備受關注的兩大新型水泥技術

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長期堆積如山的高爐礦渣曾讓不少鋼鐵企業(yè)頭痛不已，如今，在位于中國西部的西安建筑科技大學粉體工程研究所高新技術的助推下，這些昔日的廢棄物變成了市場上低成本、高質量的“綠色水泥”。

在江蘇沙鋼集團、山西長治鋼鐵集團、山東萊蕪鋼鐵集團等鋼鐵企業(yè)中，由西安建大粉體所設計建成的各項技術指標居世界領先水平的數十條礦渣水泥生產線，年“吞”高爐礦渣1200萬噸，不僅將這些昔日的廢品轉化成了低成本、高質量的“綠色水泥”，為企業(yè)新增經濟效益12億元，而且還創(chuàng)造了年減排二氧化碳1200萬噸、節(jié)煤1100萬噸、節(jié)約石灰石資源1700萬噸等環(huán)保效益和社會效益。

高爐礦渣是煉鐵過程中產生的廢渣。據有關統(tǒng)計資料顯示，2008年中國共產生高爐礦渣近3億噸，高爐礦渣總產出量按年10%左右的速度在增加。這些礦渣如果常年露天堆放，不僅要占用大量的土地，而且還會因揚塵和其中的重金屬離子隨雨水等浸出對大氣、土壤和地下水系造成嚴重的污染。

經研究發(fā)現，高爐礦渣的化學成分與水泥熟料相似，這就有可能將其轉化成水泥。經過艱苦的研究和實踐進一步發(fā)現，經過一定的物理化學處理后，用高爐礦渣制成的礦渣超細粉具有極高的活性，可直接作為混凝土的摻和料，不僅能等量取代水泥，而且能顯著地改善和提高混凝土的綜合性能，提高混凝土的抗腐蝕能力、耐久性和后期強度。盡管如此，但由于礦渣研磨的成本、工藝、設備等原因，海內外對高爐礦渣的資源化利用基本都屬于低水平處理，遠遠達不到全面有效、節(jié)能減排的目的。因此，應用高新技術處理高爐礦渣勢在必行。

從上個世紀80年代開始，作為“教育部生態(tài)水泥工程研究中心”的西安建大粉體研究所，在中國工程院院士、西安建筑科技大學校長徐德龍教授帶領下，就高爐礦渣等工業(yè)廢棄物資源化開發(fā)進行了大量的研究和實踐，摸清了高爐礦渣中高價值金屬相與無機非金屬相的分離規(guī)律，找到了提高高爐礦渣中無機非金屬相活性的規(guī)律和途徑，掌握了高爐礦渣超細粉大比例替代水泥熟料制備高性能混凝土的配比和方法等，研究水平居國際領先水平。

近年來，西安建大粉體所先后共為全國數十家鋼鐵企業(yè)建成了各項技術指標居世界領先水平的礦渣水泥生產線，年處理礦渣1200萬噸?，F在，這種低成本、高質量的“綠色水泥”成了市場上的搶手貨，并被廣泛應用于京滬高鐵、杭州灣跨海大橋等國家重點工程當中。

添加廢玻璃的水泥更堅固耐用

據悉，美國密歇根州立大學的研究人員發(fā)現，將廢玻璃磨碎混合添加到水泥中制造出的混凝土會更堅固、耐用且防水，并可減少大量廢玻璃的填埋場、通常高溫下建造水泥所需的能源消耗和二氧化碳排放。相關兩篇論文發(fā)表在最新的《固體廢棄物的技術和管理》和《建筑建材》雜志上。

這種方法可用被粉碎磨細的玻璃將生產混凝土約20%的水泥替換掉。一直致力于研究玻璃拌合混凝土的該校土木及環(huán)境工程教授帕爾維茲說：“將磨碎的玻璃注入水泥混合物中的一個有利反應是，提高了水泥的基本化學性質，使得混凝土更加經久耐用，而且不像普通水泥那樣吸收水分快。”

相關測試點已設立3年，位于這所大學剩余存儲和回收中心、南布雷斯林學生活動中心和靠近校園東側的哈伯德大廳外側的人行道上。到目前為止，這種混凝土的測試結果顯示相當不錯。

該大學能源和環(huán)境工程師琳達.布瑪說：“看到大學實驗室所做的研究能夠應用于我們的校園，感到非常滿意。這種混凝土看起來與標準的混凝土并無太多不同，在顏色上有一點兒淺，但是在大多數情況下，很難分辨。”

帕爾維茲說：“通常水泥是在一個非常高的溫度下加工，添加磨碎的廢玻璃可顯著降低其對能源的使用量及二氧化碳的排放量。”