中國粉體網(wǎng)訊 2023年水泥行業(yè)總體呈現(xiàn)“需求持續(xù)萎縮,、價格深度下跌,、效益嚴重下滑”的運行特征,。目前水泥行業(yè)正致力于推動低碳化和超低排放,，通過研發(fā)新型低碳材料,、利用工業(yè)固廢資源，降低熟料消耗量和污染物排放,，以實現(xiàn)產(chǎn)品結構優(yōu)化及綠色可持續(xù)發(fā)展,。
1、國家認可：粉體工業(yè)是水泥行業(yè)轉型重要的突破口之一
2022年由國家四部門聯(lián)合發(fā)布的《水泥行業(yè)節(jié)能改造升級實施指南》和《建材行業(yè)碳達峰實施方案》,，2023年11月15日生態(tài)環(huán)境部常務會議審議并原則通過《關于推進實施水泥行業(yè)超低排放的意見》,，提出了加快發(fā)展新型低碳膠凝材料的研發(fā)，推動以高爐礦渣,、粉煤灰等工業(yè)固廢為主要原料的超細粉的生成利用,，提高混合材產(chǎn)品質量，提高固廢資源替代熟料比重,，降低水泥產(chǎn)品中熟料系數(shù),，減少水泥熟料消耗量，提升固廢利用水平,。2024年6月1日,，GB175-2023《通用硅酸鹽水泥》強制性國家標準正式實施。其中,，石灰石粉可作為主要混合材和替代混合材用于水泥產(chǎn)品中,。
2、超細礦物摻合料：礦粉,、固廢,、水泥、混凝土有共同的話題
礦物摻合料是高性能混凝土中的重要組成部分,，作為輔助膠凝材料,，其目的是為膠凝材料提供差異化的技術性能。在性能方面,，礦物摻合料的使用可以大幅提高混凝土的性能,，延長使用壽命。在滿足高性能要求的同時,，減少用水量帶來的環(huán)境與經(jīng)濟效益不可忽視,。
超細復合礦物摻合料的生產(chǎn)工藝流程圖
普通水泥的生產(chǎn)會釋放大量的CO2，造成環(huán)境負擔,。礦物摻合料替代水泥不僅可以減少CO2排放,，而且部分礦物摻合料作為廢棄材料可以循環(huán)利用,，大幅降低經(jīng)濟成本。研究證明,，礦物細粉摻量控制在膠凝材料的20%左右為宜,。從化學的角度來看，礦物添加劑的使用范圍很廣,，主要包括兩大類,，第一類是富含鈣的材料，如爐渣,、石灰石粉和F類粉煤灰,，第二類是富含二氧化硅或鋁硅酸鹽的材料，如粉煤灰,、硅灰和偏高嶺土等,。
3、粉體視角：超細復合礦物摻合料在混凝土中扮演重要角色
研究表明,，顆粒細度和形貌直接影響粉體的活性,。以粉煤灰為例，超細粉磨后,，有助于將其內部的玻璃相（活性成分）與石英,、莫來石等晶體相打散、剝離,，表面粗糙化的同時產(chǎn)生大量的缺陷,，從而有助于提升其反應活性；同時超細化會提升比表面積,，增加與水的接觸面積，也會提升其水化活性,。
水泥常用礦物摻和料或常見工業(yè)固體廢棄物基本上都含有二氧化硅,、氧化鋁、氧化鈣,、氧化鐵等成分,，經(jīng)過超細粉磨后均可使礦物晶體格產(chǎn)生錯位、鍵斷裂,、重結晶,，表面形成易溶于水的非晶態(tài)結構，使得水分子更容易進入其內部,，加速水化反應,，大幅度提高所含礦物的活性指數(shù)，再加上科學的配方即可制備出適合于生產(chǎn)水泥的超細復合礦物摻合料,。
同時,，對于水泥而言,，粒徑分布愈接近最佳堆積密度FULLER曲線，水泥的性能愈好,、強度愈高,。但這在水泥的實際生產(chǎn)中是難以實現(xiàn)的粒徑模式，如果熟料粒度粉磨到如此級別的細度,，水泥的需水量顯著增大,，水泥砂漿易干縮，水泥混凝土易開裂,。解決這個矛盾的有效措施就是“分別粉磨,，配制水泥”，熟料粉磨到恰當?shù)募毝�,，混合材超細粉磨到微納米級別,，按一定的比例混合均化。
超細復合礦物摻合料替代部分水泥熟料后填充粗顆粒之間的空隙,，趨近最佳堆積密度,，獲得粒徑分布更接近FULLER曲線的優(yōu)質水泥，水泥漿體的結構更致密,，這就是超細無碳膠凝材料可以降低水泥中熟料比例,、生產(chǎn)低碳水泥的原因所在。由此,，在實現(xiàn)“雙碳”目標的道路上,，超細復合礦物摻和料以其獨特的性能和廣泛的應用潛力，無疑將扮演重要角色,，是打通產(chǎn)業(yè)堵點的力量之一,。
4、超細復合礦物摻合料：具有取代水泥熟料的良好可行性
（1）碳酸鈣
張巧等對摻入大理石粉和石灰石粉的水泥基材料性能的研究,，結果表明：基于適當?shù)呐浜媳仍O計,，石粉能夠起到加速水泥水化、細化孔隙結構的作用,，可表現(xiàn)出填充效應,、成核效應、化學效應作用機理,，從而穩(wěn)定提升混凝土材料的流變,、力學和耐久性能。
（2）粉煤灰,、水渣礦粉,、脫硫石
諸葛喜峰等采用粉煤灰、水渣礦粉,、脫硫石膏及外加劑等組分材料經(jīng)科學配比,、良好的質量控制制備而成的超細復合礦物摻合料,，通過部分取代熟料生產(chǎn)低碳水泥，分析超細復合礦物摻合料取代率對水泥性能的影響,。
水泥外摻20%超細復合礦物摻和料后的強度提升率對比
結果表明：在三家水泥企業(yè)生產(chǎn)的P·O42.5水泥中,，摻入20%超細復合礦物摻合料取代水泥熟料，28d抗壓強度分別提升4.7%,、3.0%和3.6%,，28d抗折強度分別提升6.67%、6.0%和7.1%,。
結語
合理而科學地利用超細礦物摻合料對混凝土生產(chǎn)的質量和經(jīng)濟效益會帶來積極影響,。超細礦物摻合料在整體上表現(xiàn)出色，無論是強度還是工作性都有所改善,，從而提高了水泥的使用性能和混凝土的質量,。
參考來源：
張巧，碳酸鈣類石粉在混凝土材料中的再利用研究綜述,，華僑大學
王濤,，高性能混凝土配合比設計研究，河北高速公路集團有限公司廊坊分公司
諸葛喜峰,，超細復合礦物摻合料的制備及其在水泥工業(yè)中的應用,，焦作百奧恒新材料有限公司
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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