低热硅酸盐水泥性能及在水电工程中的应用

王宏火　章琳琳

摘要：传统的硅酸盐水泥在大体积混凝土的建设过程当中存在着很大的弊端，即可能在浇筑的过程当中产生大量的水化热从而对工程建設的质量造成一定的影响。因此，在实际的工程当中人们迫切希望能够有效降低水泥在水化过程当中产生的水化热的量，从而提高工程的建设质量。基于此种情况中国建筑材料研究总院研发了一种低热硅酸盐水泥，这种水泥在水化过程当中的产热量相对较低，因此，在大体积混凝土的水电工程当中具有非常广泛的运用。

关键词：低热硅酸盐；保温节能涂层；发展现状；趋势

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.13.090

1引言

自从改革开放之后我国的经济持续高速发展，在这样的背景之下，社会对于电力的需求不断增长，现阶段水力发电是我国最重要的供电方式之一，最好水电工程建设对于电力的供应具有非常重要的意义。一般情况下，水电工程的工程量都较为浩大，在建设的过程当中需要涉及大体积混凝土的浇筑，而大体积混凝土浇筑存在的一个较大的难点就在于水化热，水化热对工程建设的质量造成了较大的危险，传统的普通硅酸盐水泥在水化过程当中释放的能量相对较多，从而在水电工程的建设方面应用受到了很大的限制，因此地热硅酸盐水泥就成为水电工程建设的首先。基于此种情况，在本文当中，笔者对低热硅酸盐水泥的性能进行了分析，并分析了其在工程中的实际运用。

2低热硅酸盐水泥简介

低热硅酸盐水泥是中国建筑材料科科学研究总院从水泥工业的节能降耗以及混凝土的安全性以及耐久性方面出发研发的一种新型的硅酸盐水泥，其性能相比于传统的硅酸盐水泥较为优良，在水化过程当中所释放的能量相对较低，后期的强度也相对较高，同时也具有较为可靠的耐久性，在各种不同类型的大体积混凝土的建设当中都具有非常广泛的运用，例如在建设水电站的大坝当中就具有非常广泛的运用。普通硅酸盐水泥采用的熟料主要是以C3S为主导的矿物材料，但是低热硅酸盐水泥所使用的为以C2S为主导的矿物组成，同时还克服了C2S矿物活化和高活性晶型的常温稳定的关键问题。

此外，从制备的工艺方面来看，低热硅酸盐水泥在制造的过程当中所消耗的能源相对较少，对环境并不会造成较大的破坏，其烧制温度相比于普通硅酸盐水泥要低100℃左右，同时在烧制的过程当中二氧化碳的排放量也得以有效的降低。此外，低热硅酸盐水泥的性能相比于普通硅酸盐水泥的性能也有了较大的提升。

在最近十年当中低热硅酸盐水泥在实际的工程领域当中具有较为广泛的运用，同时也取得了较好的效果，工程实践表明，低热水泥配制的水工大体积混凝土，干缩小、极限拉伸大、绝热温升低5～10℃，综合抗裂性能优于中热水泥混凝土。

3低热硅酸盐水泥的性能研究

3.1水泥的抗压强度

目前阶段我国自主研发的低热硅酸盐水泥在性能方面已经具有较高的优势，从强度方面来看，我国的低热硅酸盐水泥的抗压强度相比于美国与日本的低热水泥的抗压强度要高10～20MPa，这充分说明我国现阶段的低热硅酸盐水泥技术已经在国际上达到了较为先进的水平，同时在生产与实际运用方面也较为先进。此外对我国所生产的低热水泥的与普通水泥硅酸盐水泥的强度进行对比分析我们可以发现，现阶段所生产出来的低热水泥在28d养护强度方面要略低，但是在中后期，尤其是45d之后，低热水泥的强度会出现较为明显的增强现象。但是在水电工程的建设过程当中，一般要求在28d之后，水泥的抗压性能不能发生较大的变化，因此，在实际的生产过程当中必须要采取特定的技术措施才能保证低热硅酸盐水泥的质量满足实际的工程需求。

