特種水泥,是指較通用水泥而言具有某些特殊性能或特種功能,以滿足各行業工程建設特殊需求為目的的水泥,被比作水泥“皇冠上的明珠”。特種水泥被廣泛應用到交通工程、能源工程、海洋工程、核電站等重大工程項目,取得了良好效果。相對于普通水泥,特種水泥具有特殊性能和專門用途,對生產工藝條件、原材料選擇、過程質量監控、檢測方法等多方面要求更高。截至2022年9月,中國擁有特種水泥60種以上。
發展歷程
1949年中華人民共和國成立后,水泥品種和生產技術的研究開發從市場經濟中的企業行為改變為計劃經濟條件下的政府行為,由政府出資組建的科研單位承擔。中國特種水泥的發展大致經歷了仿造、自主開發研究、創新提升3個階段,經過50年幾代人的努力,已研制成功六大體系八大類共60余種特種水泥。目前,中國在特種水泥的理論研究、品種數量及應用水平上已進入世界先列,滿足了中國石油、水電、冶金、化工、建筑、機械、交通和海洋開發等各行業的需要。
產量
截止到2020年底,中國約有3440家獲證水泥企業(有效生產許可證),其中有250家左右具備特種水泥生產能力的企業,絕大多數特種水泥生產企業可同時從事通用水泥的生產。
2020年中國特種水泥產量約占水泥總產量的1.3%,產量約為3100萬噸。與歐美發達國家占比6%~10%相比,仍有較大差距,中國水泥工業的特種化程度還遠遠不夠。預計“十四五”期間,中國特種水泥將快速發展,主要原因有:(1)疫情客觀上延長了水泥需求的平臺期,根據國家經濟形勢,“十四五”期間政府仍會保持較高強度基建投入,水泥需求總體穩定。超常規的工程建設環境和工程規模會為特種水泥的應用帶來更多的機會。(2)“碳達峰”“碳中和”推動行業重構,加速中小企業的退出,為大企業兼并重組,提高行業集中度提供了機會。(3)“一帶一路”的推進,特種水泥將有機會與中國的海外工程建設項目配套,為大企業實施國際化戰略提供機會。
行業現狀
中國特種水泥目前已經發展成為擁有60多個品種的水泥家族,是世界上特種水泥品種最為齊全,同時生產和應用量最大的國家。截止2020年10月底,中國獲得水泥生產許可證且處于有效期的水泥企業有3260余家,具備生產特種水泥的企業240余家(見表1),占全部許可證數量的7.36%,然而僅具備生產特種水泥許可的企業比例僅2.76%,多數企業生產特種水泥的同時還生產通用水泥。其中大壩水泥106家、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥99家,硫(鐵)鋁酸鹽水泥生產企業19家(未包含以特種材料名義生產的企業),鋁酸鹽水泥生產企業17家(未包含鋁酸鈣粉生產企業)。
特殊需求
特種水泥的性能要求高,對生產工藝條件、原材料選擇、過程質量監控、檢測方法等多方面提出更嚴苛的控制目標。針對工程個性化技術需要,適當調整特種水泥指標的控制范圍,能夠起到更好的管控作用。
以氧化鎂為例,通用水泥標準化學指標中都將其列為影響安定性的一項需要控制的指標,而三峽大壩中使用中熱硅酸鹽水泥時,滿足標準的前提下,在一定范圍內提高氧化鎂(MgO)含量,利用方鎂石(游離氧化鎂)的微膨脹作用,補充收縮,從而防止壩體開裂。實際應用效果證明達到了工程建設設計需求,通過有效利用高鎂石灰石,實現產品質量與資源利用的“雙贏”。
成就與應用
近些年,特種水泥陸續在很多工程得到了大規模應用,也得到了業主和工程施工方的認可。
MgO微膨脹中熱水泥成功應用于三峽工程、溪洛渡水電站、錦屏水電站和大藤峽水電工程等,并獲中國建筑材料聯合會科學技術進步一等獎。
微膨脹高強低燒水泥成功應用于烏東德鎮、白鶴灘水電站工程,并獲得國家技術發明二等獎。
高強中熱核電硅酸鹽水泥成功應用于陽江市、田灣和遼寧紅沿河核電站等多個核電工程。
硫(鐵)鋁酸鹽水泥成功應用于海洋工程、低溫施工工程、快速施工工程、仿古藝術建筑工程等領域。
特種水泥因具備特定性能以適合特殊施工工程的需求,其需求量會隨著市場推廣逐步增加,將具有廣闊的發展空間。建議國家主管部門結合國家重大發展戰略需求適時出臺特種水泥產業發展支持政策,推動特種水泥產品不斷提升和發展。
參考資料 >
特種水泥系列報道?低熱水泥:開啟世界“無裂大壩”之門.中國建材雜志.2024-03-18
特種水泥會創造更多可能.澎湃新聞.2024-03-18
行業“特種兵”:探訪全國最大特種水泥研發和生產基地.澎湃新聞.2024-03-18
2021年中國特種水泥行業發展歷程及產量分析:特種水泥發展空間巨大.搜狐網.2024-09-04