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(国内外公开发行邮发代号:62-63)《新世纪水泥导报》(双月刊)是一本以“点滴记录新型干法水泥生产技术发展历程”为核心价值的水泥技术学术刊物,坚持面向水泥工业生产实际,为促进我国水泥行业技术进步而服务的办刊宗旨。国内外公开发行,由世界500强企业——中国建材集团有限公司旗下成都建筑材料工业设计研究院有限公司主管主办。

GB 175—2023《通用硅酸盐水泥》标准解读

0前言为进一步提升我国水泥质量、促进水泥行业的绿色发展和充分满足用户需求,2013年11月国家标准化委员会下达了GB 175—2007的修订计划(20131158-Q-609),此项工作由中国建筑材料科学研究总院有限公司承担。历经六年多的时间,标准送审稿于2019年12月初通过全国水泥标准化技术委员会的审议,报批稿于2020年4月29日至5月29日在工业和信息化部网站进行公示。对于公示期间的个别意见,工业和信息化部原材料司多次组织召开协调会并于2021年12月23日在北京召开由行业协会、科研院所、设计单位、大专院校、检验机构、生产企业和用户代表共31位专家进行的技术审查会,会后形成最终的GB175《通用硅酸盐水泥》报批稿,并于2023年11月27日颁布、2024年6月1日起实施。

石英砂细度和掺量对G级油井水泥浆体系性能的影响

通常G级油井水泥石在高温环境下(≥110℃)易出现强度倒缩,可加入SiO2≥95%的石英砂作为高温强度衰退抑制剂。本文通过室内综合试验研究,测试了不同细度、掺量的石英砂对G级油井水泥石强度及浆体综合性能的影响,分析了水泥石的形貌结构和水化产物。结果表明:掺入30%~35%的石英砂(粒径80μm筛筛余10%~15%)可使其水泥石中高温水化产物的钙硅比降低至1.0,达到防止油井水泥石在高温下强度衰退的目的,但当温度由160℃升高至180℃时,水化产物雪硅钙石转化成硬硅钙石使其加砂油井水泥石强度降低,故可将160℃作为一个临界衰退点。以粒径80μm筛筛余10%~15%、掺量30%的加砂油井水泥为基准材料,与外加剂配伍设计了一套抗高温油井水泥浆体系配方,其水泥浆各项性能指标均能满足油田技术指标,可为后期抗高温水泥浆体系设计提供依据。

一路长虹 砥砺前行

星移斗转,四季轮回。似乎倏忽间《水泥》已度过了50个春秋。看着案头一本本《水泥》,我不禁回想起一幕幕往事。初识《水泥》是在20世纪90年代中期,时值青春美好年华的我,中专毕业后进入水泥厂工作,由于那时通信技术不发达、信息交流不便,可读的资料很少,我便时不时去阅览室,翻阅散发油墨香味的《水泥》。《水泥》重点突出,刊登的都是技术性强针对水泥生产的好文章,经常让我手不释卷,如饥似渴地读下去,有时还做点笔记。从此,我和《水泥》结下了不解之缘,情系《水泥》,一往初心。

氟石膏在水泥生产中的应用

我公司水泥磨为开路磨,夏季出磨水泥温度偏高使脱硫石膏严重脱水,水泥适应性变差,出厂水泥相对出磨水泥强度衰减明显,水泥流动度变差,影响水泥出库效率。为此采用氟石膏和脱硫石膏搭配使用,因氟石膏结晶水低,不会发生脱水现象,水泥使用性能及出厂水泥强度衰减明显改善,水泥流动度变好,提高了出库效率,大大降低了水泥发运人员劳动强度。

对不同粉磨方式及比表面积的矿渣粉制备超细水泥的研究

将物料按照设计超细水泥配比方案,放入试验小磨共同粉磨至规定比表面积配制的超细水泥,随着比表面积的增加,凝结时间逐渐变短,早期强度增长明显,后期强度增长较为缓慢;单独粉磨矿渣粉配制的超细水泥,随着比表面积的增加,凝结时间逐渐变长,早期强度的增长不如共同粉磨配制的超细水泥,而后期强度增长优于共同粉磨的水泥。

欧盟碳交易对我国水泥行业的启示

水泥是一种基础原材料,水泥行业的可持续发展对支撑社会发展有重要意义,同时也是全球实现碳中和的关键行业之一。碳交易是全球积极应对气候变化的重要制度选择,为实现成本效益最优化的碳排放控制目标创造了可行途径。本文梳理了欧盟水泥行业碳排放基本情况,浅析欧盟碳排放交易体系对其水泥行业在实现碳减排目标、企业成本等方面的影响,提出对水泥行业即将纳入全国碳市场的启示。

