演讲人：Jesper Damtoft，Cementir Holding
地聚物水泥和波兰特水泥类似新能演电车和传统油车，油电混合是成本市场和技术的协同或妥协。
描述：自 2021 年 1 月起，煅烧粘土-石灰石水泥已在丹麦以 FUTURECEMTM 品牌生产和销售。演讲介绍了新水泥类型的开发和记录，包括丹麦混凝土标准的认可。将提供在建筑中的使用示例以及对混凝土建筑可持续性的影响。
https://www.youtube.com/watch?v=FdVcl9arliU
简介
感谢您邀请我来进行关于我们在丹麦进行的钙质粘土的演示。我将讨论关于钙质粘土和石灰岩水泥的工业经验及其生产和使用。您在这张图片中看到的是我们可爱的白色石灰石，这是我们水泥生产的来源。除了作为水泥生产的原料，这种非常细致的石灰岩还是一种非常好的填料。您看到的就是在奥利弗斯土地工厂的采石场，那里有着非常漂亮的蓝色水。
主要成分是钙质粘土，这是我们称之为丹麦塑性粘土的材料，它实际上是一种相当广泛的粘土形成。这种粘土极其纯净，含有约90%的粘土矿物。大部分粘土矿物组成通常是特定的，其中一些粘土纯度极高，被作为膨润土出售。所有粘土都含有一些钙质矿物，此外还有一些与石灰岩相伴的地层。
这种粘土的主要缺点是它是一种膨胀粘土，含水量达到35%。您在这里看不到，但它确实含水。如果您在周围走动，很快就会发现它是“塑性的”，您会弄得非常脏。这就是情况。然而，当我们寻找优质原材料时，我们需要考察在我们国家能获得什么。
协同效应
这实际上是我们技术背景的基础。您可以说这是经典的协同效应，即我们在所有原材料中发现的碳水化合物反应。在这个例子中，我们通过添加少量石灰岩和石灰石，观察到了显著的协同效应，相较于普通波特兰水泥的参考，强度提升了180%。在我们的经验中，这是一种非常稳健的技术，我们认为它是一种相对宽容的技术，容易在矿物学和质量控制方面进行管理。这也是我们决定继续推进的原因之一。
背景
我认为我需要再展示一张我们精彩粘土的图片，以讨论这一技术的起源，因为这并不是一项新技术。实际上，早在1991年，我们就开始了这项工作。当时，我们位于奥尔堡的工厂面临一些外国进口商的竞争，他们能够提供更便宜的产品，因此我们需要找到一种生产廉价高强度水泥的方法。
我们尝试了各种熟料替代材料，例如碎砖、玻璃、石灰岩、钙质粘土，最终发现混合粘土和石灰岩有协同效应。但结果发现，石灰岩水泥本身的性能已经足够好，因此我们将这一发现搁置，等待更好的时机。
二氧化碳排放
那些时机在二氧化碳成为问题时来临。大约在2000年，二氧化碳在欧洲成为了一个重要议题，欧盟开始实施第一轮温室气体排放交易系统，二氧化碳成本上升。这促使我们重新审视这项旧技术，开始将其发展为低二氧化碳水泥。我们与当地大学及地质调查部门合作，开展了第一项原始的未来主义项目，记录了技术并调查了原材料资源。
生产方法
下一步是研究如何开发钙质粘土的生产方法。我们与设备制造商进行了一项项目，开发闪蒸法作为钙化方法，并提供原材料以支持我们的水泥生产。这是我接下来将谈论的绿色混凝土项目，它涉及如何使用这种材料。
绿色混凝土项目
这个项目的一个有趣之处在于，我们与整个建筑价值链形成了一个联合体。包括波特兰水泥的主要生产商、混凝土生产者、承包商、咨询工程师、学术机构（丹麦技术大学负责基础研究，丹麦技术研究院负责应用研究）等。我们甚至与一些技术学院合作，以教授年轻人如何使用绿色水泥。
最重要的是，我们有公共建筑业主参与，包括公路局、铁路管理局，甚至女性链接，这代表了基础设施。我们的思路是，如果能够在基础设施项目中使用钙质粘土和石灰岩水泥，那么它就可以在任何地方使用。
耐久性测试
我们对耐久性进行了大量研究。我在此不想详细讨论，但我可以说，我们进行了全面的测试，包括实验室的耐久性测试。我们发现，这种钙质粘土和石灰岩的组合具有与传统丹麦混凝土类似的耐久性特性。
唯一的疑问是碳化以及一定程度的冻融循环。尽管使用钙质粘土和石灰岩水泥可以轻松制作出良好的抗冻混凝土，但测试方法似乎并不是最优的，可能过于严苛。我们进行了全规模的测试，现在已经七年了，您可以看到测试墙上布满了孔，因为我们用它来测试实际特性。
颜色对比
我们对碳化的结果非常满意，因为我们没有看到钙质粘土和石灰岩水泥与参考样本之间在碳化方面有显著差异。此外，颜色也是钙质粘土和石灰岩水泥常被提及的一个问题，但在这种情况下，颜色差异非常小。
经过一段时间，可能是几周或几个月，颜色差异几乎很难辨别，您必须非常了解这堵墙中哪一部分是钙质粘土和石灰岩水泥，哪一部分是参考样本。
全规模测试
我们进行了全规模测试，建造了四座桥梁，并在技术大学的新混凝土实验室进行了地面和楼板的测试。这些测试增强了我们对所做工作的信心，并促进了商业化未来水泥的决策。
商业化
