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海工水泥标准为海洋工程建设增质提速

 中国既是一个陆地大国,又是一个海洋大国,有1.8万公里海岸线,6500多个沿海岛屿,海洋资源非常丰富。党的十八大提出了建设海洋强国的目标,开拓海洋经济和保卫海疆已成为当今国家重要战略。战略的实施,需要大量抗海水腐蚀的水泥用于构建海洋工程沿海能源基础设施,如海港工程、岛礁建设、桥梁及隧道项目、海洋油气开发、海工平台等。国务院及有关部门对水泥行业明确提出了开发海洋水泥的要求。国务院国发[2003]41号文中也明确提出,要发展海洋工程和港口建设用水泥。

 在海洋环境下,氯离子的侵蚀与混凝土建筑结构寿命息息相关。我国混凝土结构耐久设计规范(GB/T 50476-2008)明确指出,在海洋和近海接触海水氯化物的混凝土需按海洋氯化物环境进行耐久性设计,即设计寿命100年的混凝土在D级和E级氯离子环境作用下氯离子侵入指标(氯离子扩散系数DRCM,×10-12m2/s)应分别为小于74;设计寿命50年混凝土在D级和E级氯离子环境作用下氯离子扩散系数(DRCM,×10-12m2/s)应分别小于106

 中国建筑物材料科学研究总院水泥科学与新型建筑材料研究院从2003年就会同宁波科环新型建材股份有限公司和中交第三航务工程局宁波分公司进行海工硅酸盐水泥的研究、试制和使用工作。海工硅酸盐水泥最重要的是要求所制备的混凝土密实,抗氯离子渗透性高。适宜的水泥熟料矿物组成、混合材的选择、石膏的溶解速率与水泥水化速率相匹配等都是生产高品质海工水泥需要考虑的问题。在进行技术研究的同时还要考虑到生产成本,才能真正将技术优势转化为市场优势。海工硅酸盐水泥由适宜的硅酸盐水泥熟料、石膏及大掺量活性矿物掺合料粉磨制成,利用了物料之间的活性协同作用、火山灰效应、细微填充以及水泥基胶凝材料对氯离子固化反应和物理吸附作用,可极大提高水泥抗海水侵蚀能力,水化热也比较低。在经过艰苦的试验方案设计、生产、性能测试和结果分析,历时数千次的试验后,终于生产出了海工硅酸盐水泥,得到众多施工单位的欢迎。一般普通硅酸盐水泥的胶砂氯离子扩散系数只能达到1.8×10-12m2/s~3.6×10-12m2/s,而32.5等级海工水泥扩散系数可以达到1.0×10-12m2/s以下,42.5等级扩散系数可达1.5×10-12m2/s以下,抗氯离子侵蚀能力提高了2~4倍。

 施工单位要求,海工硅酸盐水泥不但应具备较强的抗氯侵蚀能力,而且水泥应与外加剂适应性好、水化热低,使用海工硅酸盐水泥配置的混凝土和易性、可泵性好,无明显泌水和离散现象。该水泥在舟山港宝钢矿石码头二期工程、宁波大榭关外万吨液体化工码头、宁波港北仑山多用途码头水工工程、上海东海大百兆瓦海上风电示范工程等得以成功应用,混凝土电通量550库仑左右,远低《海港工程混凝土设计规范》1000库仑要求,取得良好效果,获得国家、交通部、中交集团等颁发的优质工程奖。

 2010122国家标准化管理委员会国标委综合[2010]87号文下达了海工硅酸盐水泥国家标准的制订计划,项目编号20100973-T-609。中国建筑材料科学研究总院牵头完成了该项目的研究工作,参加研究工作的还有宁波科环新型建材股份有限公司、中交第三航务工程局宁波分公司、浙江中富建筑集团股份有限公司、中国人民解放军海军工程设计研究局等共28家企业。经过两年的研究,2013年该项目通过全国水泥标准化技术委员会审查。201412222014[30]公告中发布GB/T31289-2014《海工硅酸盐水泥》,与2015101起实施。

 海工硅酸盐水泥是从我国海洋工程建设需求出发研制出的海洋工程专用水泥。该品种水泥直接与工程要求对接,填补了国内空白,打破海洋工程现场配制胶凝物料搅拌混凝土的传统施工方法,使得海工混凝土的制作变得方便、高效、成本低、质量进一步得到提升。海工硅酸盐水泥国家标准的实施将极大助推我国海洋工程建设。

(作者单位:中国建筑材料科学研究总院)

 

 

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