生态水泥的研究与发展

王仕卿

王仕卿

河南大学迈阿密学院河南省开封市475000

摘要：随着水泥建筑材料的发展，人们提出了“生态水泥”。本文主要解释了生态水泥的基本概念，介绍了生态水泥的相关发展情况，并简述了生态水泥的相关工艺流程和其对环境的影响。

关键词：水泥；生态环境材料；废弃资源利用

0.引言

随着我国经济的不断发展，大量工厂的生产，人们对自然资源的不断开采以及人们生活水平质量的不断提高，使得我国的固体废气垃圾越来越多，目前我国对于固体垃圾处理一般为焚烧或者集中填埋，对环境破坏较大且相应的处理费用较高。而我国的基础建设的巨大发展需要大量的水泥，我国在2013年的水泥产量已经达到世界总水泥产量的一半以上，将可用的固体废弃物用于水泥生产中既可以减少固体垃圾处理压力，又可以减少水泥生产中的相关污染物的排放。

1.生态水泥的基本概念

生态水泥一般是利用垃圾焚烧后的垃圾灰；尾矿废渣和一些污泥作为主要原料，添加一些天然材料后混合而成的，由于我国现阶段对水泥的大量需求使得经过处理后的生态水泥能够消费大量的工业固体废料，降低其对环境的污染，改善人民的生活环境，实现固体垃圾的可回收再利用。生态水泥的种类分为两类，有普通生态水泥和快硬生态水泥。

2.生态水泥的相关发展

早期欧美在水泥生产中利用工业废料作为燃料来实现废弃物在水泥生产中的应用，加拿大的一个水泥厂在20世纪70年代第一次将工业生产废料作为燃烧料用于水泥的生产中[1]，并证明了将工业废弃物作为替代燃料的可行性，接着诸多美国水泥生产商也对此方法做了大量的论证实验。瑞典的Nordic公司已在水泥厂采用了废橡胶等废弃物作为二次燃料，替代部利用废弃物作为水泥窑的二次燃料可节约不可再生燃料，减少了废弃物的处置费用，同时也给水泥厂节约了部分费用[2]。而日本则是从上世纪70年代开始研究和发展利用各类工业废弃物来替代水泥生产原材料。在2001年日本的一家公司建成了世界第一家将城市垃圾灰和石灰石作为水泥生产原料的“生态水泥厂”[1]，2003年，澳大利亚的JohnHarrison开发并研制了以工业废料、粉煤灰和普通水泥以及氧化镁作为原料的能够吸收Co2的生态水泥。爱丁堡的皮特•特林布研究了一种新型的由沙子、尿液和细菌组成的生态水泥[2]。目前生态水泥生产及相关研究在朝着利用生活及工业生产中的固体废弃物和污泥作为水泥填料来生产生态水泥，而我国的水泥生产也利用了我国大部分的粉煤灰、矿渣等工业废弃物，对我国的废弃资源利用做了极大的贡献。但是固体废弃物常常伴随有大量的重金属物质，因此对固体废弃物中的重金属需要采取一定回收工艺重新回收[3]。

3.生态水泥的相关性能

普通生态水泥与快硬生态水泥的凝结时间相差较大，传统的生态水泥初凝时间大致在135分钟左右，而快硬型的生态水泥则比其缩短了约15倍的时间，同时快硬型的生态水泥的终凝时间比普通生态水泥缩短了近14倍，其比普通硅酸盐水泥则缩短了有16倍的时间，因此快硬性的生态水泥在一些紧急抢修的工程方面有着巨大的优势。而强度方面，普通生态水泥和快硬型的生态水泥与普通硅酸盐水泥在28d情况下相比，可以达到达到硅酸盐水泥强度的90%左右，可见虽然添加了一些固体废渣，但是水泥的强度却并没有显著下降。同时加入一些处理后的矿渣可以提高水泥的抗侵蚀和抗渗能力[4]，同时还可以降低水化时放出的热量。许多生态水泥中都掺有城市废气垃圾灰，而这些掺杂的固体颗粒中灰含有氧化钙以及含氯化合物，这二者都对生态水泥的抗弯强度和硬度具有一定的影响。张徽斌[4]对这两种化学成分含量对生态水泥硬度和抗弯强度的影响做了研究，发现当氧化钙质量为氯的质量的1.5倍时，对水泥的硬度和抗弯强度影响最小。

4.结语

随着我国环保意识和加强环保力度的不断加强，生态水泥的发展应该还会有很大的发展空间，但是在生产生态水泥时也不避免的会产生一定的废弃物，如何对这些废弃物加以控制和减少产生国内还缺乏相应的研究，同时我国对于新兴胶凝材料缺乏大规模应用，加大新兴胶凝材料在实际建设中的应用还有较广的发展前景。

参考文献

[1]JerryForgey．ReusingWasteMaterials．WORLDCEMENT，2000，(5)：18～21

[2]BennaT姐na．W驰teNotw吼tNot．WORLDCEMENT。2000，(11)：3～5

[3]李湘洲.国外生态水泥工业发展的若干动向[J].中国建材,2002(6):35-36.

[4]法磊.由沙子、细菌和尿液制成的生态水泥[J].绿色环保建材,2014(4):74-76.

[5]冯乃谦,邢锋.生态水泥及应用[J].混凝土与水泥制品,2000(6):18-21.

[6]翁端,冉锐,王蕾.环境材料学[M].清华大学出版社,2011.

[7]张徽斌.绿色环保生态水泥的制备及其硬度、抗弯强度的研究[J].科技风,2018(20).