近來關于如何壓減水泥產能，中國水泥工業應該如何發展的討論很熱烈，許多人都發表了看法。在此也談一點個人的認識。
有媒體近期發表的大型水泥企業集團董事長的訪談中，提及需要在水泥產品結構上創新[1]。水泥產品要實現“四化”，即高標號化、特種化、商混化和制品化。其依據是“國際上現在通用的基本上是42.5水泥，占比約50%，剩下的50%是標號更高的52.5和62.5水泥，但在我國32.5水泥的占比卻過半”。還有大型水泥企業集團董事長認為“我國現行的水泥標準與歐美等發達國家、甚至大部分發展中國家相比，仍有較大差距，要主動與國際先進水平對標，提升水泥標準迫在眉睫”[2]。這些企業高管認為，只要取消低強度等級的混合水泥，只生產混合材摻量在5%以內的高強度等級硅酸鹽水泥，則可壓減數億噸水泥產能。
上述觀點表明，這些水泥企業的高管對于國際上水泥生產現狀、水泥技術標準體系以及水泥最主要的銷售對象——混凝土行業的了解非常有限。
1 ISO標準與我國現行標準的差異
國際上現有兩個水泥標準體系，美國ASTM體系與歐洲EN體系。美國標準《波特蘭水泥》（ASTM C150/C150M-12）不以強度高低對水泥進行分級，其試驗方法與我國現行方法不同，借鑒意義不大。我國現行標準是參照歐洲EN 197標準制訂的，所用試驗方法相同，水泥的強度等級劃分相同。負責歐洲水泥標準化工作的CEN/TC51主席和秘書處，同時也負責水泥和石灰的國際標準化工作（ISO/TC74 lime and cement）。因此歐洲標準更具參考價值。
現行歐洲標準《通用水泥》（EN 197）中，根據混合材的品種和摻量，規定了27個水泥品種。這遠比中國標準詳細。在這方面中國標準落后于歐洲標準。
在歐洲標準《通用水泥》（EN 197）中，規定水泥的強度等級為32.5、42.5、52.5。只有中國標準《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2007）規定有62.5強度等級。所以“國際上生產62.5強度等級的水泥”的說法是沒有根據的。在中國62.5強度等級的水泥并沒有實際生產的產品。如果沒有實際的生產與應用，標準中的相應內容就沒有存在的價值。因此在標準中規定62.5強度等級是先進抑或落后確有必要探討。
所以我國水泥標準與歐美等發達國家相比，其差距不在強度等級，而是品種的細化方面。對于同一品種的水泥，我國標準的技術水平與國際是相同的。
我國現行的水泥標準只能規范水泥生產過程的穩定性和均質性，不能反映水泥的使用性能。隨著混凝土技術的發展，采用現行水泥標準規定的檢測方法得到的性能，越來越不能反映水泥的實際使用狀況。我們應該學習美國的經驗，制訂以性能為導向的水泥標準[3]。
2 我國能否生產62.5或72.5強度等級的硅酸鹽水泥
為什么水泥企業不生產現行國家標準有規定的62.5強度等級的硅酸鹽水泥？除了市場原因外，水泥生產本身也存在困難。為了生產62.5強度等級的硅酸鹽水泥，需要熟料強度達到65MPa以上，這需要增加C3S的含量。現在新型干法窯生產的硅酸鹽水泥熟料，其C3S的含量在50%～60%范圍內。如果進一步增加C3S含量，則需要非常優質的石灰石，這種資源很稀少。生料中碳酸鈣含量提高后，硅、鋁、鐵組分的調整范圍減小，使生料配料困難。高C3S含量的熟料對于燒成條件的變化很敏感，控制參數稍有變化，熟料品質就有很大變化。高強水泥的強度的經時損失大，存儲時間稍長，強度就可能不達標。十余年前，國家投入3 000萬元科研經費開展高性能水泥的研究，其主要內容就是研究高C3S含量的水泥熟料的生產與應用。這個項目的實驗室研究取得了成功，但并沒有實現工業化應用。我們掌握了高C3S含量的水泥熟料的生產技術，工藝裝備也有，但不實際生產，就是因為市場不接受這種產品。水泥廠如果生產這種成本高、市場推廣難的產品，將把自己引入死胡同中。
