而言的,属“生态建材”大范畴中的一个分支,国际上也称之为绿色水泥(GreenCement)、健康水泥(Healthy
3、Cement)和环保水泥(Re2cyclicCement)。“绿色水泥”是指同时具有资源消耗节约化、生产过程环保化、产品使用无害化、产品质量优质化这些优点的水泥产品的总称。其最大的特点就是可以利用大量的工业固体废料、城市生活垃圾、污泥等固体废物,代替生产水泥所需要的原料和燃料,实现水泥工业的可持续发展【5】。生态型水泥工业是指:将资源利用率和二次能源回收率均提高到最高水平,并能够循环利用其它工业的废渣废料;技术装备上更加强化了环境保护的技术措施;产品除全面实行质量管理体系外,还真正实行全面环境保证体系,粉尘、废渣和废气等
4、排放几近于零,做到不仅自身实现零污染、无公害,又因循环利用其它工业的废料废渣,而帮助其它工业进行三废消化,最大限度地改善环境。从广义上讲,生态水泥不是单独的水泥品种,而是对水泥“健康、环保、安全”属性的评价,包括对原料采集、生产过程、施工过程、使用过程和废弃物处置五大环节的分项评价和综合评价。生态水泥的基本功能除作为建筑材料的实用性外,还在于维护人体健康、保护环境。2生态水泥的基本特征【3】与传统水泥相比,生态水泥可归纳出以下五方面的基本特征:(1)其生产所用原料尽可能少用天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物
5、。(2)生产和使用过程中有利于保护和改造自然环境、治理污染。(3)可使废弃物再生资源化并可回收利用。(4)产品设计以改善生活环境、提高生活质量为宗旨,即产品不仅不危及人体健康,而且应有益于人体健康,产品具有多功能化,如阻燃、防火、调温、调湿、消声、防射线等。(5)具有良好的使用性能,满足各种建设的需要,生态水泥从材料设计、制备、应用,直至废弃物处理,全过程都与生态环境相协调,都以促进社会和经济的可持续发展为目标。 3生态水泥在国内的发展【1,2，4】我国生态水泥研究甚少,只是在混合材应用方面取得了一些突破。例如,在利用工
6、业废渣生产水泥产品方面做出了显著成绩,开发出粉煤灰水泥、矿渣水泥和火山灰水泥,但综合利用水平不高,特别是高掺量利用技术还不成熟,与发达国家相比还有相当大的差距,因而制约中国水泥工业的进一步发展。因此,重点建立生态水泥等建材研究与开发体系,解决粉煤灰作为粘土质原料的配比及生产工艺条件,进行高掺量粉煤灰利用技术、城市固态垃圾在水泥等建材领域的利用技术的研究,是我国建材工业亟待解决的问题。我国水泥工业的粉尘排放一般为水泥产量的3%左右,机立窑厂的排出量更高一些,约为315%。而先进国家已将排放总量控制在0101%以下,其降尘值
7、达到与纯农业相同的水平(即011mg/Nm3),相差悬殊。如以年产水泥5亿吨计,我国每年向大气排放的水泥粉尘高达1500～1800万吨,不但严重地污染环境,还损失了大量的水泥资源。我国每年工业废弃物的产出量很大,例如火力发电厂1995年产出粉煤灰1102亿吨,到2000年达到1153亿吨,这期间将有6亿吨粉煤灰排入灰场,需占地4000公顷;我国水淬矿渣年产约8000万吨,金属矿山尾矿每年3～5亿吨,占地2000～3400公顷,由此造成的经济损失每年高达300亿元。据中国环境公报统计,1995年工业固态废弃物累计堆积达66
8、141亿吨,占地515万公顷,而且其严重性还在发展。水泥工业是各种工业废渣的最大消化渠道,我国水泥产量的20%～30%是以混合材形式掺加的各种工业废渣,如粉煤灰、煤矸石、矿渣等。我国去年生产5亿多吨水泥,可见水泥工业对消化各种工业废渣的贡献是可想而知的。在水泥生产中掺加工业废渣作混合材,既可以达到资源再利用,还可以很
