硫铝酸盐水泥的生命周期评价案例分析
年第 期
《新 世 犯
水泥导报
》
专题 论 述
中图分 类号
文献标识码
文章编号
以
供
巧 〕
刀
硫 铝 酸 盐 水泥 的生 命周 期 评价案 例分析
宋 萍 聂 柞仁 狄 向华 崔素萍 王 志 宏 北 京 工业 大学材 料 科学与工 程 学院
。
仪
摘 要 硫铝酸盐水 泥 在 生产 过程 中对 生态环 境有 重要的 影响 从 资源和能源消耗 以及污 染物排放等 个 方面
考 虑硫铝 酸盐 水泥对环境的影响
进行 生 命周期评 价
,
,
并依据温 室 效应
、
酸化效 应
、
光 化学烟 雾形 成和人 体健康损 害等 影响类 型 对其
得到单一评 价结果和 工 艺改进的环境 热点
。
关键词 硫铝酸 盐 水泥 环境 协调性评 价 环境
引言
硫铝 酸盐 水 泥 是 中 国 建筑 材料 科 学 研 究 院研 制
成功 的 特种水 泥 系 列
土
、
铝 酸 盐 水泥 的 年 产 量 已达
生 产 能力
。
万
,
具 备年 产
,
万 的
,
是 以适 当成 分 的石 灰 石
一
、
矾
石 膏为原 料
,
经 较 低温 度
,
℃
锻烧 而
对 于 硫 铝 酸 盐水 泥 的 生 命 周 期 评 价 目前 国 内 少 见 报导 陈 明 芳 运用 方 法对 硫铝 酸 盐 水 泥 生
。
成 的 以 无 水 硫 铝 酸钙 几 弄 和 硅 酸二 钙 矿 物组 成 的熟 料
、
为主 要
、
产 过 程进行 了初 步 评 价
用 价值
。
,
从
评价 的角 度 论 证 硫
,
掺 加 适 量 的石 膏 等 混 合 材 共 同 粉
、
铝 酸 盐 水 泥 在 提 高 使 用 性 能 与环 境 协 调 化 方 面 的 应 但 其 评 价 过程 中采 用 大 量 简化
磨 所制 成的具 有早 强
、
快硬
、
、
抗冻
、
、
耐腐 蚀
抗渗
、
尤其 是 能
,
膨 胀 自应 力 低 碱 等 一 系 列优异 性 能 的水硬 性胶 ” 它 包括快硬 自应 力 低碱等 不 同 的水泥 凝 材料
。
源 生 产 方 面 的 公 共 数 据 与 目前 我 国实 际 水 平 颇 有偏 差
,
因此 本 文对 整 个 评 价 过程 进 行 了改 善
, ,
并对 生
品种
,
广 泛应 用在
、
制品
、
冬 季施 工
、
应 力水 泥
产 过程 各个环节进行 分 析 调化改 造
。
以期更 清 楚 地 认 识 硫铝
压 力 管 及 普 通 排 水 管等 建 筑 工 程 和 制 品 方 面 制 防 水 材料 抗 渗堵 漏
、
在配
酸 盐水 泥 生 产过程 的环 境 协调性 评 价 目的与范 围确 定
并指 导 其环境 协
预 拌 于 混 砂 浆 和混 凝 土 膨 胀 剂 等 特 种
同 时也 应用于
。
工 程材 料 方 面 也得 到 了 一 定 的应 用
抢 修抢 建 工 程 等特殊 工 程
目前 中 国 硫
口仪
当前 我 国 硫 铝 酸 盐 水 泥 主 要 有 干 法 中 空 窑
兀 旧
、
立
北 京市教 委 科技 发展 项 目
不 同体 系水 泥 复合生 态设计研究
一
,
它 的 编 码 涵盖 工 艺
“
、
电气
” ,
、
建筑等
所有 关 联 专
。
信息 机
。
如
“
田
一
”
表示 用 于 电 柜
业
,
且 相 互 之 间的编 码 互 相 延 伸
“
例 如 水 泥 磨 电气
“ ” ,
, ’ ,
控 制 的 中间继 电器
一
安装 在
室 建 筑 物编 码 为
水泥 磨 为
“
功
结束语
当然
,
内
。
水 泥 磨 设 备 电机编 码
二
与 力长 泥磨
, , 。
设 备 相 关的
柜编 码 为
。
其 次其
,
在 海德堡 编 码 系 统 中 也 存在 一 些 不 足
,
,
