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中国掌握"低碳水泥"技术 或能实现碳减排50%
以南京工业大学沈晓冬教授为首席科学家的“水泥低能耗制备与高效应用的基础研究”973项目组,已经基本掌握了“低碳水泥”生产技术,可实现水泥碳排放量减少50%以上。中国是世界水泥生产第一大国,年产量占全球的50%以上。
“低碳水泥”可实现碳排放减少50%以上
为减低水泥的碳排放量,世界各国的专家都在积极研究相关技术。
“水泥工业碳排放包括直接排放和间接排放两部分。直接排放来自于化石燃料燃烧和石灰石分解,间接排放来自于电能消耗。”沈晓冬认为,讨论水泥工业碳排放必须涉及水泥寿命周期。
国际能源局(IEA)的一项研究鉴别了一些消减水泥工业碳排放量的指标,并提出了系列可选措施。“南工大研究的低碳水泥技术,是通过改造水泥的生产工艺,从而降低水泥在生产和使用中的碳排放量。低碳水泥技术可以实现水泥碳排放量减少50%以上,这将为其他产业腾出足够的碳排放空间。”沈晓冬表示。
据介绍,南京工业大学材料科学与工程学院已经完全掌握了“低碳水泥”生产技术,该技术为世界领先技术。该学院已与部分水泥企业建立了“低碳水泥”技术应用合作工程,产出的低碳水泥,质量高、寿命长。
建议成立产业联盟全面推广低碳水泥技术
不过,据行业相关专家介绍,低碳水泥技术还没有实现大面积的生产使用。
“我们建议成立‘低碳水泥产业联盟’, 将水泥专业的科研部门、水泥技术的开发部门、水泥装备的制造部门、水泥生产部门、环保部门等全部纳入联盟内,这样自上可以制定相关政策,进行产业结构调整;中间,有科研院所提供“低碳水泥”技术应用的各项科研成果;从下,有行业协会和企业共同推进“低碳水泥”的生产和使用。”沈晓冬说。
近日,在南京工业大学召开的“第十二届全国青年材料科学技术研讨会”上,南京工业大学透露,该校正在研制“低碳水泥”, 并取得突破性进展,使水泥在生产和应用过程中的二氧化碳综合排放量有望减少50%甚至50%以上,而这一消息的披露也再一次预示着预拌混凝土的绿色、环保之路将会延伸的更远,开辟的更宽,同时也昭示着我国的“低碳混凝土”的发展之路指日可待。
而在此之前,爱尔兰17个主要混凝土制造商就曾联合推出过一款“超低碳混凝土”,它能够减少新建筑碳排放量的25%。而这款产品就是用一种“绿色水泥”制造的。因为通过使用低碳混凝土,建筑业每年将能够少排放超过200万吨的二氧化碳,而这也相当于一年减少了50多万辆汽车在道路上跑。
由此可见,不论是“低碳水泥”还是“绿色水泥”,其根本目的就是降低“碳排放”,保护环境,而在耗能较大的建筑行业中,“低碳混凝土”所表现出来的优势也为“低碳水泥”的发展增添的前进的动力。
据南工大材料科学与工程学院副院长沈晓冬教授介绍,在碳排放中,水泥加上钢铁的碳排放量要占到总数的30%以上,而其中水泥的碳排放占到大头。因此在提高水泥性能方面,我国一直都在利用外加剂增加水泥对混凝土的寿命和耐腐蚀性,不过对于庞大的中国建筑工程量来说,这种“减碳”措施所取得的效果还远远不够,因而“低碳水泥”的超高减排能力为低碳水泥制品的发展有增添一臂之力,尤其是将来预拌混凝土的环保之路,“低碳水泥”的研发让其发展路途更宽广。
低碳水泥,质量高、寿命长。但是低碳水泥技术目前还没有实现大面积的生产使用。
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自2009年哥本哈根联合国气候变化会议召开以来,“低碳经济”一词更是被提上日程,“低碳”的环保意义是人尽皆知,然而作为工程建设中不可或缺的建筑材料——预拌混凝土,“低碳水泥”的出现将对其未来的发展之路可谓是“一片春天”,因为将来“低碳水泥”所生产出的“低碳混凝土”给企业以及社会所带来的效益将是无法估计的。
