工業(yè)廢渣在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用

前言

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們物質(zhì)文化水平的提高，自然資源已經(jīng)遠遠不能滿足需要。同時，人類的生活環(huán)境面臨巨大的挑戰(zhàn)：溫室氣體的大量排放和臭氧層的損壞引起的氣候異常變化；天然資源的大量開采造成環(huán)境破壞和資源短缺；工業(yè)廢棄物的大量排放造成大氣、河流和陸地的污染，這一系列的問題已經(jīng)威脅到人類文明生活的可持續(xù)發(fā)展。　　節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，也是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的基本指導(dǎo)方針。各工業(yè)部門都應(yīng)遵循這個方針，解決可持續(xù)發(fā)展的問題。水泥和混凝土是各種建筑物的基本材料，是國家建設(shè)美好家園不可缺少的材料之一。水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也必須符合節(jié)能減排的基本方針?！　∷嗍怯墒炝稀⒒旌喜牧虾蜕倭渴嘟M成的。生產(chǎn)1t熟料需要開采約1t石灰石資源，消耗煤炭約0.14t，向大氣排出CO2約1t?；旌喜牧现饕褂玫氖歉鞣N工業(yè)廢渣，如礦渣、磷渣、鋼渣、粉煤灰、爐渣等。2008年我國水泥產(chǎn)量達13.5億噸以上，熟料用量約為8.9億噸，混合材料用量約4億噸。依此我們可以大體上算出，2008年水泥生產(chǎn)消耗了石灰石8.9億噸，消耗了煤炭1.25億噸，向天空排出了CO28.9億噸，給環(huán)境造成了巨大的負擔。但同時，水泥生產(chǎn)消納了4億噸工業(yè)廢渣，給環(huán)境又減輕了巨大壓力。由此可以表明，水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是，少用熟料，多用工業(yè)廢渣，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥。　　少用熟料，多用工業(yè)廢渣，能否生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)水泥呢？　　這個問題的答案是肯定的，但是也是有條件的。大量科學(xué)研究和水泥生產(chǎn)、使用實踐表明，采用30％左右的熟料和70％左右的混合材料與石膏，能夠穩(wěn)定生產(chǎn)高質(zhì)量水泥（即高性能水泥）。為此，水泥生產(chǎn)至少應(yīng)具備兩個條件：一是熟料和混合材料分別粉磨，使熟料粒度分布和混合材料粒度分布合理，實現(xiàn)水泥顆粒級配的優(yōu)化；二是混合材料的復(fù)摻，實現(xiàn)不同物理化學(xué)性質(zhì)的混合材料優(yōu)缺點互補。　　我國現(xiàn)行六大通用硅酸鹽水泥允許使用的混合材料是礦渣（或礦粉）、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料（如爐渣、煤矸石等）、石灰石、砂巖和窯灰。鋼渣硅酸鹽水泥允許使用的混合材料主要是鋼渣，磷渣硅酸鹽水泥允許使用的混合材料主要是磷渣。除現(xiàn)行水泥標準允許使用的工業(yè)廢渣外，我國冶金、化工等行業(yè)還排出許多廢渣，如鉻渣、鈦渣、鐵合金渣、鎳渣、鎂渣、赤泥等，這些廢渣能否用作水泥混合材料，使用這些廢渣對水泥性能有什么影響，如何限制某些有害因素等，本書作了詳細分析和論述。　　各種工業(yè)廢渣用作水泥混合材料是消納工業(yè)廢渣的最有效途徑，因此在節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的新形勢下，出版此書具有重大意義。