编 码 系统 较 细 化 变压 器 室
目了然 设备
,
例 如 它 不 仅 对 所 有 建 筑 物 编码
。
‘
例 如 它 的 编 码 缺少 对 图 纸 号 编码 原 则描 述 统中 系统 求
,
。
同时对
同 时 建 筑 物 内 的 房 间也 逐 一 编号
如 水 泥磨 电 气 室
” ,
电 气 设 备 中现场 设 备控 制 箱 的编 码 也 没 在 其 编 码 系
房 间编号
,
,
‘
同 时 对 房间的
丫
,’,
他 山之 玉可 以攻 石
,
我 们 借 鉴海 德堡 的 编 码
,
功 能也 能简化 描述
如
,
”
刀
使人 一
,
,
根 据正 的相 关 准则
,
综 合考 虑 各 个 专业 的 需
,
编码 为
。
“
的房 间内布置 有 中压
。
统 一 各 专业 的 编 码 原 则
,
建 立 一 套 逻 辑严 密
、
明确表 示 房 间 与 设 备 之 间 的 关 系
符 合 国际惯例 的设备 编码
能提 高 我 院的设计效率 场 创 造 良好的技术保 障
。
符合 我 院 当前设计 形 势
,
我们 以 往 的编 码 中根本就 没 去 考 虑
强 调 编 码 中符号的功 能
,
再次
“ 一 ”
、
,
其特 别
、
为拓展 宽广 的 国 际设 计市
收稿 日期
侧巧 住
一
“
二
,
”
、
“
”
、
“
”
等符
号 在编 码 中作 用 不 可 忽 视
能言 简 意 赅地 传 达 复 杂
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年第 期
宋 萍
,
等
硫 铝 酸 盐 水泥 的生 命 周期 评 价 案例 分析
专题 论 述
筒预 热 器 窑 和 五 级旋风 预 热器
其中
,
窑 种生产工艺
,
。
力 生产 的生命周期 消耗 与 排 放
。
其中
,
燃煤开 采 的
,
干 法 中空 窑 生 产 工 艺 和 立 筒 预 热 器 窑 生 产 工
、
生命周 期清单数 据 采用
犯尸
,
艺 存在着产量 偏 低
能耗 高
,
、
料 耗 大 等 缺点
而旋
,
而 电力 生 产 的生命周 期 清单数据 采 用 狄 向华 的 计 算
风 预 热器 窑 生 产 工 艺是 在
年 后 发展 起 来 的
,
与
产
结果
。
汽车运 输涉 及 的清 单数据则 采 用
物
数
前两 种 生产 工 艺 比 较
量 趋于 大 型 化
,
能耗和料耗 进 一 步 降低
。
,
据 库 中载重
喋 油 大货 车的相 关参 数
,
。
质量 比较 稳 定
是 目前 我 国硫铝 酸
,
经重 新计算 并 整 理 后 的生 命周期 清单见表
。
功 能单 位
硫 铝 酸 盐 水泥
盐 水 泥 生 产的主 流技术 分 析从 原 料 开 采
、
本 文 以旋 风 预 热器 窑生 产 工 艺 作 为研 究 对 象
周 期 中各环节 的环 境 影 响
,
水泥 制造 以及 构成 混 凝 土 的 生 命
辨 识 环 境 影 响 的 重 点环
、
节 耗
,
从 而 促使改进 生 产 工 艺
降低 能源和 原 材料 消
、
减少环 境污 染
。
,
同时为硫铝 酸 盐 水 泥 使 用 的生
,
命 周 期评 价提 供 基 础 数 据
推动 建 筑 材料 工 业 的 可
如
持 续 发展 本研究的功能单位 为 亩
盐 水泥
。
级 混凝土 所 需硫 铝 酸
在本 案例 分析 中 不 考虑水 泥 的循 环 利 用 和 废 弃处理 与 生 产 设 备和 建筑设施 相 关 的 环 境 污
, ,
染也不予考 虑
。
清 单分 析 清 单 分 析 主 要 是 确 定有 关 子 系 统 的 环 境 数 据
本研 究 中
,
。
因 无法 得 到本 研 究 案例 中所涉 及 的大 多 数 种 类
