硅酸鹽水泥是制造和使用最多的水泥，其主要原料是石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料。而石灰石是水泥生產(chǎn)最重要的原料。2003年我國水泥產(chǎn)量8.63億噸，若按照1噸水泥消耗石灰石按1.3噸計算，每年消耗石灰石量為11.2億噸。在水泥產(chǎn)量不增、保有儲量不降的靜態(tài)下，目前的全國保有儲量可供水泥生產(chǎn)58年使用。若考慮使用損耗、開采損失、剝離和不斷增長的水泥總量，目前有保有儲量只夠40年左右使用。因而，從水泥產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，一方面要深挖潛力，提高水泥原料的利用率；另一方面，通過科學的方法尋找新的原料或其替代品。
目前，在廢棄物作為水泥代用原料做得比較好的的主要有城市垃圾和城市污泥以及一些工業(yè)廢渣等，而利用廢舊混凝土通過再生循環(huán)生產(chǎn)水泥原料的技術也取得了一定的進展。
1 城市垃圾
城市垃圾一般是指城市居民的生活垃圾、商業(yè)垃圾、市政管理和維護中所產(chǎn)生的垃圾。目前，隨著城市化進程日益加快，城市規(guī)模的不斷擴大，城市人口急劇增加，產(chǎn)生的城市垃圾也越來越多。據(jù)統(tǒng)計，我國已積存的垃圾有60億噸，侵占的土地達5億平方米，而且絕大部分的垃圾未經(jīng)處理，堆積在城郊，污染了環(huán)境，且危害人們的健康。
目前，對城市垃圾處理方式主要是填埋法、堆肥法和焚燒法。填埋法占地大，資源化程度低，容易產(chǎn)生二次污染，而堆肥法規(guī)模小，周期長，質(zhì)量不穩(wěn)定。焚燒法可以達到垃圾處理的減容化和資源化的目的，但煙氣中的有害成分需處理，增加投資，如處理不當，可能造成由城市垃圾污染轉(zhuǎn)變成對大氣的污染。
利用水泥熟料燒成系統(tǒng)處理城市垃圾是近年水泥行業(yè)提出的一條新的垃圾處理途徑。水泥窯爐具有燃燒爐溫高和處理物料量大等特點，且水泥廠均配備有大量的環(huán)保設施，是環(huán)境自凈能力強的裝備。而城市生活垃圾、污泥的化學特性與水泥生產(chǎn)所用的原料基本相似。在垃圾焚燒灰的化學成分中，一般80%以上的礦物質(zhì)是水泥熟料的基本成分(CaO ，SiO2 ，Al2O3 和Fe2O3 )，從理論上推知應該具有膠凝性，因而具備了作為水泥的原料的可行性。同時，該法還可以將有害的灰渣和重金屬固化在水泥熟料中，解決了焚燒法處理垃圾最棘手的重金屬處置問題。
因此，可以通過對垃圾的預處理、原料成分配比控制和對水泥生產(chǎn)工藝流程的調(diào)整，實現(xiàn)對城市垃圾的綜合利用。真正做到垃圾處理的“三化”目標：即“以減量化為基礎、以無害化為主體、以資源化為目標”，實現(xiàn)資源的再利用和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
2 城市污泥或其焚燒灰
在污水處理過程中，必然會產(chǎn)生大量污泥， 其數(shù)量約占處理水量的0. 5 %左右(以含水率97 %計)。污泥中含有大量的有機組分，N、P等營養(yǎng)成分，病原微生物和有毒物質(zhì)，在很短的時間內(nèi)就會變?yōu)楦舻牧钊藚拹旱奈镔|(zhì)。隨著人口的增加，下水道系統(tǒng)的進一步完善，更多的工業(yè)廢水排入城市下水道系統(tǒng)，以及污水處理程度的提高，污泥量日益增加，因此污泥的處理處置問題更加引起人們的關注。
