国内外水泥及水泥基材料发展研究[修改版]
先进水泥基材料的研究进展

先进水泥基复合材料的分类
无宏观缺陷水泥 高致密水泥基均匀体系 活性粉末混凝土 高延性水泥基复合材料 自密实混凝土
无宏观缺陷水泥基复合材料
无宏观缺陷水泥(Macro Defect Free,简称MDF)是20世 纪80年代初英国帝国化学公司实验室的Bitchall和牛津大学 的Howard发明的。 工艺路线:将水泥加少量的水、水溶性聚合物、甘油经高 效剪切搅拌后,在较低的温度下压制成型,得到一种抗压 强度可达到200MPa,抗折强度可达到60-70MPa的新型水 泥基材料。
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高致密水泥基均匀体系
矿物掺合料的填充效应 不同粒径组合对空隙率的 影响
高致密水泥基均匀体系
Cement Paste
Super Plastizised Cement Paste
DSபைடு நூலகம் Technology
水泥浆体中颗粒堆积示意图
活性粉末混凝土
活性粉末混凝土(Reactive Power Concrete,简称RPC)是 法国Bouygues公司的工程师P. Richard于1993年研制的。 RPC材料是一种超高强度、超高耐久性超高韧性的新型水 泥基材料。由于提高了细度和反应活性,因此叫活性粉末 混凝土。 工艺路线:将水泥、微硅粉、石英砂、钢纤维搅拌均匀, 先加入三分之二溶解了超塑化剂的水进行搅拌,最后加入 另三分之一水搅拌均匀。把拌合物倒入模具振动成型,在 标准模式下养护24小时后脱模,然后在90℃水中养护或蒸 汽养护。
高延性水泥基复合材料
ECC弯曲试验及多缝开裂示意图
高延性水泥基复合材料
(a)配筋普通混凝土构件;(b)配筋ECC构件
水泥基复合材料的研究与发展

• 现代建筑家们经常发现距今几百上千年的一些古代庙宇 和神殿是由黏土、石灰等无机基料中加入淀粉、动物胶 等天然聚合物而建成。
纤维增强水泥基复合材 料
碳纤维增强水泥基材料
碳纤维是有机纤维在惰性气氛中经高温碳化而成 的纤维状碳化物。是一种高强度、高弹性模量的 材料,目前主要有两大系列: (1)一种是以聚丙烯晴为主要原料的碳纤维, 称 聚丙烯晴基碳纤维; (2)另一种是以沥青为主要原料的碳纤维,称 沥 青基碳纤维。
碳纤维水泥基材料的特点: 碳纤维不仅有很高的抗拉强度和弹性模量,而且与大 多数物质不起化学反应,因此碳纤维增强水泥基材料 具有高抗拉性、高抗弯性、高抗断裂性、高抗蚀性等 优异性能。 同时,由于其热膨胀系数小,熔点高,纤维表面具有 类似石棉纤维的“纤化结构”,因此碳纤维增强水泥 基 材料具有较好的耐热性和较小的温度形变。
对于早期的水泥基材料来说,由于纤维的 存在,阻碍了集料的离析和分层,保证了 混凝土早期均匀的泌水性,从而阻止沉降 裂纹的产生。
3.纤维的分 类
用于水泥基复合材料的纤维种类繁多,按其材料 可分为: 金属材料:如不锈钢纤维和低碳钢纤维; 无机纤维:如石棉纤维、玻璃纤维、硼纤维、碳纤维 合成纤维:如尼龙纤维、聚酯纤维、聚丙烯等纤维; 植物纤维:如竹纤维、麻纤维等。
• (2)使用专门制造的低碱度水泥
• 例如中国建筑材料科学研究院开发的硫铝酸盐型低碱 度水泥(由无水硫铝酸钙、石灰石、无水石膏组成), 日本秩父水泥公司开发的CGC水泥(由无水硫铝酸钙、 C2S含量高的波特兰水泥、矿渣与石膏组成)。根据国 内外的经验,为降低GRC制品的干缩率,应使灰砂比 控制在1:1-1:1.5之间。
2021国内与不同国家水泥性能的试验比较范文3

