面向可持续发展的水泥工业

可持续发展问题起始于20世纪60～70年代。从20世纪90年代初，可持续发展问题已在国内外的不同层面上全面展开。水泥工业比较正规地开展可持续发展的研究和实践，发达国家的起步也要比发展中国家早一些。我国水泥工业的可持续发展研究和实践，虽然在上个世纪90年代初也在以其他的形式进行了探索，比如本书的附录一中早期我国水泥工业产业结构调整的研究情况，但是从理论到实践进行比较系统地研究和探讨水泥工业的可持续发展问题，还是近几年的事情。
为了使可持续发展的理论为水泥工业广泛接受和传播，将国内外该领域的相关理论和成功实践介绍给我国读者，促进我国水泥工业“控制总量，调整结构”的政策实施，尽早实现“由大变强，靠新出强”的建材工业发展战略，推动水泥工业的现代化和可持续发展，我们组织水泥行业一批专家编写了《面向可持续发展的水泥工业》一书。
本书共分九章，从水泥工业可持续发展的不同角度介绍、论述和探讨了与可持续发展问题密切相关的一些理论和实践问题。
第一章由崔源声教授撰稿。主要从宏观的角度，对水泥工业可持续发展的由来、行业背景、理论实质、行业现状、主要问题、未来展望、发展战略和对策等进行了总体阐述。第二章由中国散装水泥发展协会副理事长蒋尔忠高级经济师撰写。主要从发展散装水泥的角度，论述其对水泥工业，乃至对整个生态环境和经济社会可持续发展的重大意义之所在。第三章由乔龄山教授撰写。比较详细地介绍了发达国家在水泥工业利用废弃物方面的技术、理论、成功的经验和一般的做法，可为我国水泥企业的生产实践及政府管理部门实施可持续发展战略提供有益的借鉴和实用参考。第四章由丁抗生教授和王承敏高级工程师编写，主要以欧盟国家的基本素材为主，系统介绍了欧盟在水泥工业处理工业废弃物方面的战略思考、技术规范、具体案例和政府的有关政策等做法。第五章由秦至刚教授撰稿。从水泥原料的角度，对水泥工业可持续发展赖以依存的资源要素进行了战略性的阐述。其水泥资源战略性转移一说，独具创意，给人以柳暗花明又一村之感。第六章由兰明章副教授和王晓芳研究生撰写。探讨了水泥工业加工和利用磨细矿渣对节省资源、保护环境、提高产品和建筑物质量，以及最终对水泥工业可持续发展的重大意义。第七章由王子明副教授和赵军锋研究生撰写。阐述了水泥工业利用粉煤灰对可持续发展的重要意义，同时对粉煤灰的产生、性能、加工和如何在水泥及混凝土中的利用均进行了全面的介绍。第八章由王栋民教授和左彦峰研究生撰写。主要从发展绿色混凝土的角度探讨了水泥工业的延伸产业与水泥工业自身可持续发展的内在关系。水泥工业只有和混凝土建筑产业密切配合，适应高性能和长寿命的建筑产品要求，才可能较好地体现出具有可持续发展的最终生命力。本书的最后一章，承蒙中国工程院唐明述院士的厚爱，把其新近的力作贡献为本书的压轴之笔。唐院士从水泥混凝土与可持续发展的角度，深刻地阐述了如何提高水泥混凝土建筑性能的各种技术路线，以及为实现经济和社会的可持续发展，水泥混凝土行业所能做出的贡献。
本书除正文九章外，还附有两个附录。附录一是十年前原国家建材局黄书谋副局长委托建材情报所做的软科学研究课题。虽是十年前之作，正如文前所言，其研究成果今已为行业所广泛接受，正是水泥行业进行可持续发展理论和实践研究的开端。不管是自觉或不自觉之为，其结果和今天所倡导的可持续发展之理念应情同一理。为使更多的人认识到，我们今天为行业所做的可持续发展理论与实践的研究和介绍，十年后的今天，也将和十年前的水泥产业结构调整的研究成果一样，必将成为全行业的共识和自觉行动。附件二是世界可持续发展工商理事会（WBCBD）在中国举办“面向可持续发展的水泥工业”高层研讨会的有关报道，也是作者萌发编写本书的基本背景材料。
