寸模型试验中， 用

45％

粉煤灰、

10％

矿 渣 和

45％

硅 酸 盐 水 泥 配 制 的 混 凝

土 ，胶 凝 材 料 总 用 量

400kg ／ m

3

，

各 组

试件

28d

强度均在

54MPa

以上。如果

把 上 述 这 三 种 胶 凝 材 料 当 作 水 泥 看
待， 那么其混合材含量分别为

55％

、

50％

和

55％

，

这 说 明 ，从 混 凝 土 生 产

角度来看，水泥可掺大量混合材。

在

GB 175－2007

通 用 硅 酸 盐 水

泥

［

3

］

标准中，普通硅酸盐水泥的混合

材最高含量可达

20％

，

比旧标准中的

允许最大含量

15％

高出

5％

，

而我国

的水泥产量中，普通硅酸盐水泥的产
量和市场份额都最大，新标准实施对
水 泥 行 业 的 节 能 减 排 无 疑 是 一 个 巨
大贡献。 矿渣硅酸盐水泥的混合材含
量

＞20％

而

≤70％

，

火山灰质硅酸盐水

泥 和 粉 煤 灰 硅 酸 盐 水 泥 的 混 合 材 含
量

＞20％

而

≤40％

，

而复合硅酸盐水泥

的混合材含量

＞20％

而

≤50％

，

若熟料

强度较高，则混合材掺量可比目前的
高。 在这里，笔者要特别推荐复合硅
酸盐水泥，不但混合材含量可比火山
灰 质 硅 酸 盐 水 泥 和 粉 煤 灰 硅 酸 盐 水
泥高出

10％

，

而且可掺两种或两种以

上 的 混 合 材 ， 可 以 根 据 混 合 材 的 性
质，选择性能互补的混合材。 例如借
鉴清华大学上例配制混凝土的经验，
生 产 既 掺 大 量 粉 煤 灰 又 掺 一 定 量 矿
渣的复合硅酸盐水泥，具有连续渐进
活性效应和平缓的水化放热，使水泥
组分在一开始就发挥活性，而矿渣组
分在

7d

左右发挥作用， 早期活性较

低 的 粉 煤 灰 组 分 在

14d

开 始 发 挥 作

用， 这样的复合水泥在养护期间，早
期 （

1 ～7d

）、

中 间 （

7 －28d

）、

后 期 （

14 ～

28d

）

均有胶凝材料对强度有贡献，避

免 粉 煤 灰 早 期 强 度 太 低 而 且 水 化 放
热不集中的缺点。 这里笔者还要推荐
掺 一 些 改 善 水 泥 颗 粒 级 配 或 改 善 某
些性能的非活性混合材。 在欧洲水泥
标准

EN 197－1

：

2000＜

水泥—第一部

分：通用水泥的组成、规格、要求和合
格评定准则

＞

［

4

］

中规定：

27

种通用水

泥的组成中， 次 要 附 加 组 分 占

0％～

5％

。

对次要附加组分要求能改善水

泥 颗 粒 级 配 或 改 善 水 泥 的 物 理 性 能

（

如工作性或保水性）。 它们可以是惰

性的或具有微弱水硬性、潜在水硬性
或火山灰性。 我国

P．

Ⅱ

型硅酸盐水泥

允许掺入不超过水泥质量

5％

的石灰

石，普通硅酸盐水泥允许用不超过水
泥质量

8％

的非活性混合材或不超过

水 泥 质 量

5％

的 窑 灰 代 替 活 性 混 合

材，矿渣硅酸盐水泥允许用不超过水
泥质量

8％

的非活性混合材或窑灰代

替活性混合材，以及复合硅酸盐水泥
允许用不超过水泥质量

8％

的窑灰代

替活性混合材，这些规定与欧洲标准
的次要附加组分规定很相似。 加入窑
灰 或 不 符 合 活 性 标 准 的 火 山 灰 可 改
善水泥的泌水性， 提高其保水性；而
掺 入 石 灰 石 或 砂 岩 则 可 改 善 水 泥 的
工 作 性 ，提 高 流 动 性 ，提 高 混 凝 土 的
流动性和可泵性。 复合硅酸盐水泥不
但可掺石灰石混合材，而且烧失量不
像 硅 酸 盐 水 泥 和 普 通 硅 酸 盐 水 泥 那
样受到严格的限制，这意味着石灰石
掺量可超过