国外水泥工业低碳燃料类项目研究

本文从项目组织、项目目标、工艺技术特点和研发进展等方面跟踪了国外水泥工业低碳燃料类项目。研究了CEMEX公司与芬兰Coolbrook公司合作的水泥窑电气化项目,简述其RotoDynamic Heater™电力技术;介绍了CEMEX公司、桑迪亚国家实验室和Synhelion公司牵头的Solar MEAD项目,分析了其利用太阳能生产熟料的技术原理;还涉及CEMEX公司水泥厂以氢气作为燃料、英国Hanson公司Ribblesdale水泥厂氢能试验相关内容。

国外水泥工业低碳项目研究

本文从项目组织、项目目标、工艺技术特点和研发进展等方面跟踪了国外水泥工业低碳项目。研究了美国加州奥克兰市的Brimstone Energy公司用无碳硅酸钙岩石制造水泥项目,简述其化学流程;介绍了日本新能源产业技术开发机构(NEDO)制造的“CUCO-SUICOM”负碳混凝土,分析了其“负碳”原理;详述了Calix公司及其子公司Leilac Limited领导的Leilac-2项目的间接加热煅烧技术及其在水泥厂的应用;分析了法国CNRS-PROMES(国家科学研究中心——过程、材料及太阳能实验室)太阳能高温煅烧技术等相关内容。

水泥行业环保绩效分级与超低排放限值比较

分析了2022年我国水泥行业环保绩效分级状况,并对现阶段水泥行业绩效分级指南与国家和地方超低排放标准及实施方案中水泥窑、独立烘干系统的排放限值进行了比较分析,提出了水泥行业针对有组织排放的环保绩效提升建议。

纳米SiO_(2)活化磷渣水泥胶凝材料性能研究

大量磷渣堆积严重污染了环境,将其应用于混凝土材料中可实现固废利用,但是磷渣的引入会严重降低水泥强度,因而将纳米SiO_(2)引入到磷渣混凝土中可以实现大掺量应用磷渣资源,实现节能减排。研究中发现,磷渣掺量10%、20%和30%,随着磷渣掺量增加,对水泥砂浆的早期强度影响较大,强度显著降低;纳米SiO_(2)颗粒按照水泥用量的0.5%、1.0%、2.0%、4.0%和8.0%掺加,当掺量不超过4.0%的条件下,磷渣水泥的标准稠度用水量和凝结时间不断减少,并且强度得到了一定的改善,但是当掺量达到8.0%时,磷渣水泥的标准稠度用水量和凝结时间反而增加,对应强度也有所降低。因而,通过纳米SiO_(2)颗粒的合理引入,可以有效改善磷渣胶凝材料的活性,提高固废资源消纳,有助于环保和资源化社会发展。

考虑性能指标的水泥生命周期综合优化研究

水泥行业的碳排放约占全国的14.3%,对实现“双碳”目标具有重要影响。现有的水泥生命周期评价研究大多只考虑环境影响,本文提出综合考虑性能与环境的水泥生命周期评价方法。首先设计提出水泥生命周期环境影响评价方法,建立水泥生产的边界模型和物料清单,并选用CML2001方法对水泥生命周期的环境影响进行计算。结果表明,最主要的环境影响为全球变暖潜值,各阶段中熟料煅烧阶段对环境的影响最大。进一步,本文根据环境评价结果,在熟料煅烧阶段综合考虑二氧化碳分解量与三率值偏差值,构建出单位水泥产品性能与环境影响的多目标优化模型,并利用NSGA-Ⅱ算法进行仿真分析,以期为水泥生产提供理论指导,能够在保证水泥性能的同时,减小生产过程中的环境负荷。

基于大数据的智能专家系统在助磨剂控制中的应用

目前水泥助磨剂的添加是手动调节配比,无法及时根据水泥成品质量数据实时调整。本文提出采用智能专家系统来控制水泥磨助磨剂的添加,该系统采用了模型预测控制方法,通过数据驱动技术挖掘助磨剂与过程变量的内在关系,运用软测量和多目标优化方法建立模型控制关系,实现水泥助磨剂添加量的自动控制,并在不同水泥品种的情况下完成对控制器目标值的自动决策和优化,最终给出合理的助磨剂目标添加量。

水泥窑炉替代燃料使用效果评估:三个关键指标

利用替代燃料是水泥企业降低生产成本、碳排放量和单位熟料产品综合煤耗的重要途径。与煤相比,替代燃料在种类、均匀性、尺寸、水分含量等方面存在巨大差异,给企业利用替代燃料带来了较大挑战。本文系统归纳了水泥窑炉替代燃料使用效果评估的三个关键指标,分别为替代燃料的热量替代率(TSR)、热量利用率(TUR)及经济效益,并分别阐述了影响TSR、TUR和替代燃料经济效益的主要因素,为水泥企业评估替代燃料使用效果提供参考。替代燃料活化高效燃烧技术可消除TSR、TUR提升“瓶颈”——燃烧问题、落入烟室/熟料,提高TSR、TUR,提升替代燃料的经济效益。

