夏纵
兰州大学，甘肃 兰州 730000
摘要：自水泥问世以来，对建筑行业做出了巨大的贡献。我国是发展中大国，对水泥的需求量很大，改革开放以来，我国水泥无论是在品种、质量、还是产量上都取得了较大的发展，但同时存在着一些不足之处，主要表现在对环境产生的巨大污染和能源的过度消耗。本文主要介绍建筑水泥的现状及其发展趋势，并希望对推进水泥工业绿色产业化提供一定的帮助。
关键词：硅酸盐水泥；水泥行业；能耗与污染；水泥产业绿色化
一、引言：
水泥的种类成千上万，按所含水硬物质可分为硅酸系水泥，铝酸盐水泥及硫铝酸盐系水泥等。按国家标准GB175-2007《通用硅酸盐水泥》规定：通用硅酸盐水泥是一般土木工程通常采用的水泥，是以硅酸盐水泥熟料，适量石膏和混合材料制成的水硬胶凝材料[[ 参考文献：
{1}GB175-2007,《通用硅酸盐水泥》[S]]]。本文以硅酸盐水泥为立足点，介绍我国水泥目前的发展状况及趋势。
二、硅酸盐水泥的基本介绍
（一）、主要熟料的产生
作者在此主要介绍生料形成熟料的化学过程。硅酸盐水泥的主要原料是石灰石原料和黏土原料，氧化钙主要由石灰质原料提供，贝壳、石灰石，白垩中含有大量的石灰石。氧化铁由黏土质原料提供，我们一般可以在页岩和粉砂岩中找到。通常情况下只选用石灰质原料和黏土质原料不能满足化学要求，需要加入三氧化二铁和二氧化硅等校正材料。在实际的生产过程中还会加入少量的矿化剂和晶种。将上述几种原材料在磨机中磨成生粉。将生粉放入窑中进行煅烧，最终得到了几种主要的熟料矿物：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。如表1显示的是这几种矿物成分及其含量
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表1主要熟料矿物的含量
（二）、掺加混合材料的硅酸盐水泥
我国幅员辽阔，巨大的地理差异对水泥的性能有着更加苛刻的要求。为了改善水泥的性能，调节水泥的强度等级，会在水泥中添加一些人工和天然的矿物材料，这些材料称为水泥混合材料。例如当我们建设一些港口码头，建筑物不可避免的会与海水接触，如果采用一般的硅酸盐水泥，由于海水及硫酸盐的腐蚀作用，这些水泥会遭到不同程度的破坏，这时我们采用矿渣水泥会有效解决这方面的问题。“矿渣”全称为“粒化高炉矿渣”，它是钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣。矿渣水泥除了耐腐蚀性特别强之外，其耐热性能也较为优越。主要原因是矿渣比较坚硬，在磨细的过程中不易破碎且其玻璃体亲水性差。当然矿渣混凝土也有其不适用的条件，例如若建筑物对早期的强度有较高的要求。矿渣水泥也不适用于严寒地区。在我国的东北地区常使用复合水泥，这种水泥早期的强度较高，其耐寒能力也较强。但是复合水泥抗冻融循环和干湿交替的能力较差，而混有粉煤灰和火山灰的的水泥在这方面性能优越。
三、我国水泥行业的发展现状
我国处于发展阶段，基础设施还不够完善，自改革开放以来，建筑水泥的需求迅速增加，特别是近二十年来水泥的产量更是以惊人的速度发展。经作者查阅资料发现近几年中国水泥年产量基本稳定在23-24亿吨左右。我们再来看水泥行业的经营效益，图二为2011-2017年水泥行业的利润走势。根据作者目前获得的数据显示2018年第一季度全国水泥行业利润总数为190.4亿元，超过了2011年第一季度水平。在已发布财报的水泥上市公司中。中国建材营收规模最高，获得了260亿元营业收入，归母净利润为9.8亿元，紧随其后的是海螺水泥，而营收增长速度最快的是金圆股份。归母利润1亿元以上的有10家，但在利润见好的2018年一季度仍有多家亏损。
