中国建材总院研制海工硅酸盐水泥

  中国建筑材料科学研究总院水泥科学与新型建筑材料研究院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，开展海工硅酸盐水泥的研究、试制和使用。他们历经数千次的试验，终于成功研制出海工硅酸盐水泥，荣获国家和交通部与中交集团颁发的优质工程奖，为实现国家建设“海洋强国”的目标，开拓海洋经济和保卫海疆做出了贡献。

  我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。早在2003年，国务院国发[2003]41号文就明确提出“要发展海洋工程和港口建设用水泥”。党的十八大更是提出了建设“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发展战略。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和沿海能源基础设施建设，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。

  在海洋环境下，氯离子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7和4 ；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10和6。

  中国建筑材料科学研究总院水泥科学与新型建筑材料研究院从2003年开始，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，利用物料之间的活性协同作用、火山灰效应、微细填充，以及水泥基胶凝材料对氯离子固化反应和物理吸附作用，可极大地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，科研人员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。

  中国建材总院水泥科学与新型建筑材料研究院等科研人员研制的海工硅酸盐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，混凝土电通量约550库仑左右，远低于《海港工程混凝土设计规范》1000库仑的要求，应用效果良好，获得国家和交通部与中交集团颁发的优质工程奖。

  2010年12月，国家标准化管理委员会下达了海工硅酸盐水泥国家标准的制定计划（项目编号20100973-T-609）。该项目由中国建筑材料科学研究总院牵头，共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等共28家企业参与。经过两年的研究，2013年该项目通过了全国水泥标准化技术委员会的审查。GB/T31289-2014《海工硅酸盐水泥》已于2014年12月22日在国家标准公告2014年第30号中发布，并将于2015年10月1日实施。

  中国建材总院等科研人员研制的海工硅酸盐水泥，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，打破了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。