2021国内与不同国家水泥性能的试验比较范文 摘要: 随着一带一路的发展, 目前中国公司在海外的工程建设项目越来越多, 与国外规范以及国外原材料的接触也越来越多。
水泥作为混凝土原材料中最主要的组分, 对混凝土性能的影响至关重要, 本文以马尔代夫中马友谊大桥项目为依托, 选取印度尼西亚SEMEN PADANG 42.5水泥、马来西亚YTL42.5水泥、国内金羊P·Ⅱ42.5和华润P·Ⅱ42.5水泥, 从化学成分分析、化学性能分析、物理力学性能和水化热等方面进行对比, 研究国内外水泥性能的差异, 为海外项目混凝土的配置提供技术指导。
关键词: 水泥;化学成分; 化学性能; 物理力学性能; 水化热; 1、引言 “一带一路”战略是国家根据全球形势变化,统筹国内国际两个大局做出的重大战略决策。
作为亚洲工程建设领域的龙头企业, 中国交建的国际化水平在央企中处于领先地位, 在海外已积累了大量项目储备。
重点跟踪的项目内容包括铁路、公路、桥梁、隧道、机场、港口、运河、资源开发、城市综合体开发建设、工业投资、园区开发建设等。
随着海外项目的增加, 由于国内外材料、规范的差异导致的混凝土质量问题日益增多。
水泥作为混凝土原材料的重要组成部分, 不同国家水泥性能所产生的差异对混凝土质量的控制尤为重要。
我国现行六大水泥产品标准(简称通用水泥标准) GB175-2007《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、GB1344-1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》、GB12958-1999《复合硅酸盐水泥》中涉及的试验方法基本上是等同或修改采用国际标准, 但一带一路项目所在国家大多执行英标、欧标或者当地国家标准, 在标准上与中国标准也是有不少差异[1][2]。
针对该问题,依托马尔代夫中马友谊大桥项目通过对不同国家的水泥与国内水泥进行试验, 从化学成分分析、化学性能分析、物理力学性能、水化热等方面进行对比, 分析国内外水泥性能的差异, 为马尔代夫中马友谊大桥项目高性能海工混凝土的配置提供技术指导。
国外关于水泥工业中生料配比的研究成果

国外关于水泥工业中生料配比的研究成果下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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水泥工业发展状况及发展趋势

水泥工业发展状况及发展趋势一、引言水泥是建造材料的重要组成部份,对于国家经济和社会发展具有重要意义。
本文将对水泥工业的发展状况及发展趋势进行详细分析和探讨。
二、水泥工业的发展状况1. 全球水泥工业的总体情况全球水泥工业在过去几十年中取得了快速发展。
根据国际水泥协会的数据,全球水泥产量从2000年的22.8亿吨增长到2022年的42.1亿吨,年均增长率为3.3%。
亚洲地区是全球水泥产量最大的地区,占领了全球总产量的60%以上。
2. 中国水泥工业的发展状况中国是全球最大的水泥生产和消费国。
根据中国水泥协会的数据,中国水泥产量从2000年的9.9亿吨增长到2022年的24.5亿吨,年均增长率为6.2%。
中国水泥工业在过去几十年中取得了巨大的发展成就。
3. 水泥工业的市场需求情况水泥作为建造材料的主要组成部份,其市场需求与房地产行业密切相关。
在城市化进程加速和基础设施建设需求增加的背景下,水泥市场需求保持稳定增长。
此外,环保建材的需求也在不断增加,对水泥工业提出了更高的要求。