硫铝 酸 盐 水 泥 的生 产 原料 采用 石 灰 石
,
、
、
资 源 和 能源消 耗 的耗竭 性特 征化 因子 和 归 一化 因 子
本 研 究 对 于 不 可 再 生 资 源 消耗 的 评 价 暂 不 考 虑
,
,
矾 土及石 膏 吨水泥 料耗为石灰 石 石膏 不 考 虑 工 业 废 渣的 利用
,
。
矾 士刃 叮 标 准混 凝
集料
、
实
。
际评 价 的环境 影 响类型 包 括 温 室 效应 应
、
、
酸化 效 酸 化效
和
土 配 比为
地 水泥
、
地砂
。
、
光化学 烟 雾 形 成侧义 和 人体健康损 害汗汀
,
水泥
砂 石 本 案 例 中硫铝 酸 盐水 泥 及 混 凝 土 产 品制 造 的 相
,
“
其中
,
温室 效 应 涉及到的环境排放 物 是 和
、 ,
应涉及到 的环 境 排 放物包括 形 成涉 及到
的 排放 因 和
。
光 化学 烟 雾
关数据来源于 陈明芳
另外
,
经 过 工 艺子 环节 分配后见表
。
和
,
而 人 体 健康 损害 涉 及 到
,
水 泥 和 混 凝 土 所 需 原 料 采 用 柴油 汽 车 运 输 和
原 料开 采
。
,
其 运 输距 离 分 别设 定 为
涉 及 到多 个环境 影 响类 型
,
而 对环
表 功能单位硫铝酸盐水 泥 的环 境数据
境损害的 机 制 又 各 自不 同 进 行分 配
制
,
。
故需要 在 影 响 类 型 之 间
。
不百
石
资
单位
水泥制造
混 凝土制造
在酸化和 人体 健 康损 害之 间为并联机
,
一味 血 阵 卜
源与
嵘 雀 喘 位
职
按各取 其半分配
,
分配 因子 均 为
在 人体
健 康 损 害 和 酸 化 效 应 或 光 化学氧 化 物 形成 之 间 亦为
并联 机 制 同样按 各 取 其 半 分配
,
但 酸化效 应 和 光
,
能源
消耗
的 环
境污
工
化学 氧化 物 形成两 种 影 响类 型 之 间为 串联机 制
部 量 均 可 能造 成 影 响 部量
。
全
所 以两 种 影 响类 型 之 间 取 全
、
因此
,
在人 体
健 康 损 害
酸 化效 应 和光化
学 氧化 物 形 成 等 种 影 响 类 型 之 间 的 分 配 系数 均 为
住侧瞬
。
染物
、
排放
表 中燃 煤 开 采 和 电力 生 产都 需 要 消耗初 级 能 源 并 排放环境 污 染物
,
进 行分 配 后 需 要 对 各 种 环境 排放 物 在各 自影 响类型 中进行 特 征化 并进 行 合计 结 果见 表 在 特征 化 之 后 可 进 行 归一 化 步 骤 由于 目前
, ,
。
,
,
,
因此 还 需要 考察 燃煤 开 采和 电
无法得 到我 国 的相应 基 准
,
所 选择 的 归一 化基 准 为
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《斯 世 犯
水泥 导银
》
专题 论 述
年 各 种 影 响 类 型 的全 世 界 污 染 物 总 当量 值
一 化结 果 见 表
项 目 单位
己
一
。
归
这 跟水 泥 生 产 过 程 中燃 料消 耗 和石灰 石 分解都排放
大量
。
的共 识是一 致的
,
。
酸化 效应 次之
,
而人体健
。
表 硫铝酸盐水泥环境影晌分类及特征 化
原料 开 采
康 损 害 最小
合计
位
表 明硫 铝 酸 盐 水泥 生 产 与使 用 中该 影
水泥 制造
住
混凝 土制造
肠
响类 型 在分析精度不 是 很 高 的情 况下可 以忽 略 不计
丫兀
一
乙烯
田
朔
仃
项 目
一
本 二 氯苯
表 硫铝酸盐 水泥环境 影 响的归一 化结果
原 料开 采
火
水泥 制造
,
一
混凝土 制造
之
合训
卯
火 沐
’
厅
,
