硫铝酸盐水泥：低碳水泥混凝土发展的重要领域
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水泥作为传统 材料工业 ． 其可持续 发展正受到严峻挑 战。
在我 国， 钢铁 、 水泥等 “ 高能耗 、 高排 放”、“ 产能过剩 ” 高碳 、“ 排放 ” 产业面临着政 府越来 越大的调控 压力。 而在 欧洲 、 美国 等发达国家． 水泥等高能耗高排放 工业也面临 “ 碳排放税” 策 政 的压力。 国、 国、 英 法 日本等国正在积极开发新的低能 耗低 排放
表 ２ 硫 铝酸盐 水泥熟 料 与普 通硅酸 盐水 泥熟料 的能耗 对比
普通硅 酸盐 水 泥熟料 ５５ ３ 硫 铝酸 盐 水泥熟料 ３５ ０ 降低 率 （ ｝ ％ ４ ％ ３
２硫 铝 酸盐 水 泥 的原 料 来 源
硫铝酸盐水泥是一个体系， 组分不同的硫铝酸盐水泥具有 不同的性能特点 。 但是 ， 如果要更 多地应用于结 构工程， 还必须 解决 硫铝酸盐 水泥的主要原 料 （ 铝矾 土 ） 的来源问题 。 在这方 面， 国内外的研究者近年来也做了大量工作。
普通硅 酸 盐水 泥 熟 料 （ 型组 成 ） 典
２ ６ １。 ３１ ７
５９ ７
５１ １
３２ ６
０
４９ ８
６ ％ ２ ％ １ ％ ０ ０ ０ ５ ％ ３ １ ％ ８ １％ ５ １％ ２
１ ％ Ｏ
从公开发表的一些 研究论文来看， 发达国家 特别是法国和 意大利等国家一直在深入研究我 国自主开发 的硫铝酸盐水泥体
熟料水泥。
各 国水泥材料工作者 的高度重视 。
法国ＡＡｌｏ ｉ … ． ａｕ等 对硅 酸盐水泥熟 料和硫铝酸 盐水泥熟料 不同矿相的二氧化碳 排放量及烧成能耗进行了比较 。 水 泥熟 料 的二氧化 碳 来源于 两方 面， 一方面 是源于原 料 （ 碳酸钙 ） 分解反应 ； 热 另一方面则是在烧 成过程 中燃料燃 烧
硫铝 酸盐 水泥 熟 料（ 典型 组 成 ）
ａ若进行如下反应 ： Ｃ ３ ＋ ， ３ ＋ Ａ Ｃ ￣Ｃ Ａ Ｓ ｂ若进行如下反应 ： Ｃ ２ ７ Ｓ Ｃ Ａ ， １ Ｃ ３ １ ＋ Ｃ ￣７ ４ ３ ＋ ５ Ａ Ｓ
３ ＣＩ ＮＲＴ ００ ９ Ｏ ５ ２ Ｈ Ａ ＯＣＥＥ ２１． Ｎ． ＮＣ ０ １
化学反 相单 独产生的二 氧化碳量 ， 选取 典型的两 种熟料矿相组 成 ， 计 使用硫铝酸盐水泥配制的混凝土的烧成熟料碳排放量 （ 算 由于化学反应而产生的碳排放 量， 如表ｌ 所示。 根据表 １普通 ，
硅 酸 盐 水 泥 熟 料 与硫 铝 酸 盐 水 泥 熟 料 矿 相 理 论 碳 排 放 量 分 别 为 每 吨 ５５ ｇ 每 吨 ３ ５ ｇ 于烧 成 过程 中使 用 燃 料 所 产 生 的 ３ｋ及 ０ ｋ 。对
能减排工作。 我们看到 ， 能减排 、 节 清洁生产从企业 的自愿 行为 应 用在建筑结 构工程 中的国家。相对 于硅酸盐 水泥熟 料， 硫铝
正在转变为政 府的强制行为。
酸盐 水泥熟料 的低烧成 温度以及低碳排放 的特点使得这一水泥
系列 在今天有了更 重要 的意 义。 该水泥 的这些 特点 ， 受到世界
由于全球 气候 变暖， 减排的重要性 已超过了简单 的节能 碳 要求 。 我国水泥 工业 目前采用的节能减排 主要技 术路 线之一是 大量利用工业固体废渣取代熟料。尽管如此 ， 高温 烧制水 泥熟 料并排 放二 氧化 碳的方 式还是 受到严重 挑战 。 展低烧 成 温 发 度的新型熟 料水泥必然 成为水 泥材 料可持续 发展 的一 个重要
于抗 海水腐蚀混凝 土、 璃纤维增强混凝土 、 玻 冬季施 工和快速
施工要求 的结 构混凝 土工程领域 。 后来随着研究的深入 ， 该水 泥进 一步被应 用到特种工程材料领域 ， 如快速修补材料 、 灌浆 料、 膨胀剂 、 粘结 剂及勾缝 剂等。 迄今为止， 我国是世界上唯一
