中国建筑材料联合会：低碳胶凝材料技术及应用交流会会议报告

低碳胶凝材料技术及应用交流会1 一、嘉宾致辞 二、专家报告 1.加速低碳水泥应用：全球机遇 2.低碳胶凝材料的研究与发展 3.硅铝质固废胶凝材料的组成性能、反应机理、生产应用及标准化 4.煅烧粘土-石灰石低碳胶凝材料在中国应用前景分析 5.IB2：从氧化铝工艺创新到建筑材料新解决方案 6.EcocemACT技术：从实验室走向施工现场 97.LC3规模化应用：全球发展趋势及中材建设工程实践 三、专家观点 111.曹元辉，中国建筑材料联合会标准质量部主任 2.郑永超，北京建筑材料科学研究总院首席专家 3.轩红钟，安徽海螺水泥股份有限公司生产运营部副部长 4.余松柏，华新建材集团股份有限公司技术研究院副院长 5.唐兴，全国工业产品生产许可证办公室水泥产品审查部 2在全球气候变化与“双碳”目标持续推进背景下，建筑材料行业正加快绿色低碳转型。水泥等传统胶凝材料生产过程中碳排放量较高，是全球工业领域减碳的重要领域之一。发展低碳胶凝材料、推动胶凝材料体系创新，已成为建筑材料行业碳减排的关键路径。近年来，全球范围内不断涌现出矿渣复合水泥、粉煤灰基胶凝材料、碱激发材料、石灰石煅烧黏土水泥(LC3)以及地质聚合物等低碳技术路线，在降低碳排放、提高资源综合利用水平和改善材料性能等方面展现出良好发展潜力。与此同时，各国也正通过政策机制、标准体系与市场应用引导，加快推动低碳建筑材料产业化发展。在此背景下，2026年5月21日，中国建筑材料联合会召开“低碳胶凝材料技术及应用研讨会”,邀请国内外行业专家、科研机构、标准认证机构及企业代表，共同探讨低碳胶凝材料的技术创新、产业应用、标准体系及未来发展方向，推动国际交流合作与行业绿色低碳转型。会议得到能源基金会的大力支持。3中国建筑材料联合会副会长中国建筑材料联合会副会长刘建华开发低碳胶凝材料替代传统硅酸盐水泥，已成为全球水利工程以及混凝土制品智能管理等领域应用；“新型低碳水为推动低碳胶凝材料新技术研发和推广应用，提出四点建议：一是凝聚绿色低碳全球共识，搭建高水平台，加强从基础研究到产业应用、从学术研讨到工程实践的交流互鉴；二是推动重大科技攻关“揭榜挂帅”，低碳胶凝材料与智能制造、固废资源化与低碳材料设心低碳技术瓶颈；三是构建低碳胶凝材料标准体系盖材料性能、固碳量测定及低碳产品应用等全链条标环境产品声明和碳标签为核心工具，助力低碳产品国际化推能源基金会工业项目主任韩炜能源基金会工业项目主任韩炜当前全球工业深度脱碳已进入“深水区”，节能增效等传统减排措施的潜力逐步趋于饱和，工业领域正加快向近零排放和深度减排阶段迈进。水泥行业作为公认的难减排行业之一，实现深度脱碳需要重点解决窑炉零碳供热和石灰石煅烧过程排市场认可度和产业化应用等方面的挑战。建筑和基础设施领域行业应进一步加强对低碳胶凝材料技术路线和规模化应用技术创新与政策机制协同发力。同时，充分发挥绿色低碳供应链建设等政策引导作用，促进低碳建材在更多应用场景中推广使用，逐步扩大绿色建材市场份额，为建材行业绿色低碳转型全球工业中心（GlobalIndustryHub）水泥与建材项目经理克里斯蒂·斯坦克（ChristyStanker）可在不依赖大规模CCUS基础设施建设的情况下显著降低行业碳排放。品创造公平的发展环境和稳定的市场需求。希望通过此次交流，进一步1.加速低碳水泥应用：全球机遇“2050年水泥和混凝土行业的净零排放路线图”2021年10月，全球水泥和混凝土协会(GlobalCementandConcreteAssociation,GCCA)及其成员承诺到2030年，与混凝土相关的CO₂排放量比2020年减少25%,到2050年实现混凝土净零排放。