减
洲
竺
’
忆
,,
仃
,
,,
缪 汗
义
, 幼
‘,
’
’
,
。 ‘
以
,,
仃‘
滩
归 一 化 后 的 各 种环境 影 响 类 别 在 量 纲和 参 照 标
图 硫 铝酸盐水 泥生 命周期 环婉影 晌 中各环境类型所 占份额
准 上 保 持 了一 致 宏观 政策
、
,
理 论 上 已经 可 以 进 行相加 求 和
。
,
结论
运用
从 而 确 定 整 体环 境 协 调 性
但是
,
由于 地 理 环境
,
,
、
方法 评 价硫铝 酸 盐 水 泥 的环 境 负
、 、 、
经 济条 件 等 实 际情 况 的差异
致使各 个
,
荷
,
发 现 其对 环 境 的 影 响 主 要是消 耗 了 大 量 的 资 源 和
。
、
环境 影 响类 别 之 间 的 重 要性 有 所 不 同
用 专家打 分 法确 定 类型 的权 重 因 子 分别为
原料 开 采
。汾 年
‘
、
为此
。
还需
能源 以及 向环境排放 大 量 的
主 要 发生 在 原 料 开采
,
要 为各种环 境 影 响确 定 各 自的相 对权 重
、 、 、 、
本研 究 采
水泥 制造 和混 凝 土 制造阶段
,
代犯 和盯 等 种影响
用 专 家打分法 确 定硫铝 酸 盐水泥 生 命 周 期各
和
。
从 而 得到
,
阶段环 境 影 响 因 子 权 重 系数 计 算得 到功 能单位 硫铝
酸 盐 水泥的 生 命 周 期环境 影 响单 一化 指标 为
仃
‘
,
水泥 制造和 混 凝土制
造 等 个 工 艺 环 节 的 一 任 和 环境 负 荷 值 分 别 为
,
,
其 合计 值 为
,
又
冲
、
饰
。
禅
啤
。
水 泥 制造环节 即 为 评价 得 到 的 环境 热点
,
结果 解释
经 环境 影 响 评 价 可 以得 到 功 能 单 位硫 铝 酸 盐
,
也 就 是 需要进 行 工 艺 改 进 的重 点环节 中
,
。
在 各 个环 节
也 是 最需 要
,
温 室 效 应 都 占最 大 份额
。
,
表明
抖放 是硫铝酸 卜
,
水泥的 生 命 周 期 环境 影 响单一化 指 标 年
,
为
’乍
盐 水 泥 生 命 周 期 影 响 中最 重要 的 因 素
同 时 又可 从 图 看到
, ,
,
水泥制造环 节 为环 境 影 响
,
分 析和控制 的 因 素
因此
,
硫 铝 酸 盐 水 泥 进 一 步提
。
的最 主 要 环节
相 对较 小
占到 总 负荷的
,
。
混 凝土制造 环 节
,
高环境性 能可 以通 过降低 碳酸质 原 料 的用量 和煤耗
发展 新 的燃 烧 技术 减 轻水泥 的环 境 负荷
参考文献
王 燕谋
,
不足
而原 料 开 采环 节的环境 影响 明
因此
显最 小
,
甚 至 不 到 总 负 荷的
,
水 泥制 造 环
苏慕珍
,
,
节 即 为 评 价得 到 的 环 境 热点
也 就 是需 要 进 行 工 艺
张量
硫铝酸盐水 泥
北 京 北京
业 大学 出版社 陈明芳
创珍
硫 铝 酸盐水泥生命周 期评 价 北 京 工 业大 学
硕 士学位论 文
匕
,
,
入 五
口
澄
块
叫
企
吮
刘 狄 向华
,
】 人议绷
阴 么
,
万
聂柞仁
,
左 铁铺 中国火力 发 电燃料消耗的生
,
命周 期排放清单 中国环境科 学
仪
园
由图 可知
,
在各 个 环节 中
,
,
温 室 效 应 都 占最 大
。
中
初
加七
门
回伽
川
扣
助娜
以卯
份额
,
表明
排 放是硫铝酸 盐水 泥生 命 周 期影 响 中
也是 最 需 要 分 析 和 控 制的 因 素
收稿 日期
仪万
一
最 重要 的影 响 因 素
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