实 现 硫 铝 酸 盐 水 泥 工业 化 和 规 模 化 生 产 的 国 家 ， 是 唯 一 将 其 也
科 技 导 航 ● ■＿ Ｉ
Ｓｃ ｅ ｃ ｉ ｎ ｅ＆ Ｔｅ ｈｎ ｏ ｙ ｃ ｏｌ ｇ
硫 铝 酸盐 水泥 低碳 水泥混凝 土发展 的重要领域
中国混凝土与水泥制品协会 张庆欢 徐永模
系， 并力图开发新的低碳水泥品种， 在低碳经济时代占领水泥和
刖 昂
混凝 土发 展的制高点。
节能减排和环境保护是我国的基本 国策 ， 发展低碳 经济已 成为全球新经济发展的核Ｊ理念。 ００ Ｉ ｊ ． 、 ２ １年是 “ 十一五” 规划的最
应部分 ） 约为普 通硅酸盐水泥混凝 土的２５ 熟 料烧 成热 耗约为 ／， ２３ 而且具有更 好的耐久性。 ／，
二 氧化碳 ． ．ｌｏ ｉ ＡＡ ａｕ等并未作具体 的碳排放数值计算 ， 但该 文章 指 出， 根据所弓用 的数据， ｌ 硫铝酸 盐水泥熟料 的热耗 低于普通
硅 酸 盐 水 泥熟 料 （ 表 ２ 。 见 ）
１硫 铝 酸 盐 水 泥 的 能 耗及 碳 排 放
硫铝 酸盐水泥在我国是 作为特种水泥发展 起来的， 最早用
后一年． 国政 府承诺 的单位 国内生产总值 能耗降低 ２ ％的 目 我 ０
标到今年第一 季度为止仅完成了１． ％。 ４３ ８ 另外， 为应对全球气候 变化， 我国政 府承诺 到２ ２ 年单位国内生产总值二 氧化碳排 放 ００ 要比２ ０ 年下降４ ％～ ５ ０５ ０ ４ ％。因此 ， 一个较长 时期 内， 在 节能减 排将是我国工业现代化进程 中的重要任务。 为此， 国务院５ 日 月５ 专门召开了全国节能减排工作电视电话会议， 动员和部署加强节
方向。
所产生。 对于热 分解反应 所产生的碳排放， Ａａｕ等根据各矿 Ａ．ｌ ｉ ｏ
表 １ 水泥熟 科巾各 矿相烧 成的ＣＯ： 放量 及两种 熟科 典型组 成 排
—
熟料相
Ｃ． Ｓ Ｃ３ Ｓ
Ｃ２ Ｃ Ｆ Ｓ
Ｃ Ｓ
Ｃ３ Ａ
熟 料 矿物相 烧 成 的ＣＯ 排 放 （ｇｔ ２ ｋ ／ ）
水泥作为传统 材料工业 ． 其可持续 发展正受到严峻挑 战。
在我 国， 钢铁 、 水泥等 “ 高能耗 、 高排 放”、“ 产能过剩 ” 高碳 、“ 排放 ” 产业面临着政 府越来 越大的调控 压力。 而在 欧洲 、 美国 等发达国家． 水泥等高能耗高排放 工业也面临 “ 碳排放税” 策 政 的压力。 国、 国、 英 法 日本等国正在积极开发新的低能 耗低 排放
表 ２ 硫 铝酸盐 水泥熟 料 与普 通硅酸 盐水 泥熟料 的能耗 对比
普通硅 酸盐 水 泥熟料 ５５ ３ 硫 铝酸 盐 水泥熟料 ３５ ０ 降低 率 （ ｝ ％ ４ ％ ３
２硫 铝 酸盐 水 泥 的原 料 来 源
硫铝酸盐水泥是一个体系， 组分不同的硫铝酸盐水泥具有 不同的性能特点 。 但是 ， 如果要更 多地应用于结 构工程， 还必须 解决 硫铝酸盐 水泥的主要原 料 （ 铝矾 土 ） 的来源问题 。 在这方 面， 国内外的研究者近年来也做了大量工作。
普通硅 酸 盐水 泥 熟 料 （ 型组 成 ） 典
２ ６ １。 ３１ ７
５９ ７
５１ １
３２ ６
０
４９ ８
６ ％ ２ ％ １ ％ ０ ０ ０ ５ ％ ３ １ ％ ８ １％ ５ １％ ２
１ ％ Ｏ
从公开发表的一些 研究论文来看， 发达国家 特别是法国和 意大利等国家一直在深入研究我 国自主开发 的硫铝酸盐水泥体
熟料水泥。
各 国水泥材料工作者 的高度重视 。
法国ＡＡｌｏ ｉ … ． ａｕ等 对硅 酸盐水泥熟 料和硫铝酸 盐水泥熟料 不同矿相的二氧化碳 排放量及烧成能耗进行了比较 。 水 泥熟 料 的二氧化 碳 来源于 两方 面， 一方面 是源于原 料 （ 碳酸钙 ） 分解反应 ； 热 另一方面则是在烧 成过程 中燃料燃 烧
硫铝 酸盐 水泥 熟 料（ 典型 组 成 ）
