水泥基材料低碳技术

水泥基材料低碳技术应用关键技术

1、立项意义及必要性

水泥是我国国民经济重要的基础原材料，不仅为建筑业及基础设施建设提供支撑，而且为改善城乡居住条件、提高人民生活水平提供物质保障。水泥产业在国民经济发展中具有重要的地位和作用。

混凝土是目前用量最大的建筑材料之一。混凝土搅拌站、混凝土制品和构件及混凝土现场施工等方式将每年近30亿立方米的混凝土用于基本设施建设和国家重点工程。混凝土年产量和相关企业数量不断增加。

水泥、混凝土行业发展的同时造成了大量有限资源的浪费。目前很多地方已经出现混凝土原材料紧缺的现象，砂石、粉煤灰、矿渣等用量较大的材料运输半径越来越大，在一些经济发达的城市，甚至出现材料运费本身高于材料本身价格的现象。同时出现的另外一个让人担忧的现象是一些混凝土结构的耐久性变差，建筑寿命缩短。这些都不利于国民经济的发展。低碳经济的提出，低碳排放技术的应用，不仅对我国混凝土原材料资源浪费是一种整合，对材料和结构性能的提高是一种促进，还可能为混凝土企业创造出优胜劣汰的局势，从而带动经济发展。

另外一方面，目前二氧化碳等温室气体排放过多，是导致全球温度变暖的主要原因。出于大气中CO

等温室气体的作用，在20世纪，全球温度升高了

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0.3℃-0.6℃。有关科学家预测，二氧化碳气体每增加一倍，全球温度平均升高

1.5℃-4.5℃，而两极地区将比平均温度高出3倍左右，这将使得两极地区的冰川融解，从而使海平面升高，使得人类的生存环境受到严重的破坏。2003年6月25日，我国政府在首届“碳收集领导人论坛”上签署了《碳收集领导人宪章》。该宪章旨在加强各国之间碳收集技术的合作。目前许多国家正在研究各种二氧化碳储存技术，现有的二氧化碳储存技术主要有：地质储存、陆地生态储存、生态储存、海洋储存和矿物储存。水泥行业目前向大气排放的二氧化碳为所占总数的5%。将二氧化碳回收、利用和固定这个全球性的课题和水泥、混

凝土材料学结合，对混凝土行业的可持续发展和缓解温室气体排放的全球气候变化具有重要的意义。

2、主要研究内容

2.1高强度、高性能水泥熟料应用研究

水泥熟料的烧成量是水泥制造中减排的关键，高效利用水泥熟料、减少熟料的烧成量是最有效的减排。研究和推广高标号熟料、高活性熟料，可以使水泥混凝土在保证性能的同时加大工业废弃物的掺量，减少熟料用量，达到减排的目的。

2.2 水泥生产过程节能减排技术应用与研究

的高效分离、捕获及转化技在水泥生产过程中，开发和应用温室气体CO

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术。利用各种掺合料，如矿渣、粉煤灰和石灰石，来提高水泥的产量。运用一

总排放量。些替换性燃料，部分取代传统燃料，来降低燃烧过程中产生的CO

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2.3低碳排放的胶凝材料应用与研究

发展生产能耗低、低碳排放的水泥新品种，如镁水泥、地聚物等。研究大掺量辅助胶凝材料应用技术，发展满足配制高性能混凝土和绿色高性能混凝土要求的水泥。

2.4 减少混凝土中水泥用量的应用技术研究

开展低掺量水泥熟料混凝土在不同环境下的结构稳定性研究，大量使用各种工业废弃物，在混凝土生产和应用中安全、有效的降低水泥熟料用量。

2.5利用二氧化碳养护预制混凝土制品应用研究

二氧化碳养护混凝土，利用二氧化碳与水泥熟料发生化学反应，从而能够迅速使得混凝土硬化，并且保证混凝土的尺寸稳定性。由于反应生成物碳酸钙的难溶性，可以降低混凝土的孔隙率，使得混凝土的强度和抗渗性都得到提高。与蒸汽养护混凝土相比，利用二氧化碳养护混凝土能降低能耗、改善混凝土的性能和保证混凝土的质量。

3、项目研究的目标和预期成果

3.1 总体目标

通过在水泥、混凝土生产以及应用过程中，应用和推广各种节能减排技术；生产和应用可替代波特兰水泥的胶凝材料等，降低水泥、混凝土生产应用过程中的碳排放。

3.2 预期成果

（1）高强度、高性能水泥熟料

（2）水泥生产过程节能减排关键技术

（3）低碳排放的胶凝材料生产及应用技术

（4）减少混凝土中水泥用量并保证混凝土性能要求关键技术

（5）二氧化碳养护混凝土应用研究，二氧化碳养护混凝土砌块、墙板等技术