3.2水泥的水化热

对于水泥来说水化热与抗压强度是一对相互矛盾的指标，即强度越高的水泥，在实际过程当中就会释放出更多的热量，但是对于大体积混凝土工程来说，在实际的工程当中不能释放出太多的热量，否则会引起各种不同类型的工程质量问题。低热硅酸盐水泥的最大优势在于既保证了水泥应有的强度，同时还使得水化热被控制在合理的范围之内。对于普通的硅酸盐水泥来说，一般情况下的水泥水化热为30～50kJ/kg，但是低热水泥的水化热基本保持在10kJ/kg以下，同时从水化的过程分析我们可以发现，不仅在前期低热水泥的水化热相对较低，在后期的水化热也相对较低，因此在保证强度得到要求的前提之下，还可以充分保证水化热被控制在合理的范围之内，这对于防止后期出现大量的开裂具有非常重要的意义。

3.3水泥的耐腐蚀性与干缩性

水泥的耐腐蚀性能对于建筑物的耐久性具有非常

重要的作用，同时干缩率对于工程建设的质量也存在着直接的影响，因此，在实际的工程当中，必须要将水泥的耐腐蚀性能与干缩性能控制在合理的范围之内，热低热硅酸盐水泥不仅在强度与水化热方面具有大量的优势，同时在耐腐蚀性能以及干缩性方面也存在较大的优势，相比于普通硅酸盐水泥以及中热硅酸盐水泥其耐腐蚀性能与干缩性都相对较高。

4低热硅酸盐水泥在水电工程中的实际运用分析

低热硅酸盐水泥在诞生之后就被大量的运用到水电工程领域当中，现阶段的许多水电工程都是采用低热硅酸盐水泥建造而成的，如三峡大坝、乌东德水电站、白鹤滩大坝等。在这些工程当中硅酸盐低热水泥的使用量都超过了100万吨，浇筑的混凝土量也超过了400多万方，其中，在溪洛渡水电站泄洪洞、导流洞封堵、大坝底孔封堵、大坝生产性试验，向家坝消力池、白鹤滩和乌东德导流洞等工程部位使用了低热水泥。低热水泥的质量基本上可以完全符合工程的实际需求。在实际生产当中所使用的低热硅酸盐水泥不仅需要厂家的严格把关之外，同时还需要施工单位以及相关主管部门进行严格的质量把关。

在向家坝水电站建设当中，使用了低热硅酸盐水泥大约10万吨，浇筑的混凝土方量超过了60万方，对浇筑过程当中所释放的水化热进行对比分析可以发现，低热硅酸盐水泥的水化热明显偏低，在90d之后进行强度检测发现，混凝土浇筑的强度可以满足实际需求，此外，实际工程当中没有发现明显的温度裂缝，这充分说明低热硅酸盐水泥在实际项目当中的运用具有非常重要的意义。

5结语

在本文当中笔者首先对低热硅酸盐水泥进行了简略的介绍，并对低热硅酸盐水泥的性能进行了介绍，最后研究了低热硅酸盐水泥在实际工程中的应用，发现低热硅酸盐水泥在多个方面都具有一定的优势。

参考文献

[1]计涛，纪国晋，陈改新.低热硅酸盐水泥对大坝混凝土性能的影响[J].水力发电学报，2012，31（4）：207210.

[2]彭琨，黄达海.低热硅酸盐水泥在闸墩混凝土中的应用研究[J].云南水力发电，2010，26（6）：5155.

[3]隋同波，范磊，文寨军等.低能耗、低排放、高性能、低热硅酸盐水泥及混凝土的应用[J].中国材料进展，2009，28（11）：4652.

[4]李光伟.低热硅酸盐水泥对大坝混凝土体积稳定性影响试验[J].水利水电科技进展，2014，34（6）：2326.

[5]虎永辉，姚云德，罗荣海.低热硅酸盐水泥在向家坝工程抗冲磨混凝土中的应用[J].水电与新能源，2014，（2）：3842.

[6]施正友，曹周生，韦灿强等.低热硅酸盐水泥在三峡工程大体积混凝土中的研究及应用[J].混凝土，2007，（12）：8487.

[7]刘湛新.水工混凝土低热硅酸盐水泥复掺磷渣粉配比设计[J].科技通报，2012，28（4）：111113.