这是我们新水泥的商业草图，替代了丹麦典型的波特兰水泥，后者含有5%的石灰岩填料和5%的石膏，而我们的水泥中钙质粘土和石灰岩的替代比例可达到35%，这是欧洲标准允许的。
对我们来说，重要的是，这也是我们摆脱对粉煤灰依赖的一种方式。由于丹麦在火电生产中长期依赖煤炭，而丹麦政府和议会已设定目标，要求到2030年前将二氧化碳排放减少70%。因此，任何能够帮助实现这一目标的措施都是必要的。
最终，我们决定如何生产这一水泥。我们考虑了两种技术：回转窑和闪蒸法。在之前的项目中讨论并开发的闪蒸法具有很大的优势。
他们已经存在，这也是我们今天获取钙质粘土的方式。我们可以购买第三方的钙质粘土，幸运的是，他们有一个回转窑。但最终我们希望自己生产，这可能是一个闪蒸法的过程。实际上，您可以看到的是琥珀色和紫色的线条，带有闪蒸法标志的那条，而其他行则显示出这些性质出乎意料地相似。这实际上是件好事，再次证明这是一种相当稳健的技术，对生产技术的独立性相对较高。
转化生产
我们今天在转化生产中制造水泥的方式非常简单。这里是我们看到的钙质粘土，然后我们只是将这些颗粒添加到熟料运输以及石膏中，所有这些都进入一个球磨机。石灰石是在磨后添加的，因为我们得到的石灰石实际上是粉末状的。所有这些工作得非常顺利。事实证明，第一次生产试验的结果与我们在实验室测试中混合原料时得到的结果非常相似。
所以，实际上在生产中制造这一过程相对简单。我还可以说，我们在另一个工厂使用了相同的系统，生产钙质粘土石灰石水泥，所有石灰石、油煅粘土的结果也是非常接近实验室的结果。因此，这是一项非常稳健的技术。
认证
这种新水泥于一月一日正式上市。我们根据欧洲水泥标准获得了认证，并被纳入丹麦混凝土标准。经过所有必要的耐久性和强度测试后，这项认证得到了通过。这是这种水泥的规格，实际上类似于高强度波特兰水泥。相比之下，一天的强度略低，这对于高火山灰水泥是正常的，但28天的强度实际上是相同的。
根据我们的经验，这只是一个例子，展示了用这种新水泥制成的混凝土的表现与传统混凝土大致相同。您可以看到它流动性很好，混凝土的稳定性也很好。这是非常正常的，我们当然看到需要使用大约50%到75%的超塑化剂，但我相信稍后在演讲中会听到类似的观点，实际上，添加剂制造商在优化混合物方面非常出色，我们对到最后不需要比今天更高剂量的超塑化剂持乐观态度。
我们感到另一个惊喜是，实际上是一个真正的惊喜，因为我们没有预料到这种新水泥对预制混凝土构件是有利的，尽管其一天的强度相对较低。但事实证明，当预制混凝土生产商获得水泥后，他们实际上学会了如何优化，使用加速剂和一些热量，所以他们能够高效地生产良好的预制构件。因此到今天，我们有预制生产商在市场上推广绿色混凝土构件。
绿色混凝土
引入新水泥类型并不容易。这并不是便宜的水泥，当然与客户习惯的不同。因此我们看到推动变革的驱动力，尤其是在可持续性方面，主要是大型建筑所有者，这可能是养老基金或对可持续性有特殊兴趣的开发商。这里有一个例子，这是一个大型建筑项目，名为“联合国-17村”，该项目旨在根据17个可持续发展目标进行建造，当然建筑业主希望使用绿色水泥，因此他们选择了我们的产品，我们已经供应了这些已混合的水泥。
环境表现
关于环境表现，这是一种具有环境产品声明（EPD）的水泥，其全球变暖潜力约为600公斤二氧化碳，和850公斤的普通波特兰水泥相比，我们希望能够更低，但正如您提到的，钙质粘土中含有大量水，我们需要将水分去除，这当然耗费能源，但我们没有这个过程，因此我们能够生产出具有较低二氧化碳排放的水泥。
重要的是，这种水泥在生命周期分析中的表现如何。我们对各种建筑进行了多次生命周期分析，下面是一个公寓建筑的例子，我们比较了一种基于粉煤灰和普通波特兰水泥的传统混凝土，以及用新水泥制成的建筑。我们实现了27%的二氧化碳足迹减少，我认为这是相当不错的。
当然，这个计算结果也表明，建筑并不仅仅由混凝土构成。我们经常被告知混凝土是建筑中的“大罪犯”，但您可以看到，27%的减少实际上是混凝土中的二氧化碳足迹减少，而每平方米的减少为7%，这当然是相当可观的，但这只是减少建筑二氧化碳排放的关键之一。
限制
总之，我们并没有完成。当前熟料替代的限制是欧洲水泥标准，限制了熟料的替代比例为35%。但是在一个新的标准EN 197.5中，实际上有可能提高到50%的熟料替代。因此，我们启动了一个新项目，称为“钙质”，与我们在绿色混凝土项目中相同的合作伙伴一起，代表整个价值链，以开发一种熟料替代比例更高的水泥，达到50%，或者具有更高的早期强度。尽管预制构件生产商可以使用现有的水泥，但他们仍然希望有更高的强度，因此我们希望激活钙质粘土，以提高其强度。
在未来四年内，我们将致力于这一目标，展望到2030年，我们的目标是使钙质粘土石灰石水泥成为丹麦的主要水泥，希望能大量生产，并实现高比例的熟料替代。
我想感谢您耐心倾听我的分享，希望您觉得这很有用。
