多数人或许知道,水泥行业是一个耗能大户。但是,很少有人知道,仅次于汽车,水泥还是人类制造的第二大二氧化碳排放源。在水泥的整个生产过程中,平均每吨水泥约消耗电量100千瓦~130千瓦时。不仅如此,水泥熟料的煅烧过程还需要燃烧大量煤,产生大量二氧化碳,并且煅烧的生料(主要为石灰石)还会分解产生大量二氧化碳。把消耗的电转化为二氧化碳当量,加上水泥生产全过程产生的二氧化碳,平均每吨熟料累计会产生约860千克二氧化碳。
毋庸置疑,碳减排现在已经是一个全球性的话题。水泥行业将如何改变高耗能、高二氧化碳排放的现状,以适应这个变革的世界呢?除了从水泥生产工艺及设备角度进行改进,提高生产效率,降低能耗外,一些有效的辅助手段,也能减少碳排放。水泥添加剂就是目前最有效、广为应用的一种手段。
其实,水泥添加剂不是一个新兴的事物。早在70多年前,格雷斯公司已率先在北美开始应用水泥添加剂,用于提高水泥磨机的产量。
水泥添加剂,顾名思义,就是添加到水泥中用于增加产量、提高强度、改善水泥性能的化学物。根据用途不同,水泥添加剂可以分为水泥助磨剂和质量改进剂。一般水泥添加剂都添加于水泥磨中,虽然添加量很小(万分之一到千分之二),但作用非常明显。水泥添加剂可以有效消除水泥磨中的糊球、糊磨现象,增强水泥流动性和分散性,进而将水泥磨的产量提高5%~20%。而整个水泥粉磨所消耗的电量约占水泥生产全部电耗的30%。因此,使用水泥添加剂提高粉磨效率,能显著降低粉磨电耗。
不仅如此,在使用添加剂后,水泥企业可以在水泥中使用更多的粉煤灰、矿渣、火山灰等混合材料,进而降低水泥中熟料的使用量,相当于减少了二氧化碳的排放量。在欧洲,近20年来,水泥中熟料的使用呈明显下降趋势,其中水泥添加剂起到了重要作用。
70多年来,格雷斯公司还陆续开发出其他用途的水泥添加剂,例如用于提高强度和改善性能的质量改进剂,用于特定用途的砌筑水泥添加剂及铬还原剂等。在欧洲和北美,水泥添加剂在超过80%的水泥中被使用,并被证明是安全有效的。
由于二氧化碳减排压力巨大,水泥生产企业希望使用更多的混合材料代替熟料,但同时面临着如何保持水泥强度的难题。现有的水泥添加剂主要是激发水泥中熟料的活性,因此在强度提高方面难以有更大的突破。格雷斯公司在创新产品的研发方面投入了更多的资源和力量,关注如何激发混合材料的活性。相比于传统水泥添加剂,新一代水泥添加剂的应用将可以让水泥企业使用更多的混合材料、更少的熟料,从而进一步降低二氧化碳排放。
目前,越来越多的中国企业开始使用水泥添加剂。过去,水泥添加剂起到了为企业节约成本、增加效益的作用。今天,水泥添加剂又承担了新的责任——降低二氧化碳排放。相信随着创新技术的应用,水泥添加剂将发挥越来越大的作用。
















