干粉砂浆搅拌机 要打造绿色水泥,实现减排目标,就需要设法减少水泥生产过程中的两个主要排放源。从技术线路角度来讲,起码有两个选择:一是选择煅烧过程中二氧化碳排放量少的替代性配料,甚至是无需煅烧的材料直接作为熟料;二是选择煅烧温度较低的配料,以减少燃料消耗量。
干粉砂浆搅拌机说,尽管面临上述挑战,他和同事们在降低二氧化碳排放方面依然取得了一些进展,其中很有希望的一个研究途径就是寻找各种方法以降低煅烧温度。目前研究的主要目标是硅酸三钙和硅酸二钙,它们是水泥熟料中能产生C–S–H的两种主要矿物成分。相比之下,硅酸三钙更具活性,其水化反应快,在加入水后数小时就开始硬化(形成混凝土的早期强度)。但是硅酸三钙的形成条件要求煅烧温度完全达到1500摄氏度,而硅酸二钙所要求的温度约为1200摄氏度。虽然硅酸二钙的强度更好些,但需要在数天甚至数月之后才能开始硬化过程,因而不宜适用于建筑项目。干粉砂浆搅拌机和其同事正在研究,某些硅酸二钙晶体结构是否具有硅酸三钙同样的活性,以便降低煅烧温度,节约燃料。
干粉砂浆搅拌机解决该问题需要从原子量级上入手(如晶体中的电子分布情况等),研究人员通过量子力学方法来计算铝、镁和其他杂质如何影响C–S–H的结构。佩林克指出:“为了对水泥熟料进行量子工程学研究,就需要知道电子究竟在哪里。”CSHub的研究人员发现,硅酸三钙晶体总有一个平面相对更易溶解于水,但在硅酸二钙晶体中,所有晶面都很相似,因而其晶体不易与水发生反应。这就是硅酸二钙的硬化速度较硅酸三钙慢的原因。但佩林克认为这一结果也暗示某些杂质(如镁等)有助于硅酸二钙溶解于水,这将能加快硅酸二钙的硬化过程,从而成为建筑水泥的主要成分。
虽然某些水泥生产商数年前就已采用含有粉煤灰的混合物生产水泥,但其粉煤灰的比例只有15%。Ceratech公司行政副总裁马克·瓦西库指出,按照公司开发的新配方,粉煤灰比例高达95%,其余5%为液态添加剂。此外,由粉煤灰水泥制成的混凝土其强度高于各类传统水泥,因而可以减少建筑物的水泥使用量。以一座面积为4600平方米、典型的三层建筑物为例,使用该公司生产的粉煤灰水泥可以大大减少混凝土和加强型钢筋的使用量——能分别减少183立方米和34吨。同时也能使废弃物填埋场减少粉煤灰处理量374吨,二氧化碳减排效益可达320吨。
绿色水泥没有坦途
瓦西库说,目前Ceratech在水泥行业只是一个小不点,对于年产规模以亿吨来计量的水泥制造业来讲,其贡献对总体减排重任来说只是“杯水车薪”。只有当建筑行业数以千计的生产商、工程师、建筑师、城市规划者、建筑监察员等都能以积极的态度对待绿色水泥时,才能实现大规模的减排效益。从经济效益等角度来考虑,相对于经过长期检验的传统水泥,选择绿色水泥目前有一定的风险,只有在上述条件下这种风险才会降低。美国我国标准与技术研究院水泥专家辛德尔调侃说,这种担忧就是“如果此路不通,老板将会打我板子”。
干粉砂浆搅拌机展望未来,如果更多我国采用碳税或者限量与交易计划,势必将提升排放碳成本,人们对绿色水泥的认可程度肯定会发生积极的变化。目前可以采用一个更为实际的做法——建立示范性绿色水泥建筑物(如桥梁、道路和其他各种建筑物),以证明绿色水泥和各种混凝土材料的实际应用价值。瓦西库指出其公司每年完成数十个这样的项目(如美国乔治亚州萨凡港的码头建筑,德州加尔维斯顿市海湾硫服务署的化学处理基地等),干粉砂浆搅拌机希望这些项目能发挥示范作用。