其中一项措施为：水泥和混凝土制造中的新型化学材料(硅酸盐水泥熟料的替代品)和成分，包括新的熟料替代品和新型熟料在内的创新水泥以及新的混凝土混合物设计。降低料系数仍是当前全球水泥行业最现实、最具规模化推广潜力的减碳路径之一。与CCUS等长期技术路线相比，低熟料水泥和新型胶凝材料已具备较好的产业化基础，是未来十年行业实现大规模减排的重要抓手。中国水泥行业在降低熟料系数方面已取得积极成效，熟料系数总体处于全球较低水平，在低碳胶凝材料推广应用方面具备良好基础。未来行业减碳不仅需要持续降低熟料用量，还需要与低碳熟料生产、替代燃料应用以及CCUS等技术协同推进。混凝土碳足迹分类标准：低碳胶凝材料的大规模应用离不开科学统一的碳核算体系和产品评价标准支撑。当前国际社会正加快建立面向水泥产品的温室气体核算方法、产品环境声明(EPD)体系以及低碳产品评级机制，为绿色采购和市场激励政策提供依据。该评价体系旨在建立全球统一的混凝土碳足迹分类标准，核心逻辑是基于全球变暖潜势对产品进行划分。评级过程充分考虑了混凝土强度与碳排放的正相关性，即强度越高通常意味着水泥用量越大、排放越高，因此允许各国根据本土技术现状设定具体的低碳基准，并保持动态递减的预期。整套评级体系共分为8个等级：其中AA级代表“近零排放”(与国际能源署IEA定义对标);A级至F级按排放强度区间等分划定；G级则为末端开放式等级。这一机制为全球市场提供了一个清晰、一致且兼顾强度差异的混凝土低碳准入评价工具。国际能源署(IEA)、工业深度脱碳倡议(IDDI)以及GCCA等国际组场形成对低碳产品的识别和采购需求。目前相关评价体系已在部分国家开展实践探索，为推动绿色建材市场发展提供了重要参建议：推动低碳胶凝材料规模化应用，需要加强产品环境声明(EPD)、产品类别规则(PCR)等基础体系建设，建立与国际接轨的产品碳足迹评价方法，同时充分考虑不同国家和地区产业发展阶段和资源禀赋差异，形成兼具科学性和适用性的低碳产品评价机制。5中国是世界最大的水泥生产与消费国，拥有全球领先的工艺装备与能效管理水平。目前中国水泥行业能耗水平已普遍优于国际通用标准，熟料系数约0.65,显著领先于欧洲 (0.77)等地区。行业始终坚持“科技引领、标准支撑、主动融入”的原则，将低碳转型作为长期战略主题。当前，中国胶凝材料正经历从传统“钙质水泥”(硅酸钙体系)向“铝质水泥”(硅铝基固废体系)的重大变革，通过技术端与材料端共同发力，在低碳熟料研发、固废高值化利用及极致能效提升方面已走在世界前列。低碳胶凝材料文献调研文献数量TEMarch,2024DPerformanceIndicato/FollowedGB175-2023Co2T/CSTMBelite-Ye'elmite-TernesiteCementClinker(UnderRegulting)硅酸二钙-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥熟料(制订中)3Alkali-ActivatedMateriaandflyashforhighwayroadbases硅钙渣粉煤灰稳定材料路面WholeSolidWaste-basofwholesolidwaste全固废高性能混凝土GB/T28294-2024Ironandsteelslagcomposi料cementitiousmaterial全固废低碳胶凝156Carbon-negativeandcasequesteringcementitious220254544-T-609MethodforDeterminingtheCarbonSequestrationCapacitCarbonation-BindingMater固碳胶凝材料固碳量测定方法(制订中)1低碳胶凝材料技术创新与产业实践：(1)新体系产品突破：成功研发并推广高贝利特硫铝酸盐水泥、硫硅酸盐水泥(高二钙体系)等低碳新体系。