随着我国国民经济的快速发展，砂浆王配方作为重要的基础材料，其需求不断增长，而资源、能源和环境的制约，使得提高相关产业的集中度和研发推广低碳技术成为重要的关注点。“十一五”以来，国家发改委、工信部、科技部、住房和城乡建设部等多个部门出台的各种政策法规和设立的科技计划，积极引导水泥混凝土行业的发展，使水泥行业的联合重组成为力度最大的5年，大大提高了水泥企业的集中度，对淘汰落后起到了重要作用，使水泥混凝土领域低碳技术的研究和推广应用显着加快，对科学发展做出了贡献。
水泥混凝土行业现状
到“十一五”末年的2010年，全国的水泥产能已达到18.7亿吨，熟料产量为11.52亿吨，其中新型干法水泥生产熟料8.2亿吨，熟料的产能比例已经超过80%。据统计，2010年，4000吨及以上水泥新型干法工艺生产线吨熟料标准煤耗预计下降到107千克以内，一些先进水泥生产企业的部分生产线已低于100千克，新型干法工艺平均水平下降到112千克标准煤。目前新的日产5000吨新型干法生产线粉尘排放基本达到100毫克，行业最好水平居国际中等偏上。近700条新型干法水泥生产线建设了余热发电系统，装机容量4786兆瓦。“十一五”期间，累计淘汰落后水泥熟料生产能力4.34亿吨，落后水泥生产能力4.03亿吨。
高性能混凝土已广泛应用于我国重点工程建设，三峡等大型水利工程采用的上千万方的中低热水泥混凝土、碱骨料反应研究成果解决了客观条件苛刻的青藏铁路建设难题，超早强高性能混凝土技术制作替代德国技术的无砟轨道板大量应用于高速铁路，高品质的聚羧酸系高性能减水剂轨道交通和道路建设等等，高性能混凝土为我国重点工程建设发挥着越来越大的作用。
“十一五”期间，在科技部的领导下，我国水泥混凝土行业围绕节能减排的相关低碳技术研究全面进入国家三大科技计划体系，成功申报多项国家科技支撑计划、国家重点基础研究计划（“973”计划）、高技术发展规划（“863”计划）的重大项目或重点项目，并取得了一批水泥混凝土行业节能减排重大技术成果，进一步推动了水泥混凝土行业的科学技术创新，为“十二五”及今后一段时间的我国新型干法工艺技术实施节能减排、资源综合利用的技术发展、高性能混凝土技术的不断深化和有效应用奠定了雄厚的基础。同时在国家发改委和工信部的支持下实施了一批节能减排科技示范项目，国家自然基金委也对应用基础研究给予了支持。
1.水泥生产制造过程的节能减排技术
水泥生产仍以高效、优质、清洁、节省资源的加工制造技术为总体发展趋势。其中包括采用工业废弃物和尾矿替代原、燃料技术、调整原料组成使之达到产品的性能与结构最优化；绿色制造技术与装备，清洁生产技术等。
在替代原、燃料技术方面，主要是利用工业废弃物和尾矿等替代建筑材料生产中的原、燃料。利用方式主要有两种：一是利用粉煤灰、煤矸石、赤泥、电石渣、各类尾矿渣等作为替代原料；二是利用废轮胎、废油、废塑料等可燃废弃物作为替代燃料。由于我国各类废渣种类多、数量大，我国水泥制造业在利用工业废渣作混合材方面，无论是理论研究还是实际应用已经处于世界领先水平，粉煤灰、矿渣已广泛应用于水泥和混凝土中，近年来通过物理和热态的化学活化等技术途径提升了钢渣的活性，磨细钢渣在水泥和混凝土中的应用得以实现。根据欧共体的统计，在其成员国中利用二次燃料替代天然燃料用于水泥生产的替代率平均为12％，全球最大的水泥制造商Laftilge公司可燃废弃物的燃料替代率在50％以上。但我国目前利用废弃物作替代燃料还没有进行系统研究。