三、水泥工业的发展趋势1. 环保和可持续发展随着环保意识的增强,水泥工业将面临更大的环保压力。
未来的发展趋势将是推动水泥工业向低碳、环保和可持续发展方向转变。
采用新型燃料、提高能源利用率、减少二氧化碳排放等将成为水泥工业发展的重要方向。
2. 技术创新和智能化生产水泥工业将加大对技术创新和智能化生产的投入。
通过引进先进的生产设备和技术,提高生产效率和产品质量,降低生产成本,实现智能化管理和控制,将成为水泥工业发展的重要推动力。
3. 市场多元化和国际化随着全球经济一体化的深入发展,水泥工业将面临更加激烈的市场竞争。
未来的发展趋势将是加强市场多元化和国际化经营。
通过拓展国内外市场,提高品牌影响力和竞争力,水泥企业将能够更好地应对市场风险和挑战。
四、结论水泥工业作为建造材料的重要组成部份,对国家经济和社会发展具有重要意义。
全球水泥工业在过去几十年中取得了快速发展,中国作为全球最大的水泥生产和消费国,水泥工业也取得了巨大的发展成就。
水泥基建筑材料的改性与创新研究

水泥基建筑材料的改性与创新研究水泥基建筑材料是现代建筑工程中应用最为广泛的材料之一,包括混凝土、水泥砂浆等。
然而,随着建筑行业的不断发展和对建筑质量、性能要求的日益提高,传统的水泥基建筑材料在某些方面逐渐显露出不足。
因此,对水泥基建筑材料进行改性与创新研究具有重要的现实意义。
一、水泥基建筑材料的性能特点与应用现状水泥基建筑材料具有许多优点,如良好的抗压强度、耐久性和经济性等。
混凝土作为最常见的水泥基材料,广泛应用于各类建筑结构,如房屋、桥梁、道路等。
然而,其也存在一些缺陷,如抗拉强度低、易开裂、抗渗性差等。
在实际应用中,水泥基材料的性能往往受到多种因素的影响。
例如,原材料的质量和配合比、施工工艺和养护条件等都会对其最终性能产生重要影响。
而且,在一些特殊环境下,如海洋环境、高温环境或化学侵蚀环境中,传统水泥基材料的性能可能无法满足要求。
二、水泥基建筑材料改性的必要性为了克服水泥基建筑材料的固有缺陷,提高其性能,改性成为了重要的研究方向。
首先,随着建筑结构的大型化和复杂化,对材料的强度和韧性提出了更高的要求。
通过改性,可以提高水泥基材料的抗拉强度和抗冲击性能,使其能够更好地适应复杂的受力情况。
其次,在一些恶劣的环境条件下,如海洋中的氯离子侵蚀、化学工业中的酸碱腐蚀等,传统水泥基材料容易发生损坏。
改性可以增强其抗腐蚀性能,延长建筑物的使用寿命。
另外,随着可持续发展理念的深入人心,水泥生产过程中的能源消耗和环境污染问题也受到了关注。
通过改性,可以降低水泥基材料的水泥用量,减少碳排放,实现建筑行业的绿色发展。
三、水泥基建筑材料改性的方法(一)纤维增强改性纤维增强是一种常见的改性方法,如使用钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等。
纤维可以有效地阻止裂缝的扩展,提高材料的抗拉强度和韧性。
例如,在混凝土中掺入适量的钢纤维,可以显著提高其抗裂性能和抗冲击性能。
(二)聚合物改性聚合物改性是将聚合物乳液或粉末掺入水泥基材料中。
聚合物可以填充水泥浆体中的孔隙,改善材料的微观结构,从而提高其抗渗性、粘结强度和耐久性。
浅析国内外水泥生产过程外加剂的研究现状与发展趋势

浅析国内外水泥生产过程外加剂的研究现状与发展趋势摘要:本文结合近些年水泥外加剂的研究应用进展情况,分析总结了助磨剂、六价铬还原剂、脱硫脱硝剂、矿化剂的研究现状和未来发展趋势,为实现水泥企业绿色发展提供研究方向和技术指引。