重点攻克了“一次性烧成”国际难题，实现了500吨级工业化示范，通过矿物组成优化显著降低单位碳排放；(2)硅铝质固废胶凝材料：基于地球硅铝质结构特征及固废属性，创制了完全替代熟料的“高熵固废”胶凝材料体系。该体系由水化硅铝酸盐凝胶、钙矾石等多组分协同反应，已在全国建成多条百万吨级生产线；(3)前沿颠覆性技术：积极布局太阳能聚光煅烧熟料、氢能替代燃料、富氧燃烧及数字化大模型驱动的无人实验室，利用人工智能突破传统认知边界，探索长流程产线的智能管控。1.世界各国正在建设低碳水泥的相关标准：基于现有标准，我国应进一步构建熟料用量为20%-50%的少熟料低碳水泥产品标准，同时开展混凝土应用技术规程制修订工作。2.从产品端，大力发展低碳熟料-水泥-混凝土，降低碳排放；从技术端：大力发展低/零碳燃料技术及装备，从能源结构上降低碳排放。3.分步有序推进碳减排：●近期(~2025年):发挥我国能效管理优势，推广基于既有生产线升级改造的先进综合减碳集成技术(高效粉磨与煅烧、光伏电力补充及智能专家系统),实现短期内尽快降碳。●中期(2025~2040年):源头减碳，发展低钙熟料、富钙固废替代及低碳/零碳燃料；末端固碳，发展无/少熟料水泥、全氧燃烧耦合CO2捕集，,在此阶段大规模降碳。●远期(2040~2060年):开发无钙低碳熟料及负碳水泥、氢能煅烧熟料等前沿颠覆技术，推广应用低钙熟料、低碳水泥、碳捕集和利用等技术，支撑我国水泥工业如期实现碳中和。6无机胶凝材料根据其硬化原理分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料，包括石灰、石膏、硅酸盐水泥等，其化学组成上均为钙质材料。在过去广泛研究和大规模使用的胶凝材料均为钙质水泥或者钙质胶凝材料。传统硅酸盐水泥(波特兰水泥)本质是硅酸钙水泥，其氧化钙占比高达66%,对地壳中占比仅为3.45%的钙元素进行了“疯狂攫取”。我国大宗固废累计堆存量超600亿吨，年新增逾110亿吨，硅铝质固废占比~70%,其综合利用率不足50%,固废制备硅铝质、低钙/碳胶凝材料可实现水泥行业协同降污减碳。因此，开发“硅铝质固废胶凝材料”不仅是解决工业固废堆存的根本途径，更是建材行业回归地球矿物本源、实现低碳发展的本质逻辑。从原始组成来看，不同于普通硅酸盐水泥的四元高钙矿物组成，硅铝质固废胶凝材料以硅铝质固废玻璃相为主。CaO含量大幅下降，从胶凝材料源头实现了减碳。并且高固废掺量胶凝材料的凝胶产物少、孔隙率增加，硅铝质固废胶凝材料的组成设计和微结构优化是保障其性能的关键。从水化产物组成来看，与传统硅酸钙凝胶单一胶结为主不同，硅铝质固废胶凝材料新体系以水化硅铝酸盐凝胶-钙矾石-LDHs等多元水化产物组成为主。化学激发硅铝质固废的胶凝性来源于其玻璃体的水化。一般遵循四个反应阶段，水溶液在与硅铝质玻璃体接触后，H质子与硅铝质固废玻璃体中的碱金属/碱土金属发生离子交换，阳离子溶出进入液相溶液。随后，OH-进攻桥接氧导致Al-O-Si键水解，玻璃体网络开始解聚并溶出硅、铝物种。随着液相离子浓达到水化产物的饱和度，水化产物开始沉积堆叠，最终形成致密的胶凝基体。●产业化线：与上海百奥恒合作，在河南焦作、宁夏银川、江苏盐城等地建成并运行了5条百万吨级全固废胶凝材料生产线，实现了“零熟料、全固废”的规模化生产。