ａ若进行如下反应 ： Ｃ ３ ＋ ， ３ ＋ Ａ Ｃ ￣Ｃ Ａ Ｓ ｂ若进行如下反应 ： Ｃ ２ ７ Ｓ Ｃ Ａ ， １ Ｃ ３ １ ＋ Ｃ ￣７ ４ ３ ＋ ５ Ａ Ｓ
３ ＣＩ ＮＲＴ ００ ９ Ｏ ５ ２ Ｈ Ａ ＯＣＥＥ ２１． Ｎ． ＮＣ ０ １
化学反 相单 独产生的二 氧化碳量 ， 选取 典型的两 种熟料矿相组 成 ， 计 使用硫铝酸盐水泥配制的混凝土的烧成熟料碳排放量 （ 算 由于化学反应而产生的碳排放 量， 如表ｌ 所示。 根据表 １普通 ，
硅 酸 盐 水 泥 熟 料 与硫 铝 酸 盐 水 泥 熟 料 矿 相 理 论 碳 排 放 量 分 别 为 每 吨 ５５ ｇ 每 吨 ３ ５ ｇ 于烧 成 过程 中使 用 燃 料 所 产 生 的 ３ｋ及 ０ ｋ 。对
能减排工作。 我们看到 ， 能减排 、 节 清洁生产从企业 的自愿 行为 应 用在建筑结 构工程 中的国家。相对 于硅酸盐 水泥熟 料， 硫铝
正在转变为政 府的强制行为。
酸盐 水泥熟料 的低烧成 温度以及低碳排放 的特点使得这一水泥
系列 在今天有了更 重要 的意 义。 该水泥 的这些 特点 ， 受到世界
由于全球 气候 变暖， 减排的重要性 已超过了简单 的节能 碳 要求 。 我国水泥 工业 目前采用的节能减排 主要技 术路 线之一是 大量利用工业固体废渣取代熟料。尽管如此 ， 高温 烧制水 泥熟 料并排 放二 氧化 碳的方 式还是 受到严重 挑战 。 展低烧 成 温 发 度的新型熟 料水泥必然 成为水 泥材 料可持续 发展 的一 个重要
于抗 海水腐蚀混凝 土、 璃纤维增强混凝土 、 玻 冬季施 工和快速
施工要求 的结 构混凝 土工程领域 。 后来随着研究的深入 ， 该水 泥进 一步被应 用到特种工程材料领域 ， 如快速修补材料 、 灌浆 料、 膨胀剂 、 粘结 剂及勾缝 剂等。 迄今为止， 我国是世界上唯一
实 现 硫 铝 酸 盐 水 泥 工业 化 和 规 模 化 生 产 的 国 家 ， 是 唯 一 将 其 也
科 技 导 航 ● ■＿ Ｉ
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硫 铝 酸盐 水泥 低碳 水泥混凝 土发展 的重要领域
中国混凝土与水泥制品协会 张庆欢 徐永模
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混凝 土发 展的制高点。
节能减排和环境保护是我国的基本 国策 ， 发展低碳 经济已 成为全球新经济发展的核Ｊ理念。 ００ Ｉ ｊ ． 、 ２ １年是 “ 十一五” 规划的最
应部分 ） 约为普 通硅酸盐水泥混凝 土的２５ 熟 料烧 成热 耗约为 ／， ２３ 而且具有更 好的耐久性。 ／，
二 氧化碳 ． ．ｌｏ ｉ ＡＡ ａｕ等并未作具体 的碳排放数值计算 ， 但该 文章 指 出， 根据所弓用 的数据， ｌ 硫铝酸 盐水泥熟料 的热耗 低于普通
硅 酸 盐 水 泥熟 料 （ 表 ２ 。 见 ）
１硫 铝 酸 盐 水 泥 的 能 耗及 碳 排 放
硫铝 酸盐水泥在我国是 作为特种水泥发展 起来的， 最早用
后一年． 国政 府承诺 的单位 国内生产总值 能耗降低 ２ ％的 目 我 ０
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方向。
所产生。 对于热 分解反应 所产生的碳排放， Ａａｕ等根据各矿 Ａ．ｌ ｉ ｏ
表 １ 水泥熟 科巾各 矿相烧 成的ＣＯ： 放量 及两种 熟科 典型组 成 排
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熟料相
Ｃ． Ｓ Ｃ３ Ｓ
Ｃ２ Ｃ Ｆ Ｓ
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熟 料 矿物相 烧 成 的ＣＯ 排 放 （ｇｔ ２ ｋ ／ ）