王春華

低熱硅酸鹽水泥性能及在水電工程中的應(yīng)用

王春華

傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥在大體積混凝土澆筑過程中可能產(chǎn)生大量的水化熱，從而對工程建設(shè)質(zhì)量造成一定的影響。因此，能夠有效降低水泥在水化過程中產(chǎn)生的水化熱量，從而提高工程質(zhì)量，為行業(yè)所期盼。基于此，中國建筑材料研究總院研發(fā)了一種低熱硅酸鹽水泥，這種水泥在水化過程中產(chǎn)生熱量相對較低，因此，在大體積混凝土水電工程中具有非常廣泛的運(yùn)用。

低熱硅酸鹽；保溫節(jié)能涂層；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢

自改革開放之后，我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展。在這樣的背景之下，社會(huì)對于電力的需求不斷增長，現(xiàn)階段水力發(fā)電是我國最重要的供電方式之一，最好水電工程建設(shè)對于電力供應(yīng)具有非常重要的意義。一般情況下，水電工程量都較為浩大，在建設(shè)過程中需要涉及大體積混凝土的澆筑，而大體積混凝土澆筑存在的一個(gè)較大難點(diǎn)就在于水化熱，水化熱對工程建設(shè)質(zhì)量造成了較大的危險(xiǎn)。傳統(tǒng)的普通硅酸鹽水泥在水化過程中釋放的能量相對較多，從而在水電工程建設(shè)應(yīng)用方面受到了很大限制，因此，低熱硅酸鹽水泥就成為水電工程建設(shè)的首取?；诖?，本文分析了低熱硅酸鹽水泥的性能及其在工程中的實(shí)際運(yùn)用。

一、低熱硅酸鹽水泥簡介

低熱硅酸鹽水泥是中國建筑材料科學(xué)研究總院從水泥工業(yè)的節(jié)能降耗及混凝土的安全性、耐久性方面研發(fā)的一種新型硅酸鹽水泥，其性能相比于傳統(tǒng)硅酸鹽水泥較為優(yōu)良，在水化過程中所釋放的能量相對較低，后期強(qiáng)度也相對較高，同時(shí)，也具有較為可靠的耐久性，在各種不同類型的大體積混凝土建設(shè)中都具有非常廣泛的運(yùn)用，例如在建設(shè)水電站的大壩當(dāng)中就具有非常廣泛的運(yùn)用。普通硅酸鹽水泥采用的熟料主要是以C3S為主導(dǎo)的礦物材料，但低熱硅酸鹽水泥所使用的是以C2S為主導(dǎo)的礦物組成，同時(shí)還克服了C2S礦物活化和高活性晶型的常溫穩(wěn)定的關(guān)鍵問題。

此外，從制備工藝方面來看，低熱硅酸鹽水泥在制造過程中所消耗的能源相對較少，對環(huán)境并不會(huì)造成較大的破壞，其燒制溫度相比于普通硅酸鹽水泥要低100℃左右，同時(shí)，在燒制的過程中二氧化碳的排放量也得以有效降低。此外，低熱硅酸鹽水泥的性能相比于普通硅酸鹽水泥的性能也有了較大的提升。

在最近十年中低熱硅酸鹽水泥在實(shí)際工程領(lǐng)域具有較為廣泛的運(yùn)用，取得了較好的效果，工程實(shí)踐表明，低熱水泥配制的水工大體積混凝土，干縮小、極限拉伸大、絕熱溫升低5℃～10℃，綜合抗裂性能優(yōu)于中熱水泥混凝土。

二、低熱硅酸鹽水泥的性能研究

⒈水泥的抗壓強(qiáng)度

目前階段我國自主研發(fā)的低熱硅酸鹽水泥在性能方面已經(jīng)具有較高的優(yōu)勢，從強(qiáng)度方面來看，我國的低熱硅酸鹽水泥抗壓強(qiáng)度相比于美國與日本的低熱水泥抗壓強(qiáng)度要高10～20MPa，這充分說明我國現(xiàn)階段的低熱硅酸鹽水泥技術(shù)已經(jīng)在國際上達(dá)到了較為先進(jìn)的水平，同時(shí)在生產(chǎn)與實(shí)際運(yùn)用方面也較為先進(jìn)。此外，對我國所生產(chǎn)的低熱水泥與普通硅酸鹽水泥的強(qiáng)度進(jìn)行對比分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段所生產(chǎn)的低熱水泥在28d養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度方面要略低，但在中后期，尤其是45d之后，低熱水泥的強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)較為明顯的增強(qiáng)現(xiàn)象。但是，在水電工程建設(shè)過程中，一般要求在28d之后，水泥的抗壓性能不能發(fā)生較大的變化，因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中必須要采取特定的技術(shù)措施才能保證低熱硅酸鹽水泥的質(zhì)量滿足實(shí)際工程需求。