即使使用高強熟料生產62.5強度等級及以上的硅酸鹽水泥，也需要增加水泥的細度。高細度的水泥，其水化放熱量大，放熱速率快，與外加劑的適應性不好。用這樣的水泥配制高強混凝土，用于澆筑大體積的梁柱構件，后期強度增長率低，易產生溫度裂縫，其效果并不好。在有耐久性要求的混凝土工程中，對于水泥的要求常常明確規定，不得使用R型早強水泥，水泥中C3A含量須小于8%。住建部與工信部2014年聯合頒布的《高性能混凝土應用技術指南》指出，配制高性能混凝土所用水泥的比表面積不宜超過350m2/kg。土木工程領域已經認識到，使用高C3S、高C3A含量與高細度的高強早強水泥，對于提高混凝土結構的耐久性沒有益處。希望水泥行業也了解并認同這一觀點。
3 發達國家的主流水泥產品是什么
根據德國水泥協會的年報，在2013年，德國銷售了2472萬噸水泥，其中混合材摻量在5%以內的CEM Ⅰ型波特蘭水泥713萬噸，占28.8%；混合材摻量在6%～31%的CEMⅡ型波特蘭混合水泥1185萬噸，占47.9%；礦渣含量高于32%的CEM Ⅲ型礦渣水泥550萬噸，占22.3%；CEM Ⅳ型火山灰水泥和一些特種水泥24.1萬噸，少于1%[4]。
在2011年德國銷售的2622萬噸水泥中， 32.5強度等級的水泥占36.9%，其中早強型水泥占29.5%，普通型水泥占7.4%；42.5強度等級的水泥占50.0%，其中早強型水泥占26.0%，普通型水泥占24.0%；52.5強度等級的水泥占13.1%，其中早強型水泥占9.0%，普通型水泥占4.1%[5]。
從以上數據可見，歐洲主流的水泥產品是42.5強度等級的CEMⅡ型波特蘭混合水泥，類似于我國的P·O42.5普通硅酸鹽水泥。32.5強度等級的水泥用量也很大，而52.5強度等級的水泥用量不多。這種水泥產品結構與我國目前的水泥產品結構很相似。因此我國目前的水泥產品結構是合理的。
從水泥產品的結構與用戶需求出發，借鑒國際標準，在我國的通用水泥標準中應該保留32.5強度等級，取消62.5強度等級。
4 用戶需要什么樣的水泥
作為一種商品，水泥的產品結構應由市場決定。水泥的最大用戶是混凝土行業。在調整水泥產品結構以前，征詢混凝土行業對于水泥的要求是非常有必要的。
《歐洲預拌混凝土行業現狀概述（一）》[6]指出，大多數歐洲國家的預拌混凝土產品的強度等級大多在C15～C35之間，2013年占總產量的58.8%，C35以上強度等級的預拌混凝土占比只略微超過10%。
中國的預拌混凝土產品的強度等級分布大致與歐洲相似，也是以C30～C40為主，占總產量的50%以上。中國由于高層建筑、大跨橋梁等大型工程多，其高強混凝土的用量應比歐洲多。現在混凝土的施工方式主要為泵送澆筑，對于混凝土的工作性要求很高。大多數混凝土拌合物都應是高流動性的，同時不能離析。為此要求混凝土中的漿體含量高，需占總體積的三分之一以上。由于耐久性和強度的要求，現代混凝土的用水量較低，僅160～180kg/m3左右。雖然標準規范對于混凝土的最低膠凝材料用量規定很低，但實際混凝土的膠凝材料用量大多在380kg/m3以上。在配制普通強度等級的混凝土時，使用32.5強度等級或42.5強度等級的水泥是最佳選擇。使用P·O42.5普通硅酸鹽水泥或P·Ⅱ52.5硅酸鹽水泥，也能配制出合格的C80及以上強度等級的混凝土[7-8]。北京市的混凝土攪拌站采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥配制C30混凝土，其水泥用量可低至160kg/m3。如果使用高強水泥，則水泥用量將進一步減少；但漿體量不能減少，混凝土攪拌站只能增加礦物摻合料用量。目前優質礦物摻合料供應量不夠，從而給劣質礦物摻合料留下市場空間，使混凝土的質量管控更加困難。
