科技日报记者 都芃
水泥是支撑基础设施建设、稳定国民经济发展的基础性材料。长期以来，水泥行业面临能耗高、碳排放大的痛点，绿色低碳转型压力突出。特别是在水泥制品养护环节，传统工艺能量消耗大，是碳排放的主要来源之一。
日前，由中国建筑材料科学研究总院有限公司（以下简称“中国建材总院”）牵头制定的《水泥制品养护固碳技术条件》与《基于项目的温室气体减排量评估技术规范 水泥制品养护固碳》两项行业标准正式出台，为水泥制品养护固碳技术规模化应用、行业规范化降碳搭建起标准框架，摘掉水泥制品养护高耗能“帽子”。
从“耗能”走向“固碳”
水泥作为一种胶凝材料，其制品在成形后需要在合适的温湿度条件下进行养护，以保证能够持续进行水化反应，形成特定强度。水泥制品养护固碳技术是用二氧化碳替代传统工艺中的高温蒸汽，让养护环节从“耗能”走向“固碳”。
“它的原理是用二氧化碳替代蒸汽，让水泥熟料矿物及其他钙镁组分与二氧化碳进行反应，将二氧化碳转化为稳定、不溶的碳酸盐。”中国建材总院特种水泥与水泥工艺所所长房晶瑞介绍，这一过程既永久封存了二氧化碳，又可以使碳酸盐填充水泥制品的材料孔隙，提升其密实度和力学性能，实现“固碳+增强”双重效果。
这项固碳技术的效果虽好，但推广应用中却面临“叫好不叫座”的尴尬情况。“根本原因是没有可遵循的标准，行业发展缺少规范。”房晶瑞说，行业此前对于固碳工艺参数、二氧化碳的引入和排出、安全环保要求等均无统一规范，更缺少统一的评价方法，导致产品固碳量无法核算，企业无法参与碳交易，限制了该技术的市场推广。
为了不让好技术卡在缺标准上，中国建材总院凭借在水泥材料科研领域的深厚积淀，在广泛调研与试验验证并行的基础上，围绕技术规范、减排核算两大核心维度，牵头搭建完整的行业标准框架。
“这两项标准瞄准产业发展中的现实痛点，目的是推动行业尽快走上规范化发展轨道。”房晶瑞举例说，《水泥制品养护固碳技术条件》明确了现阶段固碳养护技术适用于无钢筋的水泥制品，且固碳产品须首先满足原有产品技术指标，不能因为固碳牺牲使用性能；规定了二氧化碳气源及使用规范，将工业烟气等低成本二氧化碳源纳入养护气体并明确了烟气条件要求。“这项标准明确了水泥制品养护固碳技术的应用门槛和基本要求，能引导企业有目标地优化配方和工艺，降低技术落地门槛，进一步扩大行业规模。”
围绕“减排难核算、成果难认证”的核心痛点，《基于项目的温室气体减排量评估技术规范 水泥制品养护固碳》搭建起一套统一的固碳减排评价体系，使固碳量可测量、可核证，进而使企业具备参与碳交易的技术条件，破解了技术推广瓶颈。
从“经验驱动”走向“数据驱动”
水泥制品养护固碳技术能从实验室走向标准，靠的是一套扎实的数字化研发体系支撑。中国建材总院依托独创的“学科—配方—工艺—装备—验证”五元协同理论体系，建成固碳建材“采—融—知—用”数据底座，累计沉淀本学科基础数据超20亿条。
基于该数据底座，标准编制组归集了由24876条专用数据构成、覆盖“原料—工艺—性能”等关键要素的专项高质量数据集。在此基础上，团队建成具备多工况工业烟气模拟、多因素可控矿化、原位表征等能力的技术研发和测试验证平台；建立起涵盖原料化学性质、物理性质、气体参数、预处理与养护过程、矿化过程、产品属性等7个二级因子、51个三级因子的多因素权重模型，量化各因素对二氧化碳气—固转化的影响权重，构建起可解释、可预测的二氧化碳气—固转化多尺度模型体系。
“通过这一模型，我们可以清楚知道哪些因素对固碳工艺有影响，也能科学量化固碳效果。”中国建材总院党委书记、董事长郅晓说，依托数据与模型，团队建立“目标固碳量—目标强度—孔道结构—配方工艺”的反向设计方法，可以根据水泥制品性能需求确定最优孔道结构参数与颗粒级配方案，反向设计配方组成和工艺参数，实现从“开盲盒式”的反复试错到“按需设计”的转变，也为标准中的工艺参数确定提供了数据依据。
“依托数据底座和多尺度模型，这项固碳技术正从‘经验驱动’走向‘数据驱动’，这让我们的标准更有底气。”郅晓介绍，从全球来看，此前相关领域的国际标准仅聚焦于“特定水泥品种”或“抗碳化测试”，我国此次推出的这两项标准覆盖了水泥制品养护固碳的完整技术条件与减排量评估全流程，在标准体系的完整性和科学性上有领先之处。
郅晓表示，接下来，中国建材总院将联合相关单位持续推动标准升级、国际互认，在积累工业数据的基础上，在欧洲、亚洲、非洲等地，与沙特、尼日利亚等国共同开展标准适应性研究和属地转化，为国际标准制定提供中国方案。
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