目前我国许多种类危险废弃物、城市污泥、城市生活垃圾等没有得到很好的处置。中材集团牵头完成的“十一五”国家科技支撑计划项目“新型干法水泥生产线节能减排技术与装备研究”项目包括城市生活垃圾在水泥窑中的处置技术与装备研究，以及电石渣制水泥规模化应用技术及装备研究。北京金隅集团也已经进行了水泥窑炉协同处理废弃物的实践。
在由中国建筑材料科学研究总院（以下简称中国建材总院）牵头的“973”计划“高性能水泥制备和应用的基础研究”项目研究在受到各种外来离子固溶诱导下的C3S晶体晶型结构变异对C3S晶体胶凝活性的影响，后通过宏观设计将这种变异在工业化过程中加以实现。该项目在高阿利特含量的高胶凝性熟料研究方面取得实质性进展，通过提高阿利特水化活性和含量可以提高熟料强度5～10兆帕。此项技术实现了工业化生产。利用高强水泥熟料与水泥性能优化工艺技术可以使42.5等级水泥中的活化废渣混合材掺量达30%~50%，混合材掺量较国内平均水平（约20%）提高10%~30%，水泥生产综合电耗为每吨90~100千瓦时，低于目前国内新型干法水泥生产的平均电耗。在“十一五”中期立项的“973”计划“水泥低能耗制备与高效应用的基础研究”中，南京工业大学承担的“高介稳阿利特微结构和熟料矿物相组成优化”课题侧重通过提高阿利特高度介稳化和熟料相组成匹配，建立熟料相组成匹配模型和阿利特介稳化控制准则，获得高胶凝性水泥熟料。
在绿色制造技术与装备方面，国内外的最新研究和应用主要包括新一代高能效预分解窑炉工艺技术、高固气比节能技术、无球化粉磨技术、高效冷却装备、低温高效余热发电技术等。目前国内在已有基础上研究开发了六级旋风预热器、二支承回转窑、新型高效低污染水泥工业用燃烧器等节能新技术和装备，技术指标达到国际先进水平。
“十一五”期间，国产节能粉磨装备的生产能力、技术水平大幅提高，原料立磨、煤磨立磨、水泥辊磨技术已臻成熟，已实现规模化和产业化，大量配套于新建和改建水泥生产线。由中国建材总院和合肥水泥工业设计院承担的“十一五”科技支撑计划课题“高性能水泥绿色制造工艺和装备”着重开展了水泥粉磨技术和装备的研究。该课题研发的HFCG160大型辊压机及粉磨系统有效地解决了辊压机大型化后带来的分级效率下降的问题，并在主动调整水泥成品的颗粒分布方面取得了成功的经验，整体性能与技术经济指标达到国际先进水平，超过200套的大型辊压机及其配套设备已投入运行，并已应用在铁矿石选矿、钢渣粉磨中。HRM4800大型生料立式磨粉磨技术是目前国产台时产量最高的生料立式磨，适应了不同易磨性原料的配套要求，立式磨系统单位产品吨电耗为13.53千瓦时，主要技术经济指标达到国际先进水平。该装备可替代进口，满足日产5000吨级水泥熟料生产线配套要求。突破现有粉粹理论的高效节能粉磨技术也正开展应用基础研究，南京工业大学承担的“973”计划“水泥粉磨动力学及过程控制”课题着重研究多频次小能量振动破碎和离心力场下的粉磨动力学与能量传递，得到了小能量粉碎功耗试验与理论模拟研究离心力场作用下的粉磨过程能量传递规律，在小能量粉碎功耗试验与理论模拟研究基础上，提出了分流循环粉磨工艺模型。