关键词:外加剂;研究现状;发展趋势1水泥助磨剂1.1分类(1)早期助磨剂:起于20世纪30年代,以惰性矿物作载体,用HCl、CaCl2和CaO等复配动物油和石油裂化残渣等疏水物质制成的粉末状混合物,主要成分为无机物。
早期应用在水泥粉磨过程中的目的是提高水泥早期力学性能和抗水性等。
(2)发展期助磨剂:随着无机助磨剂的使用升级,发展期的助磨剂主要成分逐渐转变为极性有机物,比如20世纪30年代初期发明的羟基烷基胺和木质素衍生物的复合助磨剂。
20世纪80年代后期美国研究人员明确提出要在水泥粉磨过程中通过外加剂改善水泥的粉磨特性,至此水泥助磨剂的应用开始逐渐广泛化。
1.2研究现状及应用案例1.2.1助磨性能助磨特性来源于两方面,一是对水泥的吸附性,二是对水泥的分散性。
有研究表明,醇胺类助磨剂主要是其羟基吸附在水泥颗粒表面增加了双电子层斥力而改变了水泥的流变性,羟基数量不同,吸附作用不同。
相比于单羟基醇类有机物,多元醇系列的助磨剂对水泥的助磨效果最佳,有研究表明低分子量的二元醇能够提高水泥流动性,其组成中的脂肪烃基起到主要作用。
从助磨效果上分析,发现包含两个或多个极性基团是有机物具备良好助磨特性的前提条件,掺量为0.05%时,极性基团数量越多,助磨剂的助磨效果越好,其中对比极性基团种类与有机物助磨特性之间的关系中发现,带有羧基的有机物助磨效果最差,带有羟基与氨基这类型的基团有机物助磨效果较好,以羟基为极性基团的有机物助磨性能最佳。
1.2.2发展方向长期以来,多功能型助磨剂和专用助磨剂的研究开发也是助磨剂发展的主要方向。
助磨剂的多功能化包括:减少物料团聚,降低粉磨能耗,提高磨机产量;提高选粉机效率;降低出磨水泥温度;在保持水泥强度不变的前提下增加混合材的掺加量;改善水泥颗粒级配,优化水泥性能;改善水泥颗粒分散性,减少运输包装过程中的粘附。
国外混凝土材料的发展研究

国外混凝土材料的发展研究水泥材料的发展起源属于西方文明发展下所创造的产物,其根源可以追溯到古代的罗马。
古代罗马人在对水泥的使用过程中,是通过将石膏与火山灰相结合制作而成的一种水性水泥,在罗马一些比较知名的古代罗马建筑,比如说帕提农神庙的建筑材料中就含有这种水泥,而且这种水泥是支撑帕提农神庙的重要组成部分。
不过可惜的是在经过一定的发展时间之后,罗马人在制作水泥上的工艺伴随古代罗马的不断水落而渐渐的丢失了。
在十七世纪中叶,欧洲对于水性水泥的研究也有了重要的突破,英国物理学家斯米顿在对水性水泥的研究过程中,通过实验找到了含有水性水泥需要的泥土成分的石灰石,可以将石灰石制作成石灰,通过这次研究的成功,水性水泥再一次被利用,这种水性水泥的主要含有成分是氧化钙。
斯米顿所研究的水性水泥是天然水泥的先导者。
在十七世纪末期,又以为英国科学家杰姆斯·帕克通过实验范明了一种可以用含量不纯的石灰石烧制成天然水泥,而且这一研究在英国获得了专利,被广泛利用,杰姆斯·帕克所发明的水泥被英国人称之为罗马水泥,这种水泥的组成部分包含了二氧化硅、铝和氧化钙等材料。
十八世纪初期,法国物理学家维卡在对石灰石和粘土的研究中,发现了石灰石和粘土包含的合成物,经过实验测试煅烧出了一种人造水硬性胶材料,而且他在后期的研究过程中还发明了当今也在应用的维卡针,维卡针可以有效的测试出水泥的凝结时间。
1824年,在英国的第三大城市利兹,工程师阿斯普丁获得了带有第一份水泥专利标志的发明。
阿斯普丁在一次实践过程中,将石灰石和粘土放在一起烧制,其煅烧的结果就是他所研制出来的波特兰水泥,就是现在所俗称的硅酸盐水泥,波特兰水泥的组成成分中包含了二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙等化学物质,其中二氧化硅和氧化钙所占的比例较大。