非常感谢为本书编辑和出版工作付出大量劳动的化学工业出版社的编辑人员，参加本书编辑和编务工作的还有吕裕清和郭艳萍等，作者在此一并致以诚挚的谢忱。
最后，特别要感谢的是全国政协委员、全国政协环境与资源委员会副主任、原国家建筑材料工业局局长、中国建材工业协会会长张人为先生为本书作序，作者备受鼓舞。
由于水平所限，编著疏漏之处，恳请读者指评指正。

编者
2003年11月10日

本书是我国水泥行业第一本专门论述可持续发展的专业书籍。该书从水泥工业的宏观战略开始，逐步拓展到散装水泥、利用工业废弃物、国外的理论和实践、水泥原料的战略转移、利用钢铁厂的磨细矿渣和开发电厂的粉煤灰，并最终归结到提高和改善水泥的混凝土建筑产品质量和功能上，始终围绕着对水泥工业可持续发展密切相关的若干重要问题进行了广泛和深入的探讨。无论是从宏观到微观，还是从理论到实践；不管是从国际到国内，还是从现状到未来；本书都从不同角度全面描述了水泥工业可持续发展所涉及的一些关键内容和要点。本书既阐述了水泥工业的宏观发展战略，又介绍了可持续发展水泥工业中使用的原材料、具体生产、应用技术和科学方法。

第一章中国水泥工业可持续发展战略1
第一节概述1
第二节水泥工业的现状分析3
一、生产及应用过程中的环境协调性3
二、全球水泥业近期发展态势5
三、水泥工业的 SWOT 分析6
四、 小结7
第三节发达国家可持续发展理论的研究与实践7
一、理论研究——可持续发展的基本理念7
二、发达国家典型案例分析11
第四节可持续发展理论的实质分析14
一、信息和知识经济时代的可持续发展模式概述14
二、水泥工业的信息化16
三、建设和开发信息资源对经济发展的倍增作用18
四、物质、信息、知识与情报之间的关系18
五、加速信息资源的建设与开发，为水泥工业的可持续发展服务18
第五节我国水泥工业现状、问题和可持续发展的必要性19
一、我国水泥工业现状调查和结果分析19
二、我国水泥工业的主要问题20
三、我国水泥工业自然发展前景21
四、我国水泥工业可持续发展的必要性28
第六节我国水泥工业可持续发展的战略模式31
一、战略目标31
二、战略途径33
三、战略要素33
第七节实现我国水泥工业可持续发展战略的对策和建议35
一、宏观对策36
二、中观对策37
三、微观对策38
第八节结语39
参考文献39
第二章中国散装水泥工业与可持续发展41
第一节基础知识41
一、散装水泥(bulk cement)41
二、专用名词43
三、三大基本特性45
第二节发展散装水泥与可持续发展52
一、发展散装水泥节约巨额资源能源52
二、发展散装水泥带来广泛的环境效益52
三、发展散装水泥提高质量与增进社会效益53
四、发挥特殊作用有效抵御自然灾害54
第三节发达国家发展散装水泥状况55
一、发达国家水泥散装率及其实现散装化的时间55
二、发达国家散装水泥的主要使用方向56
三、发达国家散装水泥的运输、中转与储存56
四、发达国家迅速实现水泥散装化的基本原因57
第四节中国散装水泥发展概况58
一、艰难曲折，步入轨道58
二、初具规模，绩效显著60
三、横向比较,差距很大60
四、认真总结，加快发展61
第五节企业营销散装水泥中的难点及应对策略62
一、散装水泥营销的特殊性62
二、散装水泥营销中的若干难点62
三、扬长避短，正确认识和把握优劣势63
四、应对策略与举措63
第六节大力发展农村散装水泥65
一、基本认识65
二、基本要求67
三、基本模式68
四、基本方法69
参考文献69
第三章水泥厂利用废弃物有关问题的研究70
第一节国外有关法规及研究成果70
一、水泥工业利用废弃物的主要途径和问题70
二、欧盟新公布的法规71