众所周知,所谓“低碳”最通俗的解释就是减少二氧化碳的排放量,而在世界上除了煤电和钢铁行业之外,生产、使用过程中二氧化碳排放量最大的就属水泥行业。又据资料显示,我国不但是世界水泥生产大国,水泥生产量就达到了14亿吨,而且还是世界工程开工量最多的国家,且两者皆居世界首位。
虽然为发展中国家,在经济、社会还处在不断发展阶段时期,高耗能、高排放也是在所难免,然而百年间,西方国家对环境的肆意破坏和严重污染已经造成地球上再也没有多余的“资本”供后来的人随意挥霍、任意践踏了,所以在保障经济平稳发展的同时确保环境的均衡也成为不可推卸的责任,而这就需要更多“低耗能”的高科技、高技术的建筑材料来满足人们的日常需要,因此在许多具有特殊功效的特种混凝土以及具有保温、耐热的墙体材料逐渐开始广泛使用时,“低碳水泥”也在人们的构想中逐渐转化成现实。
但是,从整个行业来看,低碳水泥技术仍没有实现大规模的生产应用。专家建议,我国应成立低碳水泥产业联盟,将水泥专业的科研部门、水泥技术的开发部门、环保部门等全部纳入联盟内,形成低碳水泥工业体系,从而带动世界水泥工业发展。
低碳水泥摘要
摘要 : 低碳经济是以低排放、低消耗、低污染为特征的经济发展模式,是从传统的高排放、 高能耗、资源依赖型( “两高一资 ”)的发展模式转向可持续发展的必由之路。发展低碳经济 就是要在科学发展观的指导下, 通过技术创新、 产业升级、 新能源开发及政策保障体系的完 善等多种方法和手段,努力减少天然化石燃料消耗,大幅度提高社会生产活动的能效水平, 显著降低生产产品单位温室气体排放强度, 实现经济社会发展与生态环境保护全面进步, 提 高应对气候变化的能力。 水泥是经济建设的重要材料, 水泥工业 也是国民经济的重要的基础产业。水泥工业的 快速发展有力支撑了国家社会经济的建设。 然而,作为传统的工业部门, 水泥工业有着显著 的“两高一资 ”生产工艺特性。 水泥工业传统的发展和生产模式, 使得资源、 能源都难以为续, 对生态环境也造成了极为不利的影响。 低碳经济是水泥工业发展的必由之路; 推动水泥工业
“低碳水泥”实现碳减排50%
中国是世界水泥生产第一大国,年产量占全球的50%以上,是排名第二的国家——印度的13.8倍。而水泥行业一直未能解决耗能高、污染重、二氧化碳排放多等难题,其碳排放量几乎占到了全国总量的1/5。专
武汉理工大学近日透露,该校材料科学与工程学院林宗寿教授的一项技术可大大降低水泥生产碳排放。据介绍,传统的水泥生产工艺能耗大,且排放大量二氧化碳,而林宗寿教授的低碳水泥生产技术可大大减少碳排放,且降低水泥生产成本,并不影响水泥性能。目前,这一技术已在湖南、云南、江西、山西等省份的7家水泥厂推广使用。
林宗寿教授向记者介绍,低碳水泥技术是在水泥熟料粉磨时,利用经过工艺技术处理过的工业废渣(如钢渣、炉渣、粉煤灰等)替代熟料,降低水泥的熟料掺量,从而降低水泥生产过程中的能耗和碳排放。因为水泥生产过程中,高能耗和碳排放主要是在烧制熟料的过程中产生的,所以降低了水泥熟料的掺量,也就相应的降低了其能耗和碳排放。
低碳水泥并不是单一的水泥品种,林教授从85年开始研究,经过30多年的试验研发,已成功研制出了一系列低碳水泥:高性能少熟料水泥、钢渣基免煅烧低碳水泥、磷石膏基钢渣水泥、石灰石基免煅烧低碳水泥、废弃混凝土基再生水泥、脱硫石膏基钢渣矿渣水泥等。其中的磷石膏水泥甚至不用掺加熟料,可以直接利用处理过的矿渣粉磨生产,一旦推广应用,将彻底打破传统水泥工艺的“两磨一烧”, 只需“一磨”就可以生产出低碳环保的水泥。由于不掺熟料的水泥是全新品种,国家尚未出台有关标准,林教授主持了其标准编制工作,已被列入国家“863”计划。