同时阿斯普丁对于波特兰水泥的发明也成为了现代水泥发展的鼻祖,更为以后建筑发展提供了一定的物质基础,波特兰水泥的研究发明也开创了当代混凝土原材料的历史。
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第一篇:国内外水泥及水泥基材料发展研究新世纪国际水泥工业的发展趋势是以节能、降耗、环保、改善水泥质量和提高劳力生产率为中心,实现清洁生产和高效率节约化生产,走可持续发展的道路。
研究的重点主要是围绕水泥工业节能降耗、减少厂有害气体(C02、S02和NOx等)排放以及低品位原燃料、工业废弃物的资源化利用等方面,具体表现在两个方面:一是国际水泥工业技术与装备上新型干法水泥生产技术向着大型化、节能化以及自动化方向发展,如高效预热分解系统、第三代“控制流蓖板”和第四代“无漏料横杆推动”蓖式冷却机、新型辊式磨及混压机粉磨系统、自动化控制及网络技术、新的熟料烧成方法如流态化床和喷腾炉烧成技术、高效除尘技术、炯气脱硫除氮技术等的开发和应用,使水泥工业进入现代化发展期。
二是水泥及水泥基材料的研究是以水泥的生态化制备、先进水泥基材料、水泥的节能和高性能化、废弃物出资源化利用以及水泥制备和应用中的环境行为评价和改进等方面为研究开发重点,两者相辅相成,推动了水泥工业的可持续发展。
一、水泥的生态化制备和生态水泥的发展随着科学技术的发展和人们环保意识的增强,水泥工业的可持续发展越来越得到重视,自20世纪70年代开始,美国、法国、德国、日本等工业发达国家就已研究和推进废弃物替代天然资源的工作,并在二次能源的资源化利用方面取得良好进展。
生态水泥的研究也是目前水泥研究的热点之一。
生态水泥是一种新型的波特兰水泥,其中含有20%左右的C11A7.CaCl2(代替C3A),它适用于建造房屋、道路、桥梁和混凝土制品等。
这种水泥的研制不仅解决了城市及工业垃圾处理问题,而且还通过垃圾的循环利用系统保护了环境。
二、先进水泥基材料的研究随着建筑业、海洋业和交通业等的飞速发展,超高、超长、超强和在各种严酷条件下使用建筑物的出现,对水泥与混凝土材料提出了更高的要求,高强度、长寿命、低环境负荷是当代水泥材料发展的主要方向。
先进水泥基材料以现代材料科学理论为指导,以未来胶凝材料为主要研究目标,其目的是把传统的水泥与混凝土材料推向高新技术领域进行研究和开发。
三、以节能为中心低钙水泥熟料体系的研究和开发从水泥矿物着手开发节能型矿物体系,即低烧成温度及易磨性好的矿物和矿物体系,是实现水泥工业节能、环保的有效技术途径。
因此,降低熟料组成中CaO的含量,即相应增加低钙贝利特矿物的含量,或引入新的水泥熟料矿物,可有效降低熟料烧成温度,减少生料石灰石的用量,从而降低熟料烧成热耗。
目前,国内外已先后开发出了硅酸盐体系等节能矿物体系。
其中在承担国家“九五”和“十五”科技攻关项目的研究工作中,由中国建筑材料科学研究院研制、开发并应用于国家重点工程的高贝利特水泥(即低热硅酸盐水泥)是近年来国内外在水泥基材料研究的又一重大突破。
该水泥与通用硅酸盐水泥同属硅酸盐水泥体系,即熟料Ⅱ矿物也是由C3S、C2S、C3A和C4AF路桥求职路桥招聘路桥英才网英才网组成,两者不同之处主要是:高贝利特水泥是以贝利特矿物(C2S)为主,其含量在50%左右。
低热硅酸盐水泥的研制成功,在制备工艺技术上解决了C2S矿物的活化的高活性晶型的常温稳定这两个国际难点,并首次实现了在水泥回转窑系统直接制备高活性的高性能低热硅酸盐水泥熟料。
