绿色环保水泥
——土木工程材料小论文
绿色环保水泥
摘要： 随着现在社会经济的高速发展，人们对自然地破坏也变得越发严重，为提高人类自身生存环境和条件，我们必须更环保，更低能耗、低污染地进行发展。本文简单介绍了环保水泥概念和绿色环保水泥的内容、实现水泥工业的生态生产的方法以及水泥生产过程中污染源的治理和如何进行环境保护。
关键词：
绿色水泥
环境保护
废渣利用
绿色环保材料的概念：
绿色环保材料是指在原料采取、产品制造、使用及废弃物处理等各种环境中地球环境负荷为最小并有利于人体健康的功能材料。生态建材的基本特征是：制造原料尽可能少用天然资源，以提高生活质量为宗旨，多采用具有特殊功能，产品可再生利用，无污染环境的废弃物。
显而易见，绿色环保水泥就是尽可能采用绿色环保材料，并在生产过程中做到低污染低能耗的水泥。众所周知传统水泥工业既消耗大量的天然资源和能源， 同时又对自然环境产生严重的污染。但是，这些问题的产生并不在水泥产品的本身，而主要在于落后的生产工艺技术。
水泥生产的污染物主要有有粉尘、烟尘、二氧化硫、二氧化碳。粉尘是在粉碎（石料破碎）、球磨、生料磨、熟料磨、煤磨（煤磨成粉）、包装产生的，中间不涉及化学反应。将石粉、煤粉、铁粉、粘土等混合在一起，成为水泥生料。烟尘是生料在水泥窑中煅烧成熟料时产生，同时产生的还有二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳等废气，反应的方程式如下：
CaCO3===CaO+CO2↑
CaO+SiO2===CaSiO3 S+O2===SO2
C+O2===CO2
新型干法水泥生产： 80年代以来，国际水泥工业以悬浮预热和预分解技术为核心，把现代科学技术和工业生产的最新成果广泛地应用于水泥生产全过程，从而彻底改变了传统水泥工业的落后面貌，形成了一套具有现代高科技特征和符合优质、高效、节能、环保以及大型化、自动化的现代水泥生产方法，即“新型干法水泥生产”方法。新型干法水泥的生产工艺过程包括原燃料进厂、破碎、制备生料、锻造熟料、制成水泥的发运等。其生产技术的内容包括原料矿山计算机控制开采和预均化、生料均化、低阻高效分解炉和预热器、新型节能粉磨、隔热及高耐磨耐热材料、网络化信息技术与计算机、新型冷却机等；高新技术的应用可以实现水泥生产过程的节能、高效和自动化控制，符合可持续发展战略的要求。其主要技术包括：节能粉磨粉碎技术与装备、预分解窑节能煅烧工艺和技术装备、原料均化技术、自动控制技术。
节能、利废、资源的二次综合利用：
随着新型干法生产技术已日臻成熟。水泥工业已更加重视提高质量、节能、环保以及废渣资源的二次综合利用的开发和应用。对于水泥煅烧工艺产生高温废气中二氧化硫、氧化碳、NO 气体的含量以及微量重金属的排放量，发达国家也采取了严格的限制措施，窑系统向着控制NO、二氧化硫、二氧化碳以及微量重金属排放量的方向发展，出现了以低氮为主设计的分解炉、燃烧器。由此可见，当今世界水泥工业在环保工作方面，已开始从被动治理转向主动治理，从单项指标控制转到综合指标和总量控制阶段。
节能、利废、资源的二次综合利用技术的发展。由于水泥生产过程中，使用大量的石灰石作为原料，并需要很高的煅烧温度。存在一个固有的问题就是向大气排放较多的氧化碳和NO。氧化碳的排放与燃料、石灰石消耗、燃烧温度有关，减少氧化碳的排放量可采用降低燃料和石灰石消耗的措施。NOx排放量的降低则需要降低燃烧温度，燃料消耗的降低需要石灰石单位消耗量以及煅烧温度的下降。因此，要减少氧化碳、NOx的排放量，必须降低水泥的煅烧温度以及燃料和石灰石消耗量，以利于开发有利于环境的水泥。
应用工业废渣和废料。应用工业废渣和废料可以从以下5点着手。 （1）水泥在循环利用其他工业废渣和可燃废料等也有相当的优势。众所周知，水泥工业素有循环利用其它工业废渣的美名，主要是将它们用作混合材或原料，视各种废渣的种类和成分而异。据粗略统计，全国冶金、煤炭、电力、矿业和化工等部门1995年产生废渣6亿t，水泥工业用作混合材的约有9000万t，用作原料和其他的近2000多万t，这对于治理工业废渣，保护环境来说，是一项不小的贡献。已有许多成熟的研究成果和生产经验应用各种金属尾矿(如“铅锌尾矿、铜尾矿、铝矾土尾矿等)代替部门分生产水泥的原材料，既节约资源、减少污染，同时尾矿中的微量原素利用熟料的烧成并进一步降低熟料热耗，提高熟料质量和产量。