与传统水泥相比,低碳水泥主要有以下特点和优势:
1.碳排放量减少50%以上
据了解,一般的水泥生产技术中,P.C32.5等级的水泥熟料掺量为50%以上,P.O42.5等级的水泥熟料掺量为80%以上,而P.O52.5等级的水泥孰料掺量更是高达95%。但运用低碳水泥技术后,熟料掺量15%,可达到P.C32.5水泥等级;熟料掺量25%,可达到P.O42.5水泥等级;熟料掺量35%,就可达到P.O52.5水泥等级。由此可以看出,生产同等级的水泥时,低碳水泥熟料掺量大大减少,减少量达50%以上。因水泥熟料产量和二氧化碳排放量基本为1︰1,这就意味着降低了50%以上的二氧化碳排放量,节能减排效果非常显着。
2.大幅降低生产成本
林宗寿教授指出,运用低碳水泥技术生产的水泥性能和传统水泥基本相同,符合国家规定的各项技术标准,运用广泛。由于水泥熟料生产成本高,工业废渣成本很低,低碳水泥利用工业废渣取代熟料,在节能减排的同时大大降低了水泥生产成本:P.C32.5级的水泥成本下降40~60元/吨, P.O 42.5级的水泥成本下降80~150元/吨。目前水泥行业产能过剩严重,很多地区竞争非常激烈,价格战愈演愈烈,低碳水泥成本的大幅降低,大大增强了水泥企业的竞争力。
3.生产线改造方便
林教授介绍:在运用低碳水泥技术时,不需要专门新建配套的水泥厂,可以在传统水泥生产线上直接进行改造,主要改造水泥粉磨设备,熟料生产线不变,改造费用只需几十万。目前,这一技术已在湖南、云南、江西、山西等省份的7家水泥厂推广使用,其中两家是新建水泥生产线,其余五家都是经过改造后直接投入生产,均取得了不错的效果。
目前,水泥行业产能严重过剩,发展前景不很明朗。针对水泥行业的发展形势,中国建筑材料工业规划研究院刘长发院长曾指出,只有深耕细作:深耕技术,细作产品和市场才能走出目前水泥行业的发展困境。林宗寿教授的低碳水泥正是他对水泥工艺技术深耕细作30余年的成果,对水泥行业的转型升级和改革发展起到了有力的推动作用。
第一章 水泥熟料化学
1.1水泥生产工艺
1.2 低碳水泥熟料
1.3 外来组分对水泥熟料的影响
1.4 水泥熟料测试新方法
1.5 其它
1.6 研究展望与分析
参考文献
第二章 硅酸盐水泥水化
2.1 硅酸盐水泥的水化机理
2.2 硅酸盐水泥水化动力学与热力学
2.3 C-S-H的组成及结构
2.4 水化过程模拟
2.5 其他
2.6 研究展望与分析
参考文献
第三章 辅助胶凝材料
3.1 引言
3.2 辅助胶凝材料的组成、结构特性及其活性
3.3 辅助胶凝材料对水泥水化的影响
3.4 辅助胶凝材料对水泥基材料性能的影响
3.5 其他
3.6 研究展望与分析
参考文献
第四章 混凝土外加剂
4.1 概述
4.2 流变性能调节外加剂
4.3 凝结调节外加剂
4.4 强度发展促进外加剂
4.5 耐久性提升化学外加剂
4.6 聚合物乳液
4.7 无机纳米材料
4.8 其它外加剂
4.9 研究展望与分析
参考文献
第五章 混凝土耐久性
5.1 混凝土耐久性能的研究
5.2 混凝土服役寿命预测及性能测试
5.3 研究展望与分析
参考文献
第六章 替代胶凝材料
6.1 碱激发胶凝材料
6.2 新型低碳水泥
参考文献
第七章 测试方法和标准
7.1 亚洲地区水泥品质标准和碳排放的计算
7.2 水泥净浆凝结时间、自由变形和化学收缩测量的局限和展望
7.3 矿渣水泥烧失量的校正方法
7.4 水分在多孔骨料和水泥介质中的传输性研究
7.5 水泥中水溶性铬(VI)含量的参照材料的制备方法
7.6 硬化水泥净浆的显微硬度的测试
7.7 水泥标准的现状和发展趋势
参考文献 2100433B