以硅酸二钙为主导矿物的低热硅酸盐水泥在制备工艺上具有低资源能源消耗、低环境负荷和低综合生产成本等特点,比通用硅酸盐水泥低100qC,烧成过程中C02、S02、NO等废气排放量降低10%以上.在水泥性能上,低热硅酸盐水泥28d抗压强度与通用硅酸盐水泥相当,后期强度高出通用硅酸盐水泥510MPa,而水泥的水化热低于通用硅酸盐水泥20%以上,实现了水泥的低热、高强和高性能.由于其熟料中的c3s和c3A含量低,因而低热硅酸盐水泥还具有优异的抗硫酸盐性能、抗折强度高,干缩低,耐磨性能好等特性,能很好地满足高性能混凝土的高工作性、高强度和高耐久性三大技术要求,尤其适用于高性能混凝土、高强高性能混凝土、水工大体积混凝土的制备。
四、高胶凝性高钙水泥熟料体系的研究“高性能水泥制备和应用的基础研究”是国家重点基础研究发展规划项目,以实现水泥的高性能化为研究目标,主要围绕以下三个方面开展研究工作:提高水泥熟料的胶凝性,提高性能;通过对了业废弃物进行合理的活化处理,开辟出能够调节水泥性能的新的辅助胶凝组分,尽可能大量地取代水泥料;通过大幅度提高水泥应用过程中的水泥基材料耐久性,延长建筑物安全使用寿命,大幅度降低水泥的长期需求量,建立由高胶凝性水泥熟料与低钙的性能调节型材料共同构成的强度与耐久性兼优的高性能水泥材料新体系,实现水泥和水泥基材料的高性能化和生态化。
高胶凝性水泥熟料体系的研究主要集中在CaO-Si02-A1203-Fez03体系硅酸盐熟料矿物体系,主要技术路线在于提高熟料中C2s在含量至70%左右、通过掺杂技术实现新型干法水泥生产烟烧工艺条件下的烧成,以水泥熟料形成理论为依据,有效指导高胶凝性水泥熟料的制备过程。
通过前期大量的研究,高胶凝性高C3s含量硅酸盐水泥熟料矿物体系的研究已取得以下方面的技术突破:建立了CaO-Si02-A1-03-Fez03体系高C2s熟料体系矿相匹配优化理论和适用于实际水泥生产的熟料率值控制方法;建立了高胶凝性、高C3s不含过硅酸盐水泥熟料矿物体系的掺杂理论和掺杂技术,发现了针对硅酸盐熟料体系的高温掺杂效应和低温矿化效果的差异,在此基础上提出了实现高C3S含量硅酸盐水泥熟料高胶凝化的多元复合掺杂理论;建立了C3S晶格畸变形成C3S在固溶体晶体高对称性、实现矿物高度介稳化和高活性的高胶凝化理论。
目前已实现在工业化生产中,在熟料中C3S含量70%左右的情况下,熟料28d抗压强度达到70MPa以上。
五、工业废弃物的资源化、无害化利用的研究随着全球经济的发展和工业化进程加快,每年都有大量的废渣排放,主要有粉煤灰、炉渣、高炉矿渣、钢渣、钢渣、煤矸石、特种冶金渣、电石渣、锂渣、碱渣等。
为了保护环境、变废为主和保持可持续发展,世界各国水泥学者已开展了大量的研究工作并将取得大量的研究成果应用于水泥混凝土生产中,我国早在20世纪50年代就开始了对工业废渣的利用研究,目前对量大面广的一些工业废渣如粉煤灰、矿渣等的综合利用已经形成了一系列相当成熟的综合利用技术,并已广泛应用于水泥生产、混凝土掺合料和混凝土制品中。
路桥求职路桥招聘路桥英才网英才网我国是水泥工为大国,水泥业作为我国基础性原材料工业的支柱之一,在国民经济可持续发展中具有举足轻重的地位,虽每年水泥产量已达到8亿以上。
但目我国水泥工业仍然存在一系列问题;如企业平均规模小、结构不合理、总体产品质量较低、生产能源资源消耗高、环境污染严重等等。
在可持续发展已成为人类共识的今天,我国水泥及水泥基材料研究重点为:利用水泥工业可有效消化和降解废弃物的独特优势,加大对各种固体废弃物的资源化利用;大力发展替代能源、资源或低品位原燃料在水泥产业的综合利用技术;研究开发低能源资源消耗、低环境负荷及具性能特色的水泥。
以实现水泥工业低污染、低排放,推进水泥工业成为资源、环境与人类社会协调、持续发展的循环经济产业体系。
