附表1
协会标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
用于水泥和混凝土中的煤气化渣微粉
建议项目名称
(英文)
CoalGasificationslagmicropowderusedforcementandconcrete
制定或修订
■制定
□修订
被修订标准号
采用程度
□IDT
□MOD
□NEQ
采标号
国际标准名称(中文)
国际标准名称(英文)
ICS分类号
91.100.30
中国标准分类号
Q13
标准主要起草单位
中国矿业大学(北京)
清华大学
北京建筑材料科学研究总院有限公司
上海百奥恒新材料有限公司
北京瑞吉达科技有限公司
计划起止时间
2024-2025
目的﹑意义或必
要性
指出标准项目涉及的方面,期望解决的问题;
煤气化渣是煤气化过程中产生的一种典型的煤基固废,随着我国煤炭清洁高效利用技术的不断迭代,煤气化已成为煤化工行业发展的重要技术工艺。近年来,煤气化技术发展迅速,导致气化渣产量急剧增加,年平均产量超3300万吨,利用率却不足10%,大部分采用堆积或填埋等低效处理方式。随着理论研究与技术研发的不断深入,发现基于煤气化渣自身的火山灰效应和低碳含量属性,可采用机械-化学耦合活化的方式将煤气化渣制成煤气化渣微粉,用作水泥混合材或混凝土用掺合料。这一技术的发展不仅可降低水泥混凝土生产成本,同时可实现煤气化渣的大宗消纳和高效利用,减少生态环境压力。目前,国内外学者在煤气化渣微粉的火山灰活性、混凝土掺合料配比设计等方面的研究工作中取得了较大突破。基于煤气化渣的组成与结构特性,充分发挥煤气化渣微粉在水泥、混凝土中的利用优势,经过不断深入的研发适配,逐步实现煤气化渣微粉制备水泥混合材、混凝土掺合料的推广应用。
传统水泥粉磨过程中使用的混合材主要包含矿渣、粉煤灰、硅灰、石灰石粉等,应用技术成熟,水泥用煤气化渣微粉混合材是以预处理后低碳含量的煤气化渣为主要原料,通过联合粉磨技术加入水泥熟料中,与国内普遍采用的矿渣、粉煤灰混合材相比,水泥生产成本低、组分波动性小、能耗低、利废减排。
在混凝土配比设计中会尽可能扩大矿物掺合料的种类和掺量,降低胶凝材料中水泥的使用占比。传统混凝土制备过程中使用的矿物掺合料主要包含矿渣、粉煤灰、硅灰、石灰石粉等,应用技术成熟。然而,混凝土行业对矿物掺合料的需求量远超供应量,且矿物掺合料存在稳定性差、分布不均等问题,限制了其在水泥混凝土中的应用比重。因此,为合理高效的利用工业固废,有必要扩大矿物掺合料的选材种类,并实现工业化应用,以保证水泥混凝土的性能不受明显影响,这为煤气化渣建材资源化利用提供了契机。
混凝土用煤气化渣微粉掺合料是以预处理后低碳含量的煤气化渣为主要原料,通过机械-化学耦合技术制备的用于混凝土中的无机矿物微粉,与国内普遍采用的矿渣、粉煤灰掺合料相比,混凝土生产成本低、组分波动性小、减碳潜力大。
目前国内尚未出台用于水泥和混凝土中的煤气化渣微粉相关产品标准,现行标准GB/T18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》、GB/T1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》以及GB/T51003-2014《矿物掺合料应用技术规范》无法指导煤气化渣微粉掺合料的生产及市场推广应用,例如在煤气化渣改性预处理,水泥、混凝土生产使用的煤气化渣微粉细度与碳含量要求等方面,前述的三项标准并不能进行有效指导,亟需制定针对于用于水泥和混凝土中的煤气化渣微粉的相关标准。通过制定该标准,加快规范用于水泥和混凝土中的煤气化渣微粉的推广应用,该标准可为生产、检测、应用等单位提供技术依据,促进行业的健康发展。
本标准中采用物理化学协同激发煤气化渣的方式制备水泥和混凝土中的煤气化渣微粉,达到规模化消纳煤气化渣、降低水泥、混凝土生产成本的目的,并实现煤化工基地周边生态环境治理。水泥和混凝土中的煤气化渣微粉是根据煤化工企业周边气化渣的排放情况,选择碳含量较低的煤气化渣,通过脱水-碳灰分离等预处理和机械-化学耦合活化技术形成的活性微粉。煤气化渣微粉用量占水泥或混凝土胶凝材料的10%~30%,解决区域性煤化工产业废渣的综合利用问题。本标准适用于水泥混合材、混凝土掺合料及辅助性胶凝材料。
近年来,水泥和混凝土中的煤气化渣微粉已得到一定规模的推广应用,如宁夏赛马水泥厂、中冀建勘集团有限公司、宝鸡汇德三废开发利用有限公司、河北建设勘察研究院有限公司等企业,中国矿业大学(北京)、长安大学、西安科技大学、内蒙古工业大学、昆明理工大学等研发团队也在不断开展产学研联合,积极推动技术转化应用。
目前,水泥和混凝土中的煤气化渣微粉已在一些道路工程、矿井充填等工程示范中得到实际应用,但由于缺乏统一的产品标准,其应用还受到一定的限制。通过制定《水泥和混凝土中的煤气化渣微粉》的标准,可以