三、德国水泥回转窑利用废弃物的有关规定72
四、德国的一些研究成果74
第二节微量元素在水泥回转窑中的状态特性76
一、微量元素的界定77
二、水泥中的微量元素及其含量77
三、微量元素在水泥窑中的挥发性80
四、微量元素在水泥窑中的状态特性82
五、微量元素的处理86
第三节有害气体与放射性污染87
一、SO2的排放87
二、NOx排放90
三、一氧化碳与有机物排放95
四、二英/呋喃（PCDD／PCDF）99
五、放射性与氡气100
六、结束语104
第四节对水泥厂环境相容性的评价104
一、水泥厂的粉尘特性105
二、对水泥厂污染的监测与评价106
三、基本结论109
第五节水泥厂利用废弃物的基本准则111
一、最低热值要求111
二、对废弃物的MEP综合分析113
三、对有害物质带入量的限定114
四、关于水泥工业处置城市垃圾问题119
五、对烧废弃物水泥回转窑的具体要求121
六、结束语122
参考文献123
第四章欧盟水泥工业综合处理废弃物管理规范综述125
第一节综合处理废弃物的管理概况125
一、工业部门综合处理废弃物125
二、水泥工业综合处理废弃物125
三、专用焚烧炉销纳废弃物及其灰烬的掩埋125
四、充分发挥工业利用与处理废弃物之间的互补性126
第二节规范的基本要求126
一、范畴与选择排序126
二、欧盟对废弃物的界定127
三、欧盟的优先选择的原则127
四、可持续发展原则127
第三节工业综合处理废弃物的概况128
一、综合处理废弃物128
二、工业部门综合处理废弃物的潜力128
三、现有工业部门综合处理废弃物的主要法规129
四、管理限制129
五、经济范畴130
六、结论——生命周期评估(LCA)130
第四节欧盟水泥工业综合处理废弃物130
一、欧盟水泥生产过程废弃物管理的特点130
二、欧盟水泥工业废弃物管理的一般技术准则133
三、欧盟水泥工业综合处理废弃物的技术界定134
四、水泥及熟料质量要求对废弃物品质的限定136
五、排放标准139
六、综合处理废弃物的经济效益141
七、用生命周期评估比较水泥工业综合利用的燃烧工艺和
用专用焚烧炉销纳废弃物142
八、水泥工业废弃物处理——主要结论144
第五节通过焚烧和填埋销纳废弃物的规范144
一、引言144
二、为专用焚烧炉和填埋所提出的对废弃物品质的限定145
三、提案——利用专用焚烧炉和填埋销纳废弃物的技术规范146
第六节D’Obourg湿法水泥厂综合处理垃圾实例147
一、生产过程147
二、能源147
第五章水泥原料战略转移与可持续发展150
第一节代土、节煤、利废的研究积累150
一、代土、节煤的研究150
二、利废作混合材的研究151
三、应用低钙石灰石和尾矿151
第二节水泥原料战略转移的提出152
一、水泥工业自身发展的需要153
二、资源利用的合理途径153
第三节水泥原料战略转移的实践155
一、高钙石灰石+煤渣+尾矿155
二、中钙石灰石+玄武岩155
三、低钙石灰石+尾矿155
四、磷渣+煤渣155
五、其他岩矿156
第四节水泥原料战略转移的发展156
一、全新变化搞水泥156
二、开发低标号水泥156
三、水泥厂生产制品157
第五节水泥原料战略转移的意义158
参考文献159
第六章磨细矿渣与水泥工业的可持续发展160
第一节概述160
第二节国际上应用磨细矿渣的概况162
第三节国内应用磨细矿渣情况163
第四节磨细矿渣的产生164
一、矿渣和磨细矿渣的产生164
二、矿渣与钢渣的区别166
第五节磨细矿渣的作用机理167
第六节磨细矿渣的性能169
一、性能概述169
二、制备无熟料水泥171