耐火材料在使用寿命及带来的环境污染被逐步提上议事日程。近10年来，国内外耐火材料界在寻找镁铬砖的替代材料及延长耐火材料寿命方面做了大量工作，但效果均不十分理想。在国家“863”计划的支持下，北京瑞泰科技股份有限公司研制出具有良好抗热震性和挂窑皮性能的新型镁质复相材料，并建成了1.5万吨/年的高端碱性耐火材料生产线，成为国家“863”成果产业化基地。在“十一五”期间又得到国家“863”计划的立项支持，研究水泥窑用长寿命多功能系列不定形耐火材料。已成功研制出三种具有可快速烘烤、耐高温、抗热震、耐磨、高强、优良耐碱侵蚀性能、抗剥落等优异性能的长寿命系列耐火材料，可成功解决大中型水泥窑窑口、喷煤管耐火材料寿命低下的问题，先后在数条5000吨级水泥窑上应用，取得满意的使用效果。
除此之外，水泥工业在余热发电、协同处置废弃物、清洁生产及资源综合利用等方面也取得了很多成果，并逐步在水泥行业实施或推广。
2.高性能混凝土研究和应用技术
我国对高性能混凝土的研究基本与国际同步。在多个国家大型科研项目的支持下，我国在高性能混凝土新材料研发，耐久性控制、设计和施工技术等方面取得突破，开发了多品种的工业废渣掺合料，通过物理活化和化学活化解决早期活性、抗裂、收缩等问题，并大量应用；从控制各种原材料的氯离子和含碱量入手控制混凝土的碱集料反应和钢筋锈蚀反应，全国很多地区和大型工程都建立了碱集料反应分布图和安全集料矿山；清水混凝土技术及自流平混凝土制作的大型体育馆看台、盾构管片、大口径预应力钢筒混凝土管都达到国际领先水平。高性能混凝土技术已推广应用到三峡工程、青藏铁路、南水北调、田湾核电站、首都机场新航站楼、煤矿建井等多个国家重点工程中，并取得了显着成绩。
高性能混凝土取得的进展为：（1）通过系统研究对混凝土结构耐久性设计提出了基本规定。混凝土结构耐久性的损伤主要是结构在使用期间环境有害介质的物理化学侵蚀伤害，随着环境条件与设计使用年限不同，其可能出现的侵蚀伤害程度也不同。对于重大、重要工程应该按照100年寿命来设计混凝土。这其中预防碱集料反应和钢筋锈蚀的措施在耐久性工程中最为重视。目前，工程界已经可以按照单一破坏原因来提出长寿命材料保证措施。（2）高性能混凝土用化学外加剂快速发展。其中发展最突出的是聚羧酸系高性能减水剂，它具有较高的减水率、良好的坍落度保持性能和一定的引气性，生产工艺比萘系简单。国内科研单位开发了多种具有创新性和实用性的外加剂产品。这些外加剂对控制混凝土体积变形、促进早期强度发展、减少动态坍落度损失等方面有特殊功能，成果在多家企业生产，在国家高铁等重要工程中大量应用，获得了很高的技术经济和社会效益。（3）长寿命混凝土的研究和应用范围日渐扩大。我国将高性能混凝土的研究范围由高强度高性能混凝土扩大到中等强度等级高性能混凝土，针对C30~C50强度范围内的混凝土的高性能化进行了系统的研究。结果表明：中等强度等级的C30~C50混凝土可以通过材料优选、混凝土配合比设计、严格的施工管理达到高性能化，不仅材料成本没有大的增加，而且从延长混凝土使用寿命，减少工程维修费用的角度来说意义更为重大。
针对我国目前水泥混凝土路面寿命短、行车舒适性差的问题，中国建材总院在“十一五”科技支撑计划“高性能道路水泥混凝土路面关键技术”课题研究中，应用现代高强混凝土技术、弹性混凝土技术、轻集料混凝土技术，结合路用特点，研究开发高性能水泥混凝土路面、防滑降噪柔韧型水泥混凝土路面、轻集料混凝土在桥面上的铺装技术，在实现大量利用工业废弃物的同时，开发出抗弯拉强度大于7～8兆帕（韧性保持不变）、高耐磨性能、使用年限超过30年的路面材料，有效解决了混凝土路面的耐久性问题。