水泥是一个高度依赖宏观经济的周期性行业，随着我国经济增速的放缓，水泥行业的发展也面临着巨大的挑战，在国家要求节能减排的政策下，水泥的成本势必会有所提高。当然我们也要看到行业发展的希望：由于一带一路的政策的引导，中国的水泥厂走了出去，例如中建材、海螺、红狮等。一带一路沿线的国家在发展建设的过程中需要大量的水泥，这势必提高水泥行业的利润。
四、水泥生产的能耗和污染
水泥作为一种建筑的基本材料且国内外尚无可替代品，故水泥的产量巨大。我国的水泥产量又常年处于世界第一的位置。我们在看到水泥对建筑行业产生巨大作用的同时，也应该看到制造过程中产生的污染。
（一）、能源的消耗
水泥的能源消耗主要发生在原料的磨碎，生料煅烧成熟料及熟料磨细成水泥的过程中。这个过程中主要消耗的是电力，如国内的干法窑技术每吨熟料大概消耗58KWh,每吨水泥需要100-115KWh,我国水泥产量目前稳定在20-23亿吨，可见对电力能源消耗巨大。
（二）、对环境的污染
我们再来看一下水泥制造过程中对环境的危害。最主要的是粉尘污染，各个环节的收尘效果差都会造成粉尘污染，粉尘不会直接伤人，但会对呼吸道和眼睛等器官会造成很大的危害。由于粒径小于10微米的木粉会直接进入肺部组织，沉淀于肺泡之中会产生一些较为严重的肺病。除此之外粉尘还可能引起火灾和爆炸，对水泥厂是一个重大的安全隐患。水泥在制造的过程中还会产生大量的有毒气体，这是因为水泥原料中含有一些硫化物，空气中含有氮气，在高温煅烧的过程中会产生二氧化硫和含氮氧化物。水泥在制造的过程中还会产生大量的废水，这些水若直接排放会对环境造成巨大的影响，但如果对这些水进行净化除去有害物质则会获得可观的水资源。
五、水泥行业的发展趋势-产业绿色化
在刚结束的两会上，全国人大代表、海螺水泥川渝区常务副主任、重庆海螺水泥公司总经理张来辉告诉记者：近年来，水泥行业通过自身的革命，产业的不断转型升级开启了绿色发展之路[ {2}张来辉.水泥行业要走绿色发展道路[J].中国水泥，2020（6）：15]。
（一）、推动低碳经济，发展节能模式
目前我国水泥的生产表现为能耗大、高污染、碳排量巨大。虽然我国目前已经执行了世界上最严格的污染物排放标准。但在减少能源消耗的技术水平上与西方发达国家还有较大差距。我们应当去借鉴吸收先进的技术和经验，大力发展低碳经济。水泥发展面临的紧迫任务是：加快推动水泥工业低碳生产技术的研发和应用步伐，通过技术创新、产业升级、新能源开发等手段，努力减小天然化石燃料的消耗，从而实现水泥工业技术先进、绿色制造的目的[ {3}李青梅.浅析我国水泥工业的绿色发展之路[J].建材技术与应用，2013（2）:29]。
（二）、推动循环经济，实现资源的再利用
我们在生产水泥的过程中要对工业和环境废弃物循环利用，采用一些安全和功能化处理新技术，包括粉煤灰、工业冶炼矿渣、建筑废弃物等的功能化和高效利用。发展循环经济可以有效的节约资源，这不但可以降低成本还可以保护环境。
（三）、淘汰落后产能，加快技术升级
我们希望国家通过法律的手段把一些生产技术落后且对环境污染较为严重的水泥厂取缔，使水泥产业集中于几个龙头企业，这样方便国家对其进行监督和管理。同时还要学习发达国家先进的制造水泥的工艺，加快技术升级。
六、结束语
我国依然是世界上最大的发展中国家，今后还会进行大量的基础设施建设。水泥行业能否健康发展影响着整个建筑行业的发展。近些年国家也认识到了水泥生产过程对环境造成的巨大危害，也出台一系列政策。水泥产业绿色化将是整个行业的发展趋势，我们都希望在对环境造成最低危害的前提下满足人类对水泥的需求。