5％

。

笔者认为，多掺混合

材，多生产掺混合材的水泥特别是复
合 硅 酸 盐 水 泥 是 工 艺 简 单 而 行 之 有
效的节能减排途径。

2．3

废气余热中低温余热发电

“

十一·五”国民经济发展规划提

出 了 单 位 国 内 生 产 总 值 能 源 消 耗 降
低

20％

、

工业固体废弃物综合利用率

提高到

60％

这两项约束性指标。 利用

水泥窑余热纯中低温余热发电技术，
把 熟 料 生 产 过 程 中 排 放 来 的 余 热 进
行回收， 转化为电能再用于生产，是
水泥工业能耗降低

20％

的重要举措。

利 用 水 泥 窑 余 热 纯 中 低 温 余 热

发电技术已在多家水泥厂实践，现在
的 技 术 经 济 指 标 均 能 达 到

35kWh ／ t

熟 料 以 上

［

1

］

，

相 当 于 节 约 标 准 煤

13．6kg ／ t

熟料。 到

2007

年年底，国内

投 产 的 新 型 干 法 水 泥 生 产 线 已 经 达
到

780

条左右，国内新型干法生产的

水 泥 比 例 已 经 达 到

55％

，

据 此 计 算

2007

年 全 国 新 型 干 法 水 泥 约 为

7．5

亿吨， 按熟料占水泥总质量

82％

计，

新型干法窑熟料约为

6．1

亿吨， 按仍

有

50％

可建余热发电计，建成后每年

可发电

107

亿

kWh

，

按

380g

标准煤

／

kWh

计 ， 一 年 可 节 约 标 准 煤

407

万

吨，相当于节约

518～570t

原煤（按低

热 值 （

5000～5500

）

×4．18kJ ／ kg

计 ），减

少

CO

2

排放

977t

，

减少

NO

x

排放

3t

。

2．4

大量利用替代燃料和替代原料

国 外 特 别 是 德 国 水 泥 工 业 利 用

替代燃料己取得明显效果，所用的替
代 燃 料 主 要 是 废 轮 胎 、废 塑 料 、废 纸
张和动物肉和骨头粉等。据报导

［

5

］

，

德

国

Teutonia

水 泥 公 司 目 前 利 用 替 代

燃料约占总热耗的

60％

。

考虑到国内对废轮胎、 废塑料、

废 纸 张 由 其 他 行 业 回 收 和 利 用 更 有
价值，因此水泥行业目前还无法应用
这些再生能源。 但有些水泥厂己开始
利用废皮革、生活垃圾等煅烧水泥熟
料，可节省一些能源。 广东某水泥厂
废 皮 革 代 煤 量 己 达

7．8％

，

1t

废 皮 革

可替代

0．77t

煤。 利用替代原料也可

节能降耗。 某水泥厂

［

6

］

4．2m×66m

预

分解窑，用煤矸石代替部分粘土质原
料，煤矸石配料用量为

6％

，

通过煤矸

石 预 均 化 ， 采 用 适 当 减 煤 （节 约 用
煤）、 适当缩短火焰、 提高窑速等措
施 ， 产 量 提 高

4．6t ／ h

，

3d

强 度 提 高

4．4MPa

，

28d

强度提高

3．6MPa

，

既节

约 烧 成 用 煤 ，又 消 纳 了 煤 矸 石 ，一 举
两得。 据介绍，目前国内在预分解生
产线的设计中，在有条件的地方己应
用煤矸石，一般用量在

5％～6％

，

最高

用量达

8％

，

但尚未看到煤矸石最高

用 量

8％

的 厂 家 节 能 数 据 的 公 开 报

导。

利用含

CaO

的 工 业 废 渣 代 替 石

灰石也可以节能，许多含

CaO

的工业

废 渣 如 碳 化 炉 渣 、矿 渣 、钢 渣 等 都 是
经过高温煅烧后形成的，其

CaO

已以

（

或以 潜 在 的 ）硅 酸 盐 、铝 酸 盐 、铁 酸

盐形式存在，无需经历石灰石配料时
煅烧中的

CaCO

3

分解，可省掉一部分

CaCO

3

分解热。

CaCO

3

在

890℃

分解热

22

CEMENT TECHNOLOGY 2 ／ 2010

综 述