国内外低碳水泥体系浅析

0 引言中国的水泥生产与消费占据全球市场的一半以上,碳排放占全国总排放量的13%,仅次于电力与钢铁行业。当前,我国水泥行业已进入以绿色低碳为主要特征的新发展阶段,低碳水泥作为一种新型水泥品种,其生产过程中碳排放量较低,符合绿色低碳的发展理念,对于促进水泥行业转型升级具有重要意义。

“双碳”背景下低碳水泥的发展现状

水泥是国民经济建设的基础产业,其在经济建设中发挥的作用也越来越大,但我国水泥行业存在产能过剩、污染环境、能源消耗大等问题,亟需寻找一条有效的减碳路径来解决上述问题。在众多减碳方法中,低碳水泥技术逐渐成为水泥行业的研究热点,低碳水泥主要通过降低高钙矿物含量、提高低钙矿物含量或补充其他低钙矿物组分的方式,减少能耗和碳排放。本文主要对低碳水泥的由来及分类、现有低碳水泥可实现的减碳路径、低碳水泥研究现状及发展趋势进行了详细论述,最后结合“双碳”目标,对水泥企业提出展望,为低碳水泥的未来应用提供参考。

脱硫石膏对复合激发低碳水泥性能影响的研究

复合激发低碳水泥是最近几年兴起的一种可替代水泥的新型碱激发材料,具有微观结构致密、强度高且水化产物中几乎不存在Ca(OH)2等影响材料耐久性的产物等优良性能。文章通过在复合激发低碳水泥中掺入不同比例的脱硫石膏,研究脱硫石膏对复合激发低碳水泥性能的影响,结果表明,复合激发低碳水泥中掺加未煅烧的原状脱硫石膏最佳,最佳掺量为其胶凝材料的5%。

新型低碳水泥LC^(3)研究概述

LC^(3)低碳水泥是水泥行业低碳发展的重要技术途径,目前已经在印度、古巴、南美及欧美发达国家得到了一定的推广。本文对LC^(3)的背景、水化机理、黏土原料要求、活化工艺、活性评价方法、产品颜色控制、LC^(3)制备流程、应用现状等方面进行了简要阐述,希冀为同行提供有益的参考。

碱性激发剂在制备全固废低碳水泥的试验研究

试验采用矿渣、钢渣、粉煤灰和脱硫石膏等工业固废与碱性激发剂,经混合粉磨后制成32.5级全固废低碳水泥,可大量利用工业固废,减少传统硅酸盐水泥生产过程中的CO_(2)排放,实现水泥行业低碳、绿色可持续发展。碱性激发剂是制备低碳水泥的关键材料,文中分析了水泥熟料、Na_(2)CO_(3)、熟石灰、NaOH四种不同碱性激发剂对全固废低碳水泥物理力学性能的影响。结果表明,弱碱的Na_(2)CO_(3)对低碳水泥的强度提升较小,其他三种碱性激发剂对低碳水泥28 d强度提升明显,但对3 d强度提升作用为:NaOH>水泥熟料>熟石灰。上述三种激发剂选择适宜的掺量,均可制备符合标准的32.5级全固废低碳水泥。

实施低碳水泥标准的影响及协同减排效果分析

采用MAP-CGE模型,模拟了我国水泥行业实施低碳水泥标准对不同生产工艺产出、能耗及污染排放的影响,测算了对其边际减排成本和均衡价格的影响,分析了对不同污染物的协同减排效果。模拟结果表明:实施低碳水泥标准有利于水泥生产工艺的升级换代,并有助于水泥行业节能减排;在现有技术水平下,水泥行业在减排1t CO_2的同时将带来约1.17 kg的SO_2减排量和4.44 kg的NO_x减排量;实施低碳水泥标准对于水泥行业控制NO_x排放很有利;但水泥行业也需承担减排成本并导致其均衡价格的小幅上升。