●乌玛高速示范：在宁夏乌玛高速公路建设中，实现了60公里全断面、全路段、全层位的工程应用，总投资达百亿规模。矿山/充填应用：成功应用于煤矿及金属矿山充填，解决了高含泥量充填材料强度不稳定的行业难题。●海洋/模块化建筑：承担国家重点研发计划“滨海工程结构用高固废低碳混凝土”,开展模块化建筑(装配式建筑高级版)的研发与起吊安装实证。在理论研究和技术实践的基础上，获得了中国首个硅铝质固废胶凝材料产品的国家标准立项，结合其适用场景，细化规范技术指标，有利推动指导固废胶凝材料的产业化应用。构建了从硅铝质固废原料预处理与活化、绿色制备技术、胶凝材料产品和应用技术规程的全链条技术体系与标准体系。●●国家标准突破：成功获批立项《硅铝质固废胶凝材料》国家标准。国际互认：积极参与联合国方法学申请，推动中国原创胶凝体系走向国际市场。3硅铝质固废硅铝质固废术与装置工程技术●在原材料方面，我国具备丰富的高岭土尾矿、煤研石等替代资源。其中，高岭土尾矿主要分布于华南、华东地区，煤研石则主要集中于华北和西北地区，两类资源均具有较大的开发利用潜力。研究团队通过全国范围样品采集和成分分析发现，约40%的煤研石资源具备作为煅烧黏土胶凝材料原料的利用价值。同时，河湖淤泥等新型资源也展现出一定应用潜力。●在生产工艺方面，回转窑、悬浮煅烧窑、隧道窑以及改造后的闲置水泥窑均可用于煅烧黏土生产。特别是在当前水泥行业产能利用率持续下降背景下利用闲置水泥窑生产煅烧黏土，为传统产能转型提供了新的发展方向。·在工程应用方面，研究团队已完成多个示范工程验证，包括企业厂区建筑、南京北站配套工程等实际项目。结果表明，LC3体系能够与现有水泥混凝土生产和施工体系无缝衔接，无需对搅拌、运输、泵送及浇筑工艺进行额外调整，工程应用条件已经成熟。●性能测试结果显示，LC3体系具有较低的氯离子扩散系数、更好的抗渗性能和耐久性，同时能够有效降低干燥收缩和温升效应，对海工工程、地下工程以及耐久性要求较高的基础设施具有较好的适用性。●研究团队还针对LC3体系流动性损失较快的问题开发了专用外加剂产品，有效改善了工作性能，使其能够满足工程施工要求。在南京北站示范工程中，通过大幅降低水泥用量、提高煅烧黏土和石灰石掺量，验证了LC3体系在保证强度和施工性能的同时，可有效减少碳排放和收缩开裂风险。●双碳”战略持续推进，水泥行业减碳压力不断增强；●国家大宗固废综合利用行动持续推进，为煤研石、高岭土尾矿等资源化利用创造了政策条件，且随着煤电比例下降和钢铁行业转型升级，粉煤灰和矿粉供应量预计将逐步减少，为新型胶凝材料发展创造空间；●大量闲置水泥窑产能为煅烧黏土产业化提供了新的基础设施条件。●水泥和混凝土市场需求整体下降；●所需原料与粉煤灰、矿粉等传统掺合料分布区域高度重叠；●目前煅烧黏土成本仍高于传统掺合料；●现行标准体系对LC3产品的适配性仍有待完善。或混凝土生产环节灵活掺入，实现减碳与资源综合利用目标。模型预测显示，到2035年，中国LC3产量规模预计约为3500万吨；若采用更加灵活的煅烧黏土利用模式，相关材料在水泥行业的应用规模有望达到1700万吨左右。重点应用区域将集中在内蒙古、山西、陕西、广西、江西等资源富集地区。8介绍了公司自主研发的低品位铝土矿提质技术及其衍生产品——水化硅酸钙(CSH)在建筑材料领域的应用潜力，展示了“氧化铝生产一工业副产物资源化一低碳建材应用”的跨行业协同创新模式，为建材行业开发新型低碳胶凝材料原料提供了新的思路和技术路径。