內(nèi)容概要

本書綜合文獻資料和試驗研究結(jié)果，對我國工業(yè)廢渣資源情況、水泥行業(yè)利用工業(yè)廢渣概況、混合材料的分類、混合材料對水泥性能作用機理進行了綜述；就已在水泥行業(yè)利用和可能在水泥行業(yè)利用的工業(yè)廢渣的概況以及這些廢渣對水泥性能的影響規(guī)律進行了分別介紹；綜述了建材行業(yè)利用工業(yè)廢渣的技術(shù)狀況和途徑；同時以附錄的形式介紹了我國工業(yè)廢渣綜合利用目錄、資源綜合利用企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄、部分工業(yè)廢渣利用技術(shù)專利以及水泥混合材料測定的相關(guān)問題及檢測方法。    本書可供從事水泥、混凝土生產(chǎn)、研究的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章　水泥混合材料利用是工業(yè)廢渲資源化的有效途徑　第一節(jié)　我國水泥行業(yè)利用工業(yè)廢渣的概況　第二節(jié)　混合材料在水泥生產(chǎn)中的作用　第三節(jié)　我國工業(yè)廢渣資源　第四節(jié)　工業(yè)廢渣在水泥行業(yè)利用中的瓶頸　參考文獻第二章　混合材料的分類  第一節(jié)　概述  第二節(jié)　具有潛在水硬性的混合材料  第三節(jié)　具有火山灰性的混合材料  第四節(jié)　具有水硬性的混合材料  第五節(jié)　非活性混合材料  第六節(jié)　其他混合材料  參考文獻第三章　混合材料對水泥性能影響的處理  第一節(jié)　概述  第二節(jié)　物理作用機理  第三節(jié)　化學(xué)作用機理  第四節(jié)　物理化學(xué)作用機理  第五節(jié)　表面物理和結(jié)構(gòu)物理作用機理  參考文獻第四章　其有潛在水硬性的廢渣  第一節(jié)　粒化高爐礦渣  第二節(jié)　鐵合金渣  第三節(jié)　鉛鋅渣  第四節(jié)　增鈣液態(tài)渣  第五節(jié)　化鐵爐渣  第六節(jié)　?；姞t磷渣  參考文獻第五章　具有火山灰活性的工業(yè)廢渣第六章　具有水硬的的工業(yè)廢渣——鋼渣第七章　其他工業(yè)廢渣第八章　低活性工業(yè)廢渣第九章　特殊工業(yè)廢渣——電解錳渣第十章　目混合材料的應(yīng)用技木附錄A　資源綜合利用目錄(2003年修訂)  附錄B　回資源綜合剝用企業(yè)所得稅優(yōu)蕙目錄(2008年版)附錄C　水泥混合材料相關(guān)技木標準目錄附錄D　相關(guān)水泥產(chǎn)品標準目錄附錄E　部分工業(yè)廢渣利用技術(shù)專利摘錄附錄F　水泥混合材料測定的相關(guān)問題及檢測方法

章節(jié)摘錄

　　水泥工業(yè)利用工業(yè)廢渣作混合材料，具有巨大的經(jīng)濟、環(huán)保、技術(shù)效益?！　」杷猁}水泥主要由硅酸鹽水泥熟料組成。而硅酸鹽水泥熟料的生產(chǎn)是一個高資源、能源消耗，同時又產(chǎn)生大量有害氣體的工藝過程?！　≡谒嗍炝仙a(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1t水泥熟料，約消耗標準煤120kg，約消耗石灰石1t，約消耗黏土0.3t；而同時排出二氧化碳1t、二氧化硫2kg、氮氧化合物4kg。按我國目前的水泥熟料產(chǎn)量8.9億t計，需要消耗標準煤1.07億t，約消耗石灰石8.9億t，約消耗黏土2.67億t，排出二氧化碳8.9億t、二氧化硫178萬t、氮氧化合物O.356萬t，對資源、能源和環(huán)境造成巨大壓力。二氧化碳過多，將使地球產(chǎn)生溫室效應(yīng)，二氧化硫、氮氧化合物是有害人體健康的氣體，也是酸雨形成的重要原因?！　∷嗌a(chǎn)過程就是通過高溫煅燒，使惰性的CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3變?yōu)榛钚晕镔|(zhì)，能夠進行水化，形成具有膠結(jié)能力的水化產(chǎn)物。而多數(shù)的工業(yè)廢渣經(jīng)過高溫處理，經(jīng)歷了脫水過程，其中的高嶺土脫水轉(zhuǎn)變?yōu)楦呋钚缘臒o定形偏高嶺土（如人工火山灰質(zhì)材料中的燒煤矸石、燒黏土、流化床煤灰等）；經(jīng)歷1200~C以上的高溫作用，在工業(yè)廢渣中形成了與水泥熟料礦物相似的鋁硅酸鹽相（如粉煤灰、大部分冶金渣），甚至有的出現(xiàn)了C2S礦相（如礦渣、赤泥、鎂渣等），而鋼渣中甚至有少量的C3S存在。工業(yè)廢渣的這些性質(zhì)，決定了其在水泥中利用的可能和巨大潛力。　　硅酸鹽水泥作為傳統(tǒng)材料存在了100多年還方興未艾，是由于硅酸鹽水化產(chǎn)物的穩(wěn)定性。但由于Ca（OH）2、鈣礬石等水化產(chǎn)物的存在，硅酸鹽水泥的抗侵蝕性能、干縮性能等都需要采取措施進行調(diào)節(jié)或改善。同時在商品混凝土發(fā)展的今天，由于對施工性能要求的提高，還需要對水泥施工性能進行調(diào)節(jié)。根據(jù)歷來的研究表明，在水泥性能調(diào)節(jié)措施中最經(jīng)濟、最有效的方法就是使用混合材來調(diào)節(jié)水泥的性能，如使用火山灰質(zhì)混合材可提高水泥的抗?jié)B性和抗淡水溶析性能，使用礦渣可提高水泥的耐熱性、抗凍性、與減水劑的適應(yīng)性等，利用材料的易磨性不同調(diào)節(jié)水泥的顆粒組成，改善水泥的工作性?！　「鶕?jù)現(xiàn)代的高性能混凝土的研究結(jié)果表明，細磨混合材料（礦物摻合料）是制備、生產(chǎn)高性能混凝土的最有效措施之一。　　……

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