三、对高性能混凝土强度的增强172
第七节磨细矿渣的加工与制备173
第八节磨细矿渣的国家标准174
一、定义174
二、技术要求174
三、试验方法174
第九节磨细矿渣的增值应用176
一、在搅拌站的应用176
二、在其他方面的应用176
第十节应用实例176
参考文献178
第七章粉煤灰与水泥工业的可持续发展180
第一节粉煤灰的形成、分类与性质181
一、粉煤灰的形成与分类181
二、粉煤灰的物理性质与作用182
三、粉煤灰的化学组成与性质183
第二节粉煤灰的应用概况185
第三节粉煤灰在水泥工业中的应用186
一、粉煤灰的作用186
二、普通粉煤灰水泥186
三、特种粉煤灰水泥187
第四节粉煤灰在混凝土中的应用190
一、粉煤灰的活性行为和胶凝作用191
二、粉煤灰的需水行为和减水作用194
三、粉煤灰的充填行为和致密作用195
四、粉煤灰对混凝土的体积稳定作用197
五、粉煤灰混凝土及其应用198
第五节粉煤灰在墙体中的应用199
第六节粉煤灰的商品化深加工技术201
一、粉煤灰分选201
二、粉煤灰分选工艺201
三、分选粉煤灰的性能202
四、粉煤灰中脱炭技术202
第七节煤灰的相关标准规范203
一、粉煤灰在混凝土和砂浆中的应用204
二、在普通混凝土中的应用205
三、在泵送混凝土中的应用205
四、在轻骨料混凝土中的应用206
五、在砂浆方面的应用206
六、粉煤灰的其他应用206
第八节前景展望与思考207
参考文献209
第八章绿色高性能混凝土210
第一节混凝土掺合料211
一、概述211
二、粉煤灰（FA）212
三、高炉磨细矿渣（BFS）213
四、硅灰（SF）214
五、沸石粉216
六、膨胀剂217
七、小结218
第二节超塑化剂218
一、概述218
二、萘系超塑化剂219
三、三聚氰胺系（蜜胺系）超塑化剂221
四、聚羧酸系超塑化剂223
五、小结224
第三节高性能混凝土配合比设计224
一、概述224
二、高性能混凝土拌和物的配合比法则225
三、高性能混凝土配合比设计225
四、高性能混凝土配合比设计全设计法226
五、小结231
第四节高性能混凝土的性能231
一、概述231
二、工作性能231
三、强度231
四、耐久性231
五、小结232
第五节高性能混凝土在工程中的应用232
一、高性能自密实膨胀混凝土在河南省人民医院新病房楼工程的应用232
二、流态泵送膨胀混凝土在中国科学院高能物理所高层板式住宅楼工程的应用234
三、北京经济技术开发区检验检疫综合业务实验楼地下室HPEC混凝土冬季
施工技术及应用（结构自防水、超长无缝施工）234
第六节结束语236
参考文献236
第九章水泥混凝土与可持续发展238
 第一节水泥混凝土是社会发展的支柱产业238
 第二节我国水泥混凝土产业在世界的地位239
 一、城市化的大发展240
 二、基建工程的需要240
 第三节实施“可持续发展”战略水泥混凝土产业大有作为240
 一、 充分利用工业废渣241
 二、提高工程的寿命是节约资源能源和保护环境的关键措施245
 第四节我国水泥混凝土发展展望247
参考文献248
附录一中国水泥工业产业结构调整方向的研究249
《水泥工业产业结构调整方向的研究》综合报告252
专题报告之一
水泥工业的数量与市场结构研究276
专题报告之二
水泥工业的产品结构研究289
专题报告之三
水泥工业的技术结构研究314
专题报告之四
我国水泥企业的规模结构研究325
专题报告之五
水泥工业投资与所有制结构的研究338
专题报告之六
立窑水泥调整政策的研究344
附录二《中国建材报》等有关“面向可持续发展水泥工业
高层研讨会”的报道355