随着全球铝需求持续增长，氧化铝行业面临高品位铝土矿资源日益减少、开采成本上升以及供年研发，法国IB2公司成功开发出工业化解决方案，可将低品位铝土矿升级为高品位铝土矿，提高氧化铝提取效率，减少资源消耗和环境影响。2025年11月，IB2首套工业化铝土矿提质装置在中国山西正式投产，标志着该技术完成从实验室研发到工业化应用的重要跨越。该技术不仅能够提升铝土矿资源利用效率，还能够降低矿山开采需求、减少运输和降低行业碳排放具有积极意义。在铝土矿提质过程中，能够同步产生一种具有潜在应用价值的副产品——水化硅酸钙(CSH)。与传统天然矿物资源相比，该产品来源于工业生产过程中的资源化利用，不需要新增矿产开采，可有效避免原料开采及加工过程产生的碳排放。目前IB2工艺可生产多种不同类型和性能等级的CSH产品，为其在建筑材料领域的多元化应用提供了可能。这种“从工业副产物到建筑材料原料”的模式，有望成为未来工业协同减碳的重要方向之一。目前IB2已围绕CSH开展大量基础研究和性能评价工作，并重点关注其在建筑材料领域的应用前景。研究表明，CSH具有：●微米级颗粒特征；●较低堆积密度；●一定火山灰活性潜力。目前团队正在评估其作为水泥生产原料、蒸压加气混凝土(AAC)原料、硅酸钙板原料、胶凝材料掺合料等多种应用方向的可行性。利用工业副产CSH替代部分天然矿物资源，不仅能够减少资源开采，还可能为低碳胶凝材料开发提供新的原料来源。目前全球市场上工业化生产的CSH产品仍较少，相关应用尚处于产业化探索阶段。IB2已识别出十余个潜在应用方向，其中建筑材料行业被认为是最具发展潜力的领域之一。特别是在水泥、加气混凝土等高碳排放行业，CSH有望成为降低资源消耗和碳排放的新型原料。仅依靠企业自身难以完成新材料从研发到市场应用的全过程，需要科研机构、建材企业、工程单位等多方共同参与，通过联合研发、性能验证和工程示范推动产业化进程。因此，IB2正在积极寻求与高校、科研机构及产业界建立合作，共同探索CSH在建筑材料领域的应用模式。Ecocem公司研发经理马修·克鲁克香克Ecocem公司介绍了ACT(AdvancedCementTechnology)低碳胶凝材料体系的发展以及工程应用实践。ACT技术通过优化胶凝材料组分设计，实现熟料用量大幅降低，在保证混凝土性能的同时显著减少碳排放，为水泥行业的技术路径。熟料生产过程产生的工艺排放约占水泥全生命周期碳排放的大部分，因此降低熟料系数是当前最具现实性和经济性的减碳手段之一。ACT技术以高效胶凝体系设计为核心，通过合理利用矿物掺合料和活性组分，实现熟料替代率的大幅提高，在保持工程性能的同时有效降低单位胶凝材料碳足迹。在CCUS尚未大规模商业化应用的阶段，通过新型胶凝材料体系降低熟料需求，是行业实现近期和中期减碳目标的重要途径。新型胶凝材料能否实现规模化推广，关键在于工程实践验证。近年来，ACT技术已从实验室研究逐步进入工程应用阶段，通过大量试验和实际项目验证其在强度、耐久性、施工性能等方面的表现。应用结果表明，ACT体系能够适应现有混凝土生产和施工工艺要求，在泵送、浇筑和养护过程中无需进行大幅调整，为工程应用创造了有利条件。工程示范项目不仅能够验证材料性能，也有助于提升设计单位、施工单位和业主方对新型低碳材料的接受度。低碳胶凝材料的推广不仅依赖技术进步，还需要标准规范、认证体系和市场机制协同支持。当前许多创新材料已经具备工程应用条件，但由于现行标准体系主要围绕传统硅酸盐水泥建立，部分创新产品仍面临市场准入和工程认可方面的障碍。加快建立以性能为导向的评价体系，推动标准从“配方规定”向“性能要求”转变，为低碳胶凝材料创造更加开放的发展空间。同时，应通过绿色采购、碳足迹评价和低碳产品认证等机制，引导市场形成对低碳建材的稳定需求。