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特种水泥

特种水泥,是指较通用水泥而言具有某些特殊性能或特种功能,以满足各行业工程建设特殊需求为目的的水泥,被比作水泥“皇冠上的明珠”。特种水泥被广泛应用到交通工程、能源工程、海洋工程、核电站等重大工程项目,取得了良好效果。相对于普通水泥,特种水泥具有特殊性能和专门用途,对生产工艺条件、原材料选择、过程质量监控、检测方法等多方面要求更高。截至2022年9月,中国拥有特种水泥60种以上。

发展历程

1949年中华人民共和国成立后,水泥品种和生产技术的研究开发从市场经济中的企业行为改变为计划经济条件下的政府行为,由政府出资组建的科研单位承担。中国特种水泥的发展大致经历了仿造、自主开发研究、创新提升3个阶段,经过50年几代人的努力,已研制成功六大体系八大类共60余种特种水泥。目前,中原地区在特种水泥的理论研究、品种数量及应用水平上已进入世界先列,满足了中国石油、水电、冶金、化工、建筑、机械、交通和海洋开发等各行业的需要。

产量

截止到2020年底,中国约有3440家获证水泥企业(有效生产许可证),其中有250家左右具备特种水泥生产能力的企业,绝大多数特种水泥生产企业可同时从事通用水泥的生产。

2020年中国特种水泥产量约占水泥总产量的1.3%,产量约为3100万吨。与欧美发达国家占比6%~10%相比,仍有较大差距,中国水泥工业的特种化程度还远远不够。预计“十四五”期间,中国特种水泥将快速发展,主要原因有:(1)疫情客观上延长了水泥需求的平台期,根据国家经济形势,“十四五”期间政府仍会保持较高强度基建投入,水泥需求总体稳定。超常规的工程建设环境和工程规模会为特种水泥的应用带来更多的机会。(2)“碳达峰”“碳中和”推动行业重构,加速中小企业的退出,为大企业兼并重组,提高行业集中度提供了机会。(3)“一带一路”的推进,特种水泥将有机会与中国的海外工程建设项目配套,为大企业实施国际化战略提供机会。

行业现状

中国特种水泥目前已经发展成为拥有60多个品种的水泥家族,是世界上特种水泥品种最为齐全,同时生产和应用量最大的国家。截止2020年10月底,中国获得水泥生产许可证且处于有效期的水泥企业有3260余家,具备生产特种水泥的企业240余家(见表1),占全部许可证数量的7.36%,然而仅具备生产特种水泥许可的企业比例仅2.76%,多数企业生产特种水泥的同时还生产通用水泥。其中大坝水泥106家、抗硫酸盐硅酸盐水泥99家,硫(铁)铝酸盐水泥生产企业19家(未包含以特种材料名义生产的企业),铝酸盐水泥生产企业17家(未包含铝酸钙粉生产企业)。

特殊需求

特种水泥的性能要求高,对生产工艺条件、原材料选择、过程质量监控、检测方法等多方面提出更严苛的控制目标。针对工程个性化技术需要,适当调整特种水泥指标的控制范围,能够起到更好的管控作用。

氧化镁为例,通用水泥标准化学指标中都将其列为影响安定性的一项需要控制的指标,而三峡大坝中使用中热硅酸盐水泥时,满足标准的前提下,在一定范围内提高氧化镁(MgO)含量,利用方镁石(游离氧化镁)的微膨胀作用,补充收缩,从而防止坝体开裂。实际应用效果证明达到了工程建设设计需求,通过有效利用高镁石灰石,实现产品质量与资源利用的“双赢”。

成就与应用

近些年,特种水泥陆续在很多工程得到了大规模应用,也得到了业主和工程施工方的认可。

MgO微膨胀中热水泥成功应用于三峡工程、溪洛渡水电站锦屏水电站和大藤峡水电工程等,并获中国建筑材料联合会科学技术进步一等奖

微膨胀高强低烧水泥成功应用于乌东德镇白鹤滩水电站工程,并获得国家技术发明二等奖

高强中热核电硅酸盐水泥成功应用于阳江市、田湾和辽宁红沿河核电站等多个核电工程。

硫(铁)铝酸盐水泥成功应用于海洋工程、低温施工工程、快速施工工程、仿古艺术建筑工程等领域。

特种水泥因具备特定性能以适合特殊施工工程的需求,其需求量会随着市场推广逐步增加,将具有广阔的发展空间。建议国家主管部门结合国家重大发展战略需求适时出台特种水泥产业发展支持政策,推动特种水泥产品不断提升和发展。

参考资料

特种水泥系列报道ㅣ低热水泥:开启世界“无裂大坝”之门.中国建材杂志.2024-03-18

特种水泥会创造更多可能.澎湃新闻.2024-03-18

行业“特种兵”:探访全国最大特种水泥研发和生产基地.澎湃新闻.2024-03-18

2021年中国特种水泥行业发展历程及产量分析:特种水泥发展空间巨大.搜狐网.2024-09-04