低碳水泥生产的关键技术分析

本文概况了水泥工业低碳发展的指导思路和技术方案,提出了技术升级、技术创新、绿色新型胶凝材料等涵盖水泥生产道应用的低碳经济发展建议。

MgO低碳水泥的碳化性能分析和数学模型建立

针对目前水泥行业的高碳排放,国外提出MgO低碳水泥,它是由硅酸盐水泥、粉煤灰和活性MgO组成。本文经碳化实验表明,该水泥能够有效吸收CO2,对于低碳减排具有很好的实用意义。且可利用粉煤灰,进一步提升了能源的有效利用。同时基于Fick第一扩散定律对该水泥的碳化能力进行数学建模,具有很强的理论指导意义。

新型低碳水泥LC^3的应用前景(上)

从新型低碳水泥LC^3性能特性、生产与应用、技术可行性和盈利能力、环境影响评价等方面阐明,其可以减少30%的CO2碳排放和水泥生产中15%~20%的能耗,是传统普通硅酸盐水泥最有希望的替代品。为未来水泥提供了一种可持续、高性能和低成本的替代方案,并为我国研究更可持续的硅酸盐水泥替代材料提供了有益借鉴和参考。

粘土质矿物在LC^(3)新型低碳水泥中的应用及资源分析

LC^(3)低碳水泥是国际公认的水泥行业低碳发展的重要技术途径。本文对国内外适宜煅烧LC^(3)低碳水泥的粘土类型、矿产资源的分布、储量情况、特性、应用现状和潜力等进行了分析和阐述。适宜的粘土原料在全球具有广泛来源和可观储量,可以满足广大发展中国家基础建设对水泥产能扩大的需要。

新型低碳水泥LC^3的应用前景(下)

从新型低碳水泥LC^3性能特性、生产与应用、技术可行性和盈利能力、环境影响评价等方面阐明,其可以减少30%的CO2排放和水泥生产中15%~20%的能耗,是传统普通硅酸盐水泥最有希望的替代品。为未来水泥提供了一种可持续、高性能和低成本的替代方案,并为我国研究更可持续的硅酸盐水泥替代材料提供了有益借鉴和参考。

以C_2S为主要矿物组成的低碳水泥初探

随着低碳型水泥产品的不断开发,国内水泥行业目前在低碳型水泥方面更强调Ca CO3含量较少且不会排放过多的CO2。尽管这种类型水泥如铝酸盐或硫铝酸盐等水泥具有低碳型特征,可进一步研究或扩大生产,但这些水泥在实际生产过程中也会消耗大量的铝矾土,且从整体性能角度并不能完全取代硅酸盐水泥。对此需注重改善低碳水泥的矿物组成部分,以C_2S为典型代表,能够取得良好的应用效果。本文主要对主要熟料矿物主要为C2S的水泥基本概述、应用的优势以及熟料矿物为C2S水泥的合成方式进行探析。

低碳水泥可帮助应对气候变化

混凝土是建筑业中使用最广泛的人造材料。据英国皇家国际问题研究所说,其关键组成部分之一——水泥在生产中产生的二氧化碳数量惊人,但未得到充分重视:最多占全球排放总量的8%。各种低碳生产办法得到开发,其中有些已经付诸实践。

全球首条钢渣捕集水泥窑烟气CO_(2)制备固碳辅助性胶凝材料与低碳水泥生产线投产

近日,全球首条钢渣捕集水泥窑烟气CO_(2)制备固碳辅助性胶凝材料与低碳水泥生产线在河南竣工投产,这标志着我国水泥行业CO_(2)捕集利用技术和产业化运用迈上新的台阶,为钢渣规模化安全应用于建材,实现高值资源化利用开辟了新的途径。据了解,该条生产线位于河南省济源中联水泥有限公司,是全球首条投入产业化运营的利用钢渣捕集水泥窑烟气CO_(2)制备固碳辅助性胶凝材料与低碳水泥的生产线。项目利用钢渣干法原位捕集利用CO_(2),在实现水泥窑烟气CO_(2)减排的同时,有效解决钢渣安定性不良问题并提高活性,制备出高活性固碳辅助性胶凝材料,突破了长期以来制约我国钢渣大规模安全、高附加值应用于水泥、混凝土和骨料等建筑材料的卡脖子问题。