路桥求职路桥招聘路桥英才网英才网第二篇:基于国内外水泥及水泥基材料发展研究基于国内外水泥及水泥基材料发展研究当今世界水泥工业的发展是以节能、降耗、环保为中心,走可持续发展的道路。
与此相适应,水泥及水泥基材料的研究也非常活跃,研究重点集中在生态水泥、先进水泥基材料、低能耗水泥和水泥的高性能化、工业及城市废弃物的资源化利用以及水泥制备及应用等方面,这些研究所取得的成就有力地推动了水泥材料科学与技术的发展。
新世纪国际水泥工业的发展趋势是以节能、降耗、环保、改善水泥质量和提高劳力生产率为中心,实现清洁生产和高效率节约化生产,走可持续发展的道路。
研究的重点主要是围绕水泥工业节能降耗、减少厂有害气体(C02、S02和NOx等)排放以及低品位原燃料、工业废弃物的资源化利用等方面,具体表现在两个方面:一是国际水泥工业技术与装备上新型干法水泥生产技术向着大型化、节能化以及自动化方向发展,如高效预热分解系统、第三代“控制流蓖板”和第四代“无漏料横杆推动”蓖式冷却机、新型辊式磨及混压机粉磨系统、自动化控制及网络技术、新的熟料烧成方法如流态化床和喷腾炉烧成技术、高效除尘技术、炯气脱硫除氮技术等的开发和应用,使水泥工业进入现代化发展期。
二是水泥及水泥基材料的研究是以水泥的生态化制备、先进水泥基材料、水泥的节能和高性能化、废弃物出资源化利用以及水泥制备和应用中的环境行为评价和改进等方面为研究开发重点,两者相辅相成,推动了水泥工业的可持续发展。
一、水泥的生态化制备和生态水泥的发展随着科学技术的发展和人们环保意识的增强,水泥工业的可持续发展越来越得到重视,自20世纪70年代开始,美国、法国、德国、日本等工业发达国家就已研究和推进废弃物替代天然资源的工作,并在二次能源的资源化利用方面取得良好进展。
生态水泥的研究也是目前水泥研究的热点之一。
生态水泥是一种新型的波特兰水泥,其中含有20%左右的C11A7.CaCl2(代替C3A),它适用于建造房屋、道路、桥梁和混凝土制品等。
这种水泥的研制不仅解决了城市及工业垃圾处理问题,而且还通过垃圾的循环利用系统保护了环境。
二、先进水泥基材料的研究随着建筑业、海洋业和交通业等的飞速发展,超高、超长、超强和在各种严酷条件下使用建筑物的出现,对水泥与混凝土材料提出了更高的要求,高强度、长寿命、低环境负荷是当代水泥材料发展的主要方向。
先进水泥基材料以现代材料科学理论为指导,以未来胶凝材料为主要研究目标,其目的是把传统的水泥与混凝土材料推向高新技术领域进行研究和开发。
三、以节能为中心低钙水泥熟料体系的研究和开发从水泥矿物着手开发节能型矿物体系,即低烧成温度及易磨性好的矿物和矿物体系,是实现水泥工业节能、环保的有效技术途径。
因此,降低熟料组成中CaO的含量,即相应增加低钙贝利特矿物的含量,或引入新的水泥熟料矿物,可有效降低熟料烧成温度,减少生料石灰石的用量,从而降低熟料烧成热耗。
目前,国内外已先后开发出了硅酸盐体系等节能矿物体系。
其中在承担国家“九五”和“十五”科技攻关项目的研究工作中,由中国建筑材料科学研究院研制、开发并应用于国家重点工程的高贝利特水泥(即低热硅酸盐水泥)是近年来国内外在水泥基材料研究的又一重大突破。
该水泥与通用硅酸盐水泥同属硅酸盐水泥体系,即熟料Ⅱ矿物也是由C3S、C2S、C3A和C4AF组成,两者不同之处主要是:高贝利特水泥是以贝利特矿物(C2S)为主,其含量在50%左右。
低热硅酸盐水泥的研制成功,在制备工艺技术上解决了C2S矿物的活化的高活性晶型的常温稳定这两个国际难点,并首次实现了在水泥回转窑系统直接制备高活性的高性能低热硅酸盐水泥熟料。