改性矿物吸附剂对半挥发性重金属Pb的固化研究

利用高岭土等矿物吸附剂固化半挥发性重金属,是高温处置固体废弃物时降低其环境危害的有效途径。但超过1100℃时,高岭土中的无定形硅铝相转化为莫来石晶体,伴随层状结构坍塌,产生高温失活现象。本文利用硅灰、氢氧化铝和碳酸钙调整高岭土的化学组分,在0~1450℃区间内设置3种煅烧模式,分析矿物吸附剂对重金属Pb的固化效果。结果表明,使用矿物吸附剂可以明显提高PbO的起始挥发温度并降低其挥发率,起到固化重金属Pb的效果。综合考虑吸附剂中重金属Pb的含量和残渣态的比例,适当增加硅和铝的含量均可明显提高吸附剂中重金属Pb的固化率,其中高铝吸附剂在1450℃时对重金属Pb的固化效果更优。这是由于引入的硅和铝可与高岭土中的硅酸盐发生反应,生成非晶硅铝酸盐相。此外,吸附剂对重金属Pb的固化效果与煅烧制度密切相关。研究结果可为水泥窑协同处置废弃物中半挥发性重金属的固化提供理论基础。

低热硅酸盐水泥水工衬砌混凝土抗裂性文献综述

对低热硅酸盐水泥的技术要求进行阐述,综述了前人对低热水泥进行的宏观微观抗裂性试验,对低热水泥抗裂性方面的研究成果文献进行归纳和总结,对国内外低热水泥在水利工程中的应用和研究现状进行回顾,指出低热水泥在水工衬砌混凝土抗裂性上研究不足,展望未来低热水泥在水工衬砌混凝土中的应用研究前景。

印度PPC水泥概况及粉磨技术现状分析

印度水泥市场快速发展,PPC水泥需求日益增长,印度PPC水泥具有大掺量粉煤灰混合材的特点,粉磨装备、系统工艺均需针对性研究。本文在介绍PPC水泥概况的基础上,从产品标准、能耗水平、粉磨工艺装备等方面进行了对比论述,为中国水泥技术装备走向印度市场提供参考借鉴。

磷石膏-低碱度硫铝酸盐水泥胶凝体系及其水化机理研究

研究了在低碱度硫铝酸盐水泥(L-SAC)中添加10%~50%改性磷石膏(WHPG)的混合胶材材料体系的凝结时间、胶砂强度、pH等性能,并分析了WHPG在体系中对强度、pH及凝结时间的作用机理。结果表明:WHPG自身缺陷和快速水化等特性会导致标准稠度用水量增加,也会缩短胶凝体系的凝结时间;少量WHPG的添加会降低L-SAC的实际水灰比,也会促进钙钒石的生成,提升坯体的密实性,增加强度;WHPG呈弱酸性,随着WHPG掺量的增加,pH随之降低,WHPG不断消耗L-SAC水化生成的碱性物质,导致后期pH更低;磷石膏-低碱度硫铝酸盐水泥胶凝体系各项性能非常适用于喷射植生混凝土。

水泥厂照明灯具选择分析

通过对比、探讨不同形式光源、照明灯具的优缺点,结合现代水泥厂各车间、工段的照明需求,合理选择光源及照明灯具,适当利用其他节能措施,从而实现水泥厂照明用电的绿色、环保、节能要求。

装配式PC构件节能增效用早强水泥的制备与应用

为了让装配式PC构件在免蒸养的条件下在一定时间内达到脱模强度,本文以早强早凝硅酸盐熟料为基础,研究了混合材和甲酸钙掺量对水泥物理力学性能的影响,制备出早强水泥并成功应用于装配式PC构件的生产。此外,利用等温量热仪、X射线衍射(XRD)、同步热分析(TG-DTG)对早强水泥和市售P·O 42.5R水泥的早期水化热和水化产物进行了对比研究。结果表明:早强水泥的配比为:熟料80%,混合石膏5%,石灰石7.5%,高钛矿渣7.5%,外掺2‰甲酸钙。早强水泥早龄期水化速率快于P·O 42.5R水泥,水化产物多,导致水泥石的密实度高,水泥强度相应提高。在较低温度养护时,早强水泥可大幅度提高混凝土12 h强度;在养护温度为20~30℃时,早强水泥制备的混凝土养护12 h即可满足脱模要求,可实现装配式PC构件生产节能增效。