低碳水泥在预拌砂浆生产中的应用研究

0引言多年来,我国水泥年产量稳居世界第一位,其中绝大部分是通用硅酸盐水泥。然而,生产这种水泥的主要资源是石灰石,生产过程中的二氧化碳排放50%以上来源于石灰石分解。通用硅酸盐水泥熟料中,CaO含量约占65%左右,根据化学反应方程式(CaCO3→CaO+CO_(2))算出,每生成一份CaO,同时生成0.7857份CO_(2),所以,除燃煤和电耗之外,每生产1t熟料仅此一项就要生成0.511t CO_(2)。

低碳水泥——以太水泥生产及特性研究

本文依据新型低碳水泥—以太水泥的化学成分及力学性能实验结果,研究了以太水泥生产中所需的原料、应用过程中的水化反应,同时从抗压性能、抗腐蚀性能以及尺寸收缩等角度研究了以太水泥在应用过程中的特性。

浙江南方水泥:水泥低碳生产之路

随着“双碳”战略目标的提出,我国进入减污降碳协同增效的历史发展新阶段。浙江南方水泥作为中国建材集团有限公司旗下新天山水泥下属的区域公司,积极推动央企在节能降碳中的示范引领作用。自成立起始,通过管理整合、新技术应用和管理工具推行不断提升下属成员企业的能源利用率,消耗指标逐年下降。为最终实现“30/50”的“双碳”目标,浙江南方水泥锐意进取、奋楫笃行,总结谋划出高效产能置换、替代原燃料减碳、降低熟料料耗等六大项管理措施,推动下属成员企业实现绿色低碳转型、共创绿色低碳发展。

固废制备低碳少熟料水泥的试验研究

文中以矿渣、脱硫石膏、钢渣等工业固体废弃物及水泥熟料为主要原料,通过掺入硫酸钠、甲酸钙等激发剂制备低碳水泥胶凝材料,研究了各因素对低碳水泥力学性能的影响。结果表明,当矿渣、脱硫石膏、钢渣、水泥熟料掺量分别占质量的56%、15%、20%、9%,激发剂中硫酸钠0.5%、甲酸钙0.8%时,胶凝体系力学性能最佳,试验所制备的低碳水泥抗压基本可以达到P·O 42.5水泥强度要求。

自粉化低碳水泥的制备及其碳化硬化性能

制备了一种以γ-C2S为主要矿物的新型水泥——自粉化低碳水泥,采用加速碳化技术使其硬化,研究了自粉化低碳水泥的制备方法、碳化后的力学性能及微观结构。研究表明:该水泥烧成温度为1 350℃,碳化后强度高(8 h抗压强度达到90 MPa以上)。该水泥低碳且自粉化,具有节能减排的特点。

激发剂对低碳少熟料水泥的影响试验研究

利用矿渣、粉煤灰、钢渣、脱硫石膏等工业固废,粉磨后直接与少量水泥复配,可制成低碳少熟料水泥,但难以达到硅酸盐水泥的性能要求。文中通过掺入两种不同的碱性激发剂、早强型激发剂以及复合盐类激发剂提升低碳水泥的性能,研究了各类激发剂对低碳水泥的凝结时间和强度的影响。结果表明,不同种类的激发剂都会对低碳水泥的强度的提升和凝结时间降低,采用熟石灰碱性激发剂掺量1.5%时,低碳水泥的28 d强度最高;采用氯化钙早强型激发剂掺量1.0%时,低碳水泥的3 d强度最高,凝结时间降低效果最好。试验所制备的低碳水泥的凝结时间和抗压强度基本可以达到P·O 42.5水泥强度要求。