随着我国“双碳”战略的实施，传统水泥产业面临着巨大的资源、能源和环境负荷的挑战。为了实现企业的绿色转型，并在需求萎缩和竞争日益激烈的市场中取得竞争优势，金隅集团一直在不断探索发展道路。

经过长期的布局和努力，金隅集团按照《集团科技创新攻关三年行动计划(2021—2023年)》的“五个一批”战略部署，并根据《集团新材料产业发展行动（2023—2025）清单》的推进要求，成功自主研发了多种低碳水泥熟料。同时，还逐步实现了技术成果的产业化和规模化，为水泥产品的绿色低碳化升级做好了充分的技术储备。这些举措为金隅集团和唐山冀东水泥公司在绿色转型方面赢得了先机，不仅能够满足市场对绿色低碳产品的需求，还能够减少资源和能源的消耗，降低环境负荷，实现可持续发展。

1.最具规模化应用前景的低碳熟料——高活性贝利特水泥熟料

高贝利特水泥熟料的研究由来已久，早在1935年美国胡佛大坝就使用高贝利特水泥配制大体积混凝土。与传统硅酸盐水泥熟料相比，这种熟料具有碳排放更低、耐久性更好、原材料适用范围更广等优点。但由于强度低和易磨性差的问题，这种高贝利特熟料一直面临着产业化的障碍。

为解决这些问题，金隅集团旗下北京建材科研究总院的研究团队以表面化学和量子力学理论为基础，通过优化高温热动力学条件和多维度缺陷设计技术，增加了硅酸二钙矿物的水化活化点，改善了熟料的易磨性。经过“活化”的高贝利特熟料，保持了水化热低、抗裂性好、耐久性好、碳排放低等特点，同时其强度提升至早期强度与传统硅酸盐熟料接近、后期强度优于传统熟料的水平，为其替代传统硅酸盐熟料奠定了基础。

高活性贝利特设计缺陷特征

2.厚积薄发的产业化之路

科研技术成果转化为工业化产品是一条漫长之路，在接下来的十年里，研发项目组在1000t/d到4000t/d的新型干法水泥回转窑工艺系统上进行了8次高活性贝利特水泥熟料试验，并成功完成了实验室到生产线的技术验证。

2021年该项目被列入集团的《科技创新攻关三年行动计划（2021—2023年）》，高活性贝利特水泥熟料技术成果转化进入了快车道。

高活性贝利特熟料产业化历程

2022年以来，科研总院与冀东水泥股份有限公司、河北金隅鼎鑫水泥公司、平泉冀东水泥有限公司开展了五次高活性贝利特硅酸盐水泥熟料规模化工业生产试验。项目攻关团队既要组织生料配料系统改造、建立新生料配料体系、建立新的烧成工艺制度，又要避免预热器与烟室结皮堵塞、尾气排放超标、烧成系统操作人员能力不足等风险。通过多层次细化生产试验方案并采取有效的工艺预防措施，工业化生产试验取得了成功。

高活性贝利特水泥熟料规模化量产

工业实验结果表明，高活性贝利特水泥熟料强度和易磨性得到显著提升，可根据应用场景对硅酸二钙和其他矿物成分进行设计形成不同组合，匹配满足不同客户需求。硅酸二钙（贝利特）含量范围控制在35%~75%时，3d强度介于15~30MPa，28d强度介于60~80MPa；28d水化热降低30%~50%；吨熟料节约煤耗5%~15%；氮氧化物排放浓度低于30mg/Nm³条件下，节约氨水用量30%以上；吨熟料碳排放降低30~70kg。

目前鼎鑫公司和平泉公司已经具备高活性贝利熟料规模化生产能力，这一突破将为水泥行业的低碳转型提供重要支持，有望推动绿色建筑材料的发展。

高活性贝利特水泥混凝土工程应用示范

3.低碳产品到创新产业链

采用高活性贝利特熟料，除可以替代传统熟料配制通用硅酸盐水泥，也适用于配制中低热硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、海工硅酸盐水泥、核电工程用硅酸盐水泥、油井水泥等特种水泥，便于水泥生产企业实现多品种生产、柔性定制系列“绿色水泥”。高活性贝利特系列水泥产品不仅能够满足客户对高质量建材的需求，还能够带来更长久的使用寿命和更低的维护成本。

高活性贝利特系列水泥配制的C15-C100强度等级的混凝土不仅仅完全满足现代混凝土施工周期要求，而且具有显著优于普通硅酸盐水泥混凝土的工作性能、力学和耐久性能。除此之外，项目组也在探索以高活性贝利特系列水泥配制如水利工程、核电工程、海洋工程等特定应用场景所需的混凝土，以及导电混凝土、抗电磁辐射混凝土、纳米改性超高性能混凝土、纤维增强超高性能混凝土等特种功能混凝土。采用高活性贝利特水泥配制的强度等级达300MPa的纤维增强超高性能混凝土（FRUHPC）和超耐久混凝土（UHDC），比既有市场产品具有更显著的性能、质量、成本和环保优势，将成为建造可持续绿色低碳基础设施的基础材料。

高活性贝利特水泥及混凝土产业创新链

冀东水泥将逐步从示范区域推广低碳高活性贝利特熟料的使用，这一举措不仅有助于传统水泥企业实现绿色低碳转型，还显著提高了资源使用效率，实现了高品位原生态自然资源的战略储存。金隅集团通过打造以高活性贝利特水泥为基础的绿色低碳水泥及混凝土产业创新链，引领水泥与混凝土行业的绿色发展，助力实现国家的“双碳”战略目标，并向新型胶凝材料产业链快速转型。