污泥的處理一般分為污泥無害化和污泥利用， 大多數(shù)情況下兩者是聯(lián)合使用的。污泥無害化有填埋、投海、焚燒和濕式氧化等。污泥利用包括農(nóng)用、裂解制油、制水泥、做復合肥粘結劑、提取蛋白質(zhì)和作為動物飼料等。目前世界范圍內(nèi)常用的污泥處理方法有農(nóng)用、低溫熱解、填埋、投海、焚燒等。由于一般的填埋技術需專用的場址，且場址面積也要求較大，需要較高的運輸和處理費用，并且填坑中含有各種有毒有害物質(zhì)，會通過雨水的侵蝕和滲漏作用污染地下水環(huán)境，這對以地下水為生活水源的地區(qū)來說是個嚴重問題。而排海只是一種權宜之計，并沒有從根本上解決環(huán)境污染問題。農(nóng)用是一種積極、有效、有前途的污泥處置方式。但是污泥中不可避免的也會含有一些有害成分，如各種病原菌、寄生蟲卵，以及銅、鋁、鋅、鉻、砷、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、二惡英等難降解的有毒有害物質(zhì)，這很大程度上影響到污泥農(nóng)用處理。
國外在尋求污泥材料的利用已有許多年了，在這過程中，通過不斷的對比實驗，目前已經(jīng)找到了用污泥作為原料生產(chǎn)水泥的辦法，即利用污泥焚燒灰作為水泥生產(chǎn)的原料。通過測試分析，發(fā)現(xiàn)污泥焚燒灰與普通水泥的組成上的一些共性。污泥焚燒灰的CaO含量較低，因此焚燒灰要與一定量的石灰或石灰石混合，經(jīng)煅燒后制成焚燒灰水泥的CaO雖然還是略偏低，但并不影響水泥質(zhì)量。而SO3的含量在污泥中較高，制成焚燒灰水泥后，有所降低，但其含量也不影響水泥質(zhì)量。焚燒灰水泥中其他成分的含量則與普通水泥基本相似。從總體而言，由污泥焚燒灰加石灰或石灰石制成的生態(tài)水泥，其各種強度符合水泥工業(yè)的要求。
我國的科研工作者在污泥代用原料方面也作過不少工作，有研究人員將蘇州河底泥全部代替粘土質(zhì)原料進行了煅燒試驗，燒成制度與普通熟料相同。生產(chǎn)出的熟料凝結時間正常，安定性合格。測試結果表明熟料以C3S ， C2S ， C3A和C4AF為主導礦物，巖相結構和普通水泥熟料基本相同，熟料中f-CaO和方鎂石很少，具有優(yōu)良熟料的特征。上海水泥廠用龍華水質(zhì)凈化廠污泥代替粘土生產(chǎn)水泥。水泥熟料的率值控制在與不摻污泥時一樣，熟料燒成制度與普通硅酸鹽熟料也基本相同。所以，應用城市污泥或其焚燒灰作為生態(tài)水泥的代用原料是大有可為的。
3 工業(yè)廢渣
工業(yè)廢渣是在工業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)加工過程中、以及燃料燃燒，礦物開采，交通運輸，環(huán)境治理過程中所丟棄的固體、半固體物質(zhì)的總稱。據(jù)中國環(huán)境公報統(tǒng)計，1995年固體工業(yè)廢渣累計堆積達66.41億噸 ，占地5.5萬公頃，每年固體工業(yè)廢渣的排放量達6億噸以上。1995年固體工業(yè)廢渣產(chǎn)生量64474 萬噸 ，排前五位的分別是尾礦18957萬噸，煤矸石11786萬噸 ，粉煤灰11677萬噸 ，爐渣7893萬噸 ，冶煉廢渣7091萬噸 ，5種合計57404萬噸 ，占總量89. 03 % ，這些都可做水泥工業(yè)的原材料使用。然而除高爐礦渣利用率達80%以上，其他工業(yè)廢渣的利用率并不高。1999年我國生產(chǎn)水泥5. 76億噸 ，利用工業(yè)廢渣1億噸左右，綜合利用率占水泥量的17.5%左右，而這里大部分是用于水泥混合材的生產(chǎn)，用于水泥原料生產(chǎn)的比例就更低。根據(jù)工業(yè)廢渣自身的化學成分，工業(yè)廢渣一般用于代替以下水泥的原料組分。
(1) 代替粘土做組分配料：粉煤灰、煤矸石、爐渣、金屬尾礦、赤泥等。根據(jù)實際情況可部分或全部代替。煤矸石、爐渣不僅帶入化學組分，而且還可帶入部分熱量；
(2) 代替石膏作礦化劑： 磷石膏、氟石膏、鹽田石膏、環(huán)保石膏、檸檬酸渣等， 因其含有三氧化硫、磷、氟等都是天然的礦化成分，且SO3含量高達40%以上，可全部代替石膏。
(3) 代替熟料做晶種：爐渣、礦渣、鋼渣等， 可全部代替。