對北京市某大型混凝土生產企業2014年使用的冀東P·O42.5普通硅酸鹽水泥的47個進場復驗結果進行統計，其平均強度為55.5MPa，標準偏差3.60MPa，最高強度63.4MPa，最低強度46.7MPa。使用同樣的熟料，應該可以生產P·Ⅱ52.5硅酸鹽水泥，為什么不生產，其原因水泥企業應該更清楚。
5 我國水泥生產存在的問題
許多人都認為，我國是水泥生產的大國，但不是強國。問題在哪里？目前我國水泥產品的均質性與穩定性存在很大問題。該問題與標準的先進與否無關，主要是企業是否嚴格執行標準與生產控制水平高低。
從上述水泥的例子可見，大型國有水泥企業生產的水泥強度富裕系數很大，產品的強度性能有保證；但是這增加了生產成本，自然資源沒有充分利用。為什么企業不將水泥的強度富裕系數控制在合理范圍？除了市場競爭的因素外，就是水泥的性能波動難于控制。同一工廠生產的同一品種，在一年內最大值與最小值相差達到16.7MPa。為了使產品始終合格，只能將控制參數調高了。這樣大幅度的性能波動，給混凝土攪拌站的生產控制帶來很大困難。提高水泥產品的強度和其他性能的穩定性是提高我國水泥品質的重要措施。
相對于水泥強度波動，困擾混凝土攪拌站的最大問題是水泥與外加劑相容性的突然變化。這種變化常常是沒有先兆的。當一批水泥進場，攪拌站發現相容性改變，卻無法追查其原因，也無法采取預防措施，導致混凝土拌合物離析泌水，工作性能不符合要求。水泥廠生產水泥的原料的性能是波動的，如冬儲熟料與新鮮熟料的活性不同，不同種類的混合材的性能變化等。水泥廠可以調整工藝參數，生產合格的但是流變性能不同的水泥。而流變性能變化對于水泥與外加劑相容性影響很大。按照現行標準，水泥產品出廠時不會檢驗其流變性能，水泥只能通過保持水泥細度、混合材的品種與摻量以及助磨劑的品種與摻量等因素的穩定性，來保證水泥流變性能的穩定。但從冀東水泥廠的例子可見，水泥廠對于水泥的強度都不能保持穩定，更別提穩定水泥的流變性能了。保證水泥與外加劑相容性良好與穩定是提高我國水泥品質的另一關鍵因素。
《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2007）要求水泥的出廠檢驗報告應包括出廠檢驗項目、細度、混合材料品種和摻加量、石膏和助磨劑的品種及摻加量、屬旋窯或立窯生產及合同約定的其他技術要求。但是由于現行的2007版標準中，該條款不是強制性條款，水泥廠普遍不愿意在水泥的出廠檢驗報告中列入混合材料品種和摻加量、石膏和助磨劑的品種及摻加量等內容。這種全行業的行為導致了混合材超摻以及使用不符合標準規定的混合材和助磨劑等亂象產生。如果能夠制止行業內的這些違規生產行為，則大量落后產能自然就被淘汰了。根據工信部原材料工業司發布的《水泥行業規范條件（2015年本）》第五條的規定，水泥粉磨生產中添加助磨劑的，水泥產品出廠檢驗報告單上要注明助磨劑的主要化學成分和添加量。復合水泥產品出廠檢驗報告單要注明混合材的種類、成分和摻加量。這個規定再次重申了GB 175的規定，有助于規范水泥生產，也有助于混凝土行業對于水泥的檢驗和選擇。《水泥行業準入條件》實施已有4年多了，按《準入公告管理暫行辦法》完成了七批公告，覆蓋面不到一半。也就是說尚有一半水泥企業未達到準入標準。混合材和助磨劑的使用不達標可能是其重要原因。在優質混合材日漸短缺的條件下，如何按照標準規范地生產水泥是大多數企業亟待解決的問題。水泥企業應了解下游行業的需求，生產滿足標準要求的水泥，至于生產高強水泥可以暫時不予考慮。
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