⒉水泥的水化熱

對于水泥來說水化熱與抗壓強(qiáng)度是一對相互矛盾的指標(biāo)，即強(qiáng)度越高的水泥，在實(shí)際過程中就會(huì)釋放出更多的熱量，但是，對于大體積混凝土工程來說，在實(shí)際工程中不能釋放出太多的熱量，否則會(huì)引起各種不同類型的工程質(zhì)量問題。低熱硅酸鹽水泥的最大優(yōu)勢在于既保證了水泥應(yīng)有的強(qiáng)度，同時(shí)還使得水化熱被控制在合理的范圍之內(nèi)。對于普通硅酸鹽水泥來說，一般情況下水泥水化熱為30～50kJ/kg，但是低熱水泥的水化熱基本保持在10kJ/kg以下，同時(shí)從水化的過程分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，不僅在前期低熱水泥的水化熱相對較低，在后期的水化熱也相對較低，因此，在保證強(qiáng)度符合要求的前提之下，還可以充分保證水化熱被控制在合理的范圍之內(nèi)，這對于防止后期出現(xiàn)大量的開裂具有非常重要的意義。

⒊水泥的耐腐蝕性與干縮性

水泥的耐腐蝕性能對于建筑物的耐久性具有非常重要的作用，同時(shí)，干縮率對于工程建設(shè)的質(zhì)量也存在著直接的影響，因此，在實(shí)際工程中，必須要將水泥的耐腐蝕性能與干縮性能控制在合理的范圍之內(nèi)，低熱硅酸鹽水泥不僅在強(qiáng)度與水化熱方面具有較大的優(yōu)勢，同時(shí)，在耐腐蝕性能以及干縮性方面也存在較大的優(yōu)勢，相比于普通硅酸鹽水泥以及中熱硅酸鹽水泥其耐腐蝕性能與干縮性都相對較高。

三、低熱硅酸鹽水泥在水電工程中的實(shí)際運(yùn)用分析

低熱硅酸鹽水泥在誕生之后就被大量運(yùn)用到水電工程領(lǐng)域當(dāng)中，現(xiàn)階段的許多水電工程都是采用低熱硅酸鹽水泥建造而成的，如三峽大壩、烏東德水電站、白鶴灘大壩等。在這些工程當(dāng)中硅酸鹽低熱水泥的使用量都超過了100萬噸，澆筑的混凝土量也超過了400多萬立方米，其中，在溪洛渡水電站泄洪洞、導(dǎo)流洞封堵、大壩底孔封堵、大壩生產(chǎn)性試驗(yàn)、向家壩消力池、白鶴灘和烏東德導(dǎo)流洞等工程部位都使用了低熱水泥。低熱水泥的質(zhì)量基本符合工程的實(shí)際需求。在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中所使用的低熱硅酸鹽水泥不僅需要廠家嚴(yán)格把關(guān)，同時(shí)，還需要施工單位以及相關(guān)主管部門進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)。

在向家壩水電站建設(shè)中，使用了低熱硅酸鹽水泥大約10萬噸，澆筑的混凝土方量超過了60萬立方米，對澆筑過程中所釋放的水化熱進(jìn)行對比分析可以發(fā)現(xiàn)，低熱硅酸鹽水泥的水化熱明顯偏低，在90d之后進(jìn)行強(qiáng)度檢測發(fā)現(xiàn)，混凝土澆筑的強(qiáng)度可以滿足實(shí)際需求，此外，實(shí)際工程當(dāng)中沒有發(fā)現(xiàn)明顯的溫度裂縫，這充分說明低熱硅酸鹽水泥在實(shí)際項(xiàng)目當(dāng)中的運(yùn)用具有非常重要的意義。

通過低熱硅酸鹽水泥在實(shí)際工程中的應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)低熱硅酸鹽水泥在多個(gè)方面都具有一定的優(yōu)勢。

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TQl72.6+88

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1007-3922（2017）04-0033-03

王春華（1971-），女，浙江杭州人，杭州市土木工程學(xué)會(huì)。

（責(zé)任編輯：于飛）