水泥行业节能减排压力巨大，加之海洋、水利、交通等重大战略工程极端荷载作用和极端服役环境的双重挑战，使得水泥混凝土材料的力学和耐久性能备受考验且挑战不断。特种水泥是特殊工程的制胜法宝，硫铝酸盐水泥就是其中的重要一种。

曾受铝质原材料短缺制约

硫铝酸盐水泥独特的物相组成，赋予其早强高强且后期强度不倒缩的优异特性，兼具低碱、抗冻、抗渗、耐腐蚀等一系列优于硅酸盐水泥的性能，在众多水泥中脱颖而出并不断发展。目前，硫铝酸盐水泥经过深入开发和长期使用，已形成各具特色的普通硫铝酸盐水泥和铁铝酸盐水泥两大系列水泥体系。这两大系列水泥在冬季施工、快速施工、抗渗防水、海洋工程、耐腐蚀工程等领域颇具独特优势，实力不凡。

但硫铝酸盐水泥的生产，需要大量高品位铝矾土。铝矾土又称矾土或铝土矿，主要成分是氧化铝。受氧化铝产能不断释放、政府环保政策、国际市场价格持续上涨等情况影响，我国铝土矿市场供应紧张。

节约资源是我国的基本国策，是维护国家资源安全、推进生态文明建设、推动高质量发展的一项重大任务。9月6日，中央全面深化改革委员会第二十七次会议指出，坚持把节约资源贯穿于经济社会发展全过程、各领域，推进资源总量管理、科学配置、全面节约、循环利用，提高能源、矿产、原材料等资源利用效率，加快资源利用方式根本转变。

唐山北极熊建材有限公司总经理陈智丰告诉《中国建材报》，“硫铝酸盐水泥作为一种新型低碳水泥，铝质原材料短缺问题日益显著。普通硫铝酸盐水泥熟料中，

含量高达55%~75%，其烧成需要大量高品位铝矾土，通常Al₂O₃含量需大于60%。铝矾土作为矿产资源监督管理的重点对象，已被视为国家战略性矿产资源，其价格逐年增长，导致硫铝酸盐水泥成本不断增加，严重制约硫铝酸盐水泥应用与发展。”

固废替代铝矾土

工业资源综合利用是构建新发展格局、建设生态文明的重要内容。《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》中明确，要着力提升工业固废在低碳水泥等领域的高值化利用水平。

陈智丰认为，钢铁、煤电、磷化工等行业的大宗工业固废中含有硫铝酸盐水泥生产所需的铝、硫、钙等资源，开发这种水泥的固废制备技术可解决水泥行业CO₂排放高和资源消耗量大问题，助力国家实现“双碳”目标，为基础设施的服役安全提供材料保障。

陈智丰介绍说，他所在的企业联合河北工业大学和北京工业大学开展了低碳利废高贝利特硫铝酸盐水泥的系统理论研究。特别是高活性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料、快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥、超低碳高强矿渣硫铝酸盐水泥的创新，实现了大宗工业固废的资源化和高值化利用，同时有效降低了CO₂的排放量。

高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，是研发人员创造性地将CaSO₄和f-CaO作为必要有益矿物活化

和C₂S，打破了传统水泥熟料设计理念。以

、C₂S、CaSO₄和f-CaO为主要矿物的高活性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料，解决了

含量低、C₂S含量高导致的熟料活性低的难题。由于

含量的降低，熟料生产可使用粉煤灰、粒化高炉矿渣等含铝固废替代高品位铝矾土，使用脱硫石膏和磷石膏替代天然石膏。

快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥的制成，是通过

三元体系晶体和胶体水化产物的相互作用及其与宏观性能的关系，基于晶胶水化产物生长调控的熟料高效利用机制，建立了宏观性能主导的水泥反向设计方法，以低熟料含量为水泥低碳化设计原则，优化设计熟料、混合材和石膏的组成，从而解决了熟料含量低与水泥早强的矛盾。

超低碳高强矿渣硫铝酸盐水泥，通过熟料中轻烧f-CaO、C₂S和CaSO₄与粒化高炉矿渣的水化反应过程，明晰了粒化高炉矿渣的多熟料矿物协同激发机理，以粒化高炉矿渣为主材、以少量高活性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料和石膏为激发剂开发而成。

“由于高活性高贝利特硫铝酸盐水泥熟料钙质原料消耗量少且烧成温度低，CO₂排放量比硅酸盐水泥熟料低34%；快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥4h抗压强度高达25.4MPa，28d干缩率仅为硅酸盐水泥的13%，1年抗硫酸盐侵蚀系数高达1.44，CO₂排放量比硅酸盐水泥低57%；矿渣硫铝酸盐水泥7d水化热仅为硅酸盐水泥的68%，28d抗压抗折强度高达63.3MPa和11.5MPa，1年抗硫酸盐侵蚀系数高达1.17，CO₂排放量不到硅酸盐水泥的10%。”陈智丰说。

优异性能将“大显身手”

近三年来，唐山北极熊建材有限公司生产的低碳利废高贝利特硫铝酸盐水泥销售总量达53万吨，在水利、海工、交通、建工、高铁、机场等领域广泛被应用。

北京长安街、青岛机场、京沪高速铁路专线、北京地铁、市政和城际公路，海工混凝土和大体积混凝土……都有铝酸盐特种水泥的身影，特种水泥将成就更多工程。

陈智丰说，这种水泥在无机地坪市场很受欢迎。现在环保要求高，传统的树脂、聚氨酯等有机类材料在施工过程中会产生挥发性的有机物，另外也存在受紫外线照射引起的老化问题，更有耐火等安全性问题。在性价比方面，硫铝酸盐水泥相比同效果材质的成本可以降低一半。

低碳利废高贝特硫铝酸盐水泥为水泥行业的节能减排和实现“双碳”目标提供了新思路和新技术。