(2)采用工业废渣配料(如水淬矿渣、磷矿渣、氮肥厂造气炉渣、铜矿渣等)取代部分石灰石和粘土，这些废渣在水泥熟料烧成过程中有类似于熟料晶种的作用，生产过程中，熟料热耗降低、产量增加、质量提高。
(3)在生料中掺加煤砰石代替粘土，既解决了煤矿的污染，又降低了烧成用煤。
(4)采用“超细粉磨”技术与装备，将同硅酸盐水泥成分近似的高炉矿渣、电厂粉煤灰、煤研石等激活改性成为“功能调节性材料”。这样，不仅彻底改变了原来仅将这些废渣、废料作为代替和减少熟料的单纯混合材性质，亦可进一步增加废渣用量。
(5)应用各种活性激发剂，激发各种工业废渣的潜在水化活性，生产高混合材掺量水泥或少熟料水泥。关于可燃废料，根据社会经济的发展与科技进步和动向来分析，21世纪水泥工业将在循环利用可燃废料，为保护环境，维持生态平衡等方面做出新贡献。这就是利用废旧轮胎、城市垃圾和危险性废料替代部分天然燃料在水泥中烧制熟料。大家知道，随着这些废料数量的不断增加，其对环境的污染下日益加剧。过去对这些废料所采用的堆放、填埋和焚烧三种治理方法远不能适应现实的需要，必须寻求新的解决途径。从1980年前后开始，迄今世界各种已有近百家水泥厂参与了对这些可燃废料的循环利用工作，实践表明，利用这些可燃废料，回收二次能源，烧制水泥熟料的方法，比之专设焚烧炉治理废料，回收能源的方法，在基建投资、操作费用和能源回收率等方面都经济得多。尤其在保护环境、净化废气废水和消除残渣方面更为优越。
环境保护
（1） 研究开发新型生态型品种。
水泥组成的生态化设计可分为3部分内容：一是以降低水泥生料碳酸钙含量以降低熟料烧成热耗的低钙熟料设计；二是在传统硅酸盐水泥熟料基础上，改善熟料性能或水化性以提高熟料使用效率或混合材使用效果的研究；三是利用城市垃圾等有害废料制造出区别于传统水泥成分范围的水泥。
新型生态水泥品种有新型贝利特水泥、无熟料或少熟料水泥和阿利特一氮铝酸钙型生态水泥等。
（2）加强环境保护，实现清洁生产。
水泥工业对环境的污染最直观的是：粉尘和噪音。但技术的进步，新型先进的电除尘和布袋收尘设备已能实现收尘效率在99.9%以上。技术先进的水泥厂的粉尘排放能控制在30-50mg/Bm以内；水泥粉磨中应用超声波技术，采用遮幕技术进行车间设计，使水泥厂的噪声污染降至最小。已经出现了一批花园式水泥厂。水泥生产过程中排放出大量的对环境有害的气体，生产1吨水泥熟料排放一氧化碳就达1吨左右，另外还排放0.74吨二氧化硫，11.51千克一氧化氮,，对这些有害气体的处理，也相继开发出烟气脱硫、脱氮装置，窑灰脱碱及一氧化碳回收技术等。
（3）大力推广散装水泥。
发展散装水泥是经济增长方式由粗放型向集约型转变的必然要求，也是水泥工业发展的必然趋势之一。据统计，每推广使用1万t散装水泥，可节约包装用纸60 t，折合优质木材330 m3节约用电7.2万kW·h、煤炭78 t、烧碱0．4 t。由此可见，发展散装水泥，可以有效保护森林资源，节约大量水、电、煤等能源，缓解能源紧缺带来的巨大压力，具有十分显著的经济效益。同时也有利于保证建设工程质量。袋装水泥随着储存时间的延长，其强度也将明显下降。据测算，袋装水泥存放3个月后强度将下降l5％～20％，存放6个月后强度将下降20％-30％。相反，散装水泥由于生产工艺先进，长期储存在密封容器内不会降低强度，可以有效保障水泥质量。
结束语
现代社会建筑行业的高速发展的确需要我们走环境友好型的发展路线。 水泥作为现代建筑中最重要的材料之一，它的生产和利用是否生态环保直接影响到建筑行业的环保程度。而作为一名土木工程的大学生，仅仅有想要环保的心还不够，我们应该努力学习与土木工程相关的建筑材料方面的知识，在知识积累量足够后进行大胆创新，用自己的学识与能力为土木建筑工程的原料和施工方面的环保做出自己应有的贡献。
参考文献
1、《土木工程材料》
朋改非
2、《开发绿色环保水泥的途径》
朱晓丽，陈瑞军
3、《利用废渣和二次能源发展环保水泥》
梁三定 孙嘉茹
4、《生态环保水泥》
龚腾芳 王
山
5、《新型干法水泥生产技术的现状及其发展前景浅析》
周毅
2007年8月 2007年4月 2009年5月 2002年3月 2011年4月
