目前,混凝土和水泥制品行業保持了持續快速增長。在此背景下,前幾年快速發展中積累的產品結構老化、同質化嚴重、產業集中度低、人力資源嚴重缺乏、生產設備自動化水平低、創新驅動乏力、行業無序競爭等諸多深層次問題越來越突出。在改造提升傳統產業以滿足資源綜合利用、節能減排、工業利用與廢棄物、綠色生產等產業政策導向的同時,可持續發展也面臨著創新技術、創新產品、創新標準的挑戰。
1,當前混凝土和水泥制品行業面臨的問題
1.1巨大的礦產資源消耗
以水泥、粘土磚為代表的建材每年都要消耗大量的礦產資源。按照2009年的產能,僅水泥和磚的生產每年就要消耗6543.8+0.98億噸石灰石和6543.8+0.33億噸粘土。據統計,我國石灰石可采儲量為520億噸,以現有產能只能再用25年。大量粘土的消耗每年破壞我國65438+萬畝土地,加劇了人均土地資源短缺的矛盾。
1.2巨大的能耗
據統計,我國建築能耗約占全國總能耗的30%,而建築材料生產加工環節的能耗占全國總能耗的16.7%,與建築相關的能耗接近全國總能耗的壹半。建築能耗巨大,加劇了能源短缺。
1.3排放大量溫室氣體
建築材料的生產和建築供暖產生大量的溫室氣體排放。僅在水泥生產中,每生產壹噸水泥熟料,原料分解釋放約0.53噸CO2,燃料燃燒釋放約0.37噸CO2,每噸熟料排放CO2約0.9噸。2007年全球CO2排放量達到276億噸,中國CO2排放量達到67.2億噸,超過美國成為全球第壹CO2排放國,約占全球總量的1/4。僅中國水泥生產就排放超過6543.8+0億噸CO2,約占全國總排放量的6543.8+0/6。溫室氣體的排放導致了大氣中CO2濃度的增加和全球變暖。
2.關於提高可持續發展能力的思考。
混凝土可持續發展的六大關鍵因素是混凝土材料的低碳化、混凝土材料資源的全循環、更高的性能和更多的功能、內在美的創新和表達、自動化和機械化施工水平的提高以及混凝土的表面保護。為了實現可持續發展的長遠目標,各國政府和國際組織都采取了相應的措施。中國水泥生產可以在以下幾個方面采取措施。
2.1大力推廣新型幹法水泥生產及余熱綜合利用技術。
新型幹法水泥生產和余熱綜合利用對於降低單位水泥生產能耗和減少溫室氣體排放具有重要的現實意義。統計數據顯示,截至2010年底,已有超過1300條新型幹法水泥生產線采用國產技術和設備建成,新型幹法水泥占比達到80%。水泥生產線余熱回收利用技術也發展迅速。全國新型幹法水泥生產線700多條,其中余熱發電機組561臺,總裝機容量4,786 MW,年發電量368億千瓦時,折合標準煤900多萬噸。
2.2推廣水泥低溫燒結技術
通過添加新型復合礦化劑,可以降低水泥燒結過程中的固相反應溫度,進而降低水泥燒結過程中的能耗。研究表明,添加礦化劑可降低水泥燒結溫度100℃-300℃,能耗降低30%以上。
2.3降低水泥粉磨過程中的能耗
粉磨工序是壹個高能耗的生產環節。開發新型助磨劑,在粉磨過程中節能降耗,提高生產效率。開展水泥粉磨設備和粉磨技術的深入研究,實現生產過程的精細化管理。其中,無球研磨技術是壹個很有前景的發展方向,應加強該領域設備和技術的研究。
2.4減少工業廢渣本身的汙染
首先,粉煤灰、礦渣、鋼渣、煤矸石等大量工業廢渣占地約45萬畝。問題很嚴重。僅煤矸石就累計超過35億噸。
其次,粉煤灰等工業廢渣造成的粉塵汙染讓人深受其害。大量工業廢渣長期露天堆放,長期日曬雨淋造成了嚴重的環境汙染問題。可溶性有害物質已經流入河流和湖泊,汙染水域。這種汙染持續時間長,危害大,要加大整治力度。
2.5減少水泥行業的汙染
大多數工業廢渣含有氧化鈣、二氧化矽、氧化鋁等成分。用它們做原料生產水泥,可以節約大量的石灰石和粘土資源。同時,利用粉煤灰和磨細礦渣作為水泥混合材和混凝土混合材,可以節約水泥,減少水泥熟料的產生,減少CO2和SO2對大氣的汙染。由於矽酸鹽水泥的原料和礦物組成相對固定,僅通過改變燒成制度並不能有效降低水泥生產的熱耗和氣體排放。因此,減少水泥生產排放的CO2和SO2的有效措施是利用工業廢渣。
2.6提高水泥混凝土的耐久性
延長水泥混凝土工程的壽命是最大的節約。高性能混凝土具有工作性好、早強、耐久性優良的特點,其中高性能水泥混凝土強調耐久性。將工業廢渣作為摻合料或外加劑摻入水泥和混凝土中,可以提高其耐久性,這是由工業廢渣本身的物理性質決定的。當工業廢渣摻入水泥混凝土中時,水泥熟料水化釋放的Ca(OH)2可與工業廢渣中的某些活性組分反應,形成所謂的二次火山灰固溶體。二次火山灰反應壹方面消耗水泥熟料水化釋放的Ca(OH)2,降低其對耐久性的不利影響;另壹方面,也是最重要的,二次火山灰反應是壹個漫長的過程,其反應程度隨時間加深。二次火山灰反應的水化產物長時間持續填充水泥混凝土早期殘留的孔隙,使水泥混凝土的結構更加致密,從而從根本上提高混凝土的強度和耐腐蝕性能。
3.結論
在中國發展的現階段,中國應重視發展高新技術,發展制造業、基礎農業、基礎工業以及能源、資源和水的合理利用。在節約資源、能源和固體廢物再利用方面,建築業有著巨大的潛力。傳統工業水泥和混凝土也必須充分利用高新技術的新成果,不斷創新,增強可持續發展能力。
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