陳艷華 王敏 王晶 文寨軍( 二灘水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，四川成都 6005； 中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院，北京 0004)

1 前言

我國(guó)在嶺澳核電站之前的秦山一期、大亞灣核電站主體工程中均采用進(jìn)口水泥，不但運(yùn)輸非常不便，而且成本高昂，同時(shí)也制約著民族工業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)核電設(shè)計(jì)部門在參考和借鑒國(guó)外（美國(guó)、法國(guó)等）經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)核電工程特點(diǎn)提出了水泥的特定技術(shù)要求，也開(kāi)始在國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)間進(jìn)行采購(gòu)。

2 核電工程對(duì)水泥的特殊性能要求

核電站核島和常規(guī)島屬于大體積工程，其對(duì)混凝土長(zhǎng)期安全性、抗裂性和耐久性要求較高，因此對(duì)混凝土用膠凝材料－水泥更是提出了多項(xiàng)特殊性能要求。

水泥必須符合GB175《通用硅酸鹽水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》，尤其是不得含有氯化物、硫酸鈉或碳酸鈉等雜質(zhì)。水泥必須是硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。除此之外，還應(yīng)滿足以下要求：

3 核電工程專用水泥的生產(chǎn)與質(zhì)量控制

從以上性能指標(biāo)要求來(lái)看，核電工程需要的是高強(qiáng)度、中等水化熱、低干縮以及有害組分少的水泥，需要在生產(chǎn)上著重解決強(qiáng)度與水化熱的矛盾，同時(shí)需建立專用水泥的生產(chǎn)質(zhì)量控制體系。

3.1 三率值及礦物組成

在水泥熟料的礦物組成中，單礦物水化熱的 大 小 順 序 為：C3A?C3S?C4AF?C2S。 綜合考慮強(qiáng)度因素，C3A 應(yīng)控 制 在1%～3%，C3S 控 制在50%～55%，C2S 控 制 在22%～27%。 與此對(duì)應(yīng)的三率 值 為：KH=0.88±0.01，S M=2 .5 0 ± 0 .1 0，IM=0.90±0.10。這樣能保證水泥在中等水化熱條件下具有較高的強(qiáng)度。

3.2 熟料煅燒與冷卻操作

在核電工程專用水泥熟料的煅燒中，必須重視如下環(huán)節(jié)，否則將影響水泥的整體性能。

表1 核電工程專用水泥物理性能要求

表2 核電工程專用水泥化學(xué)指標(biāo)要求

合理控制煅燒溫度。根據(jù)熟料設(shè)計(jì)的礦物組成，所需要的煅燒溫度可按如下經(jīng)驗(yàn)公示推算：

此推算結(jié)果可作為操作控制的目標(biāo)，低于此溫度，阿利特礦物的形成將受到影響，從而降低水泥的整體強(qiáng)度。

適當(dāng)延長(zhǎng)熟料在窯內(nèi)停留時(shí)間。f-CaO 在熟料中含量雖小，但對(duì)水化熱的影響僅次于C3A 礦物。在熟料煅燒過(guò)程中，適當(dāng)降低窯轉(zhuǎn)速，延長(zhǎng)熟料在窯內(nèi)停留時(shí)間可促進(jìn)各礦物的成核與長(zhǎng)大，降低f-CaO 含量，提升熟料立升重；熟料煅燒顆粒均勻，圓而光華，砸開(kāi)后致密，晶體閃亮。實(shí)踐證明，良好的熟料煅燒可有效降低水泥水化熱，提高水泥整體強(qiáng)度。

加快熟料冷卻速度。可減少C3S 向C2S的轉(zhuǎn)變以及C2S 由β 晶型到γ 晶型的轉(zhuǎn)化，以保障熟料的高活性。

3.3 混合材的選擇

根據(jù)GB175-2007《通用硅酸鹽水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》的要求，P·I 型水泥不允許摻加混合材，P·Ⅱ 型水泥允許摻加不超過(guò)5%的混合材，P·O 型水泥允許摻加不超過(guò)20%的混合材。核電工程專用水泥混合材的選擇也遵循“強(qiáng)度與水化熱兼顧”的原則。水泥強(qiáng)度富余時(shí)可選擇活性較低的粉煤灰、鋼渣等或適宜比表面積的礦渣粉，這些混合材可明顯改善水泥水化熱。水化熱富余時(shí)可選超細(xì)礦渣粉來(lái)提高水泥強(qiáng)度。但需要注意的是，石灰石作為混合材可提高水泥水化熱，因此其摻量不宜超過(guò)6%。

3.4 關(guān)于助磨劑

核電水電工程混凝土要求具有坍落度經(jīng)時(shí)損失小、高流動(dòng)性、高粘聚性等性能特點(diǎn)，為達(dá)到規(guī)定技術(shù)指標(biāo)，一般采用聚羧酸高效減水劑進(jìn)行配制，其屬于陰性表面活性劑。而助磨劑無(wú)非是胺類、醇類、醇胺類、木質(zhì)素磺酸鹽類、脂肪類、一些聚合物及他們的改性產(chǎn)物。說(shuō)到底，都屬于表面活性劑類物質(zhì)。如果助磨劑種類屬于陽(yáng)性表面活性劑則會(huì)大大降低聚羧酸高效減水劑的效果，如果助磨劑種類屬于陰性表面活性劑也可能會(huì)與聚羧酸高效減水劑產(chǎn)生相容性的問(wèn)題。另外，助磨劑的加入還有可能引入鉀、鈉、氯等有害離子，從而降低水泥品質(zhì)。因此，核電工程專用水泥不宜加入助磨劑。

3.5 生產(chǎn)質(zhì)量控制體系的建立

生產(chǎn)質(zhì)量控制管理是企業(yè)的“命脈”，是企業(yè)生產(chǎn)和管理的基點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益的源泉。核電工程建設(shè)周期長(zhǎng)，對(duì)專用水泥質(zhì)量要求高，各水泥供應(yīng)商應(yīng)建立完善的生產(chǎn)質(zhì)量控制體系：明確崗位人員權(quán)限與職責(zé)、強(qiáng)化原燃材料管理、梳理生產(chǎn)控制流程、制定積極有效的考核制度。通過(guò)采取以上措施，可縮短物料轉(zhuǎn)換時(shí)間、預(yù)防不合格產(chǎn)品或服務(wù)的發(fā)生、有效地發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問(wèn)題，防止相同的錯(cuò)誤重復(fù)發(fā)生從而為企業(yè)降低成本，提高產(chǎn)品品質(zhì)和企業(yè)信譽(yù)。

4 小結(jié)

核電工程混凝土具有體積大、溫控嚴(yán)、抗裂性要求高、施工難度大等特點(diǎn)，因此對(duì)專用水泥提出了嚴(yán)格的要求。各水泥生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身生產(chǎn)條件，加強(qiáng)核電工程專用水泥的生產(chǎn)質(zhì)量控制，為核電工程建設(shè)質(zhì)量及核電站建成后的長(zhǎng)期、安全穩(wěn)定運(yùn)行提高材料基礎(chǔ)。