实现建材行业深度脱碳需要产业链上下游共同参与，包括原材料供应商、水泥企业、混凝土企业、设计单位、施工单位以及业主方等。ACT技术的发展经验表明，只有通过科研创新、标准建设、工程验证和市场推广协同推进，才能实现低碳胶凝材料从实验室成果向产业化产品的转化。未来，应进一步扩大示范工程应用范围，积累长期服役数据，为低碳胶凝材料大规模推广奠定基础。全球水泥工业已经历湿法生产、现代新型干法生产等发展阶段，未来行业发展的核心目标将聚焦于低碳化和零碳化。随着全球减碳目标不断推进，水泥行业不仅需要降低自身碳排放，还需要承担工业固废资源化利用等更多社会责任。从技术路线看，未来水泥行业深度脱碳将主要依靠三类路径协同推进：●替代燃料(AF)大规模应用；●全氧燃烧(Oxyfuel)与CCUS耦合技术应用。其中，替代燃料技术已相对成熟，全氧燃烧与CCUS被视为实现行业近零排放的重要终极解决方案，而LC3则是当前最具产业化条件和推广潜力的低碳材料路线之一。●机械活化(MechanicalActivation)其中回转窑和悬浮煅烧技术成熟度最高，已实现工业化应用；电加热和机械活化技术减碳潜力更大，但仍处于推广初期阶段；不同技术路线对应不同资源条件和应用场景，不存在单一最优方案。中材建设在法国、捷克等国家实施的项目表明，回转窑煅烧路线已具备产业化条件，并可实现100%替代燃料利用，同时具备占地面积小、改造灵活等特点，适用于现有生产线升级改造。悬浮煅烧路线则更适用于新建项目，特别是在缺乏粉煤灰、矿粉等传统矿物掺合料资源，但具备煅烧黏土资源的地区具有较好应用前景，目前已在部分非洲国家形成示范应用。从技术层面看，LC3工业化生产已经不存在根本性障碍，未来推广速度更多取决于减碳政策、资源利用需求以及市场驱动机制。标准建设是推动低碳胶凝材料规模化应用的重要基础。未来行业需要重点研究两个问题：第一，是在现有水泥标准体系基础上进行修订完善，还是建立新的产品标准体系；第二，是采用传统强度等级评价方式，还是进一步引入碳足迹、环境绩效等绿色评价指标。国际实践表明，许多国家更倾向于在现有标准框架下推动低碳产品应用，同时通过绿色标识、产品碳足迹认证等方式体现低碳属性，从而降低市场推广难度。中材建设正在天津武清建设零碳示范中试平台，集成LC3、CCUS等多项低碳技术路线，开展系统研究和工程验证，包括：高岭土尾矿、煤矸石、污泥等原料利用；多种煅烧工艺验证；替代燃料应用；数字化工厂建设；全流程碳减排技术集成等。1.曹元辉，中国建筑材料联合会标准质量部主任与2020年相比，2025年我国建材工业二氧化碳排放量下降24.9%，全行业已实现碳达峰并全面迈向碳中和发展阶段。在低碳胶凝材料发展路径上，一是通过技术升级实现传统胶凝材料低碳化；二是研发具有天然低碳属性的新型胶凝到我国建材产业规模庞大、碳排放基数较高，现阶段提升现有工艺技标准化已成为推动建材行业绿色低碳转型的重要抓用环节，推动低碳胶凝材料在建筑工程和基础设施2.郑永超，北京建筑材料科学研究总院首席专家设计、施工验收以及碳足迹核算与评价的完促进供需双方有效对接，提高市场对新型低碳胶凝材料的认知度二是加快构建系统完善的标准体系。建议建立国家层面的低碳胶凝材料标准体系框架，加强跨部门协调三是加大政策支持力度。建议在政府投资项目和公共工程建设中优先推广低碳胶凝材料，进一步落实固3.轩红钟，安徽海螺水泥股份有限公司生产运营部副部长海螺水泥始终以国家“双碳”战略为引领，围绕节能降碳技术创在节能降碳方面，企业持续推进生产线技术升级改造，通过预热器系统代燃料应用规模，形成标准化替代燃料