浅谈水泥放射性的有效控制

沈永麟（云南省建筑材料产品质量检验研究院 云南昆明 650106）

0 引言

放射性是自然界某些物质的原子核发生衰变，向外辐射能量的性质，具有放射性的物质采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏，只有通过放射性核素的自身衰变才能使放射性衰减到一定的水平。GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》规定了建筑材料放射性核素限量和天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40放射性比活度的试验方法，适用于对放射性核素限量有要求的无机非金属建筑材料放射性的检测和限量要求，该标准将建筑材料分为建筑主体材料和装饰装修材料两大类。

水泥作为建筑物主体材料，其天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度要同时满足内照指数IRa≦1.0和外照指数Ir≦1.0的要求[1]。在生产过程中，对使用的原材料的放射性不进行有效控制，会导致水泥具有一定的放射性,其放射性超过安全的限度，会对人的身体健康造成危害，对水泥放射性的控制正被越来越多的企业和部门重视，并受到来自更多消费者的关注。

1 水泥放射性产生的原因

为了探明用于水泥生产的主要原燃材料放射性的情况，分析水泥放射性产生的原因，对近5年云南省水泥原燃材料放射性检测的部分数据进行了分类统计（见表1），统计结果表明：

（1）用于水泥生产的原燃材料，如石灰石、煤一般不具有放射性，或者能测到的放射性比活度较低，使用这些原燃材料对水泥放射性影响较小；若使用粘土、砂岩、页岩、凝灰岩、玄武岩、铜尾矿和采矿废渣，其放射性核素限量内照指数IRa和外照指数Ir均低于1.0，在生产通用硅酸盐水泥熟料的正常配比范围内，对水泥熟料放射性的影响应该在可控范围内。

（2）在生产水泥的原料中使用采矿废渣等进行配料，其自身的放射性比较高，可能会带入一些放射性物质。若在原料配料中使用工业废渣中的铜渣、磷渣、铅锌渣等，其放射性核素限量内照指数IRa和外照指数Ir有的高达4.3，是标准要求限量值的4倍多，将会增加水泥熟料的放射性。

（3）在水泥粉磨时加入石灰石、砂岩、页岩、天然火山灰质材料（凝灰岩、玄武岩、火山灰、火山石），其放射性核素限量内照指数IRa和外照指数Ir均低于1.0，对水泥放射性不会产生根本性影响；若掺入一些工业废渣作为混合材，特别是一些粒化高炉矿渣、粉煤灰、磷渣、炉渣、煤渣等，其自身的放射性比活度很高，放射性核素限量内照指数IRa和外照指数Ir有的高达7.4，是标准要求限量值的7倍多，在运输、装卸和使用过程中可能会危及人体健康，作为水泥混合材加入水泥中，若控制不好会使水泥的放射性比活度明显增加，甚至超过建筑主体材料放射性核素限量的要求。

（4）在水泥粉磨过程中加入钢渣做混合材生产钢渣水泥，因钢渣的放射性核素限量不高，一般不会使钢渣水泥的放射性超过建筑主体材料放射性核素限量的要求。

（5）在水泥粉磨过程中加入天然石膏和工业副产石膏做缓凝剂，目前尚未发现其放射性核素限量内照指数IRa和外照指数Ir超过1.0的情况，缓凝剂使水泥的放射性比活度增加的可能性较小。

（6）从检测的数据还可以看出：炉渣的内照指数IRa最高，有的高达7.4，铜渣的外照指数Ir最高，有的高达4.2，而磷渣有56%的样品内照指数IRa或外照指数Ir>1.0。

2 水泥放射性的控制要求

2.1 水泥及其原材料相关标准

2.2.1 水泥产品标准对放射性的要求

在过去颁布的水泥产品标准中，很少将放射性单列为水泥的技术指标，主要是通过控制水泥原燃材料、缓凝剂和混合材的天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度，达到有效控制水泥放射性的目的。只有在GB/T3189-2017《砌筑水泥》规定了放射性按GB6566-2010检测，其天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度要同时满足内照指数IRa≦1.0和外照指数Ir≦1.0的要求[2]，在 GB/T 2015-2017《白色硅酸盐水泥》中对放射性也做了同样的要求[3]。

2.2.2 混合材标准对放射性的要求

目前用于水泥中的混合材种类比较多，绝大部分都有相应的国家推荐标准和行业推荐标准，对存在放射性的混合材，在相应标准中对放射性检验方法和限量都作出了规定，现将云南省水泥生产中主要混合材放射性的要求统计如表2：备注：

表2 云南省水泥主要混合材和缓凝剂的放射性要求

（a）磨细至细度小于0.16mm的细粉，与符合GB175要求的硅酸盐水泥按质量比1:1混合均匀。

（b）与符合GB175要求的硅酸盐水泥按质量比1:1混合均匀。

（c）和硅酸盐水泥按质量比1:1混合。

2.3 水泥生产许可证实施细则

在水泥产品生产许可证实施细则中，规定了办理水泥生产许可证需要提交检验报告时，3个单元29个产品除硅酸盐水泥熟料外，其他7个通用水泥、21个特种水泥产品均应提交包含水泥放射性检验合格的报告[4]，说明水泥放射性的要求已经提升到关系到人身安全的高度。

2.4 水泥生产企业质量管理规程

在中国建材联合会颁布的T/CBMF17-2017《水泥生产企业质量管理规程》中明确规定原燃材料初次使用时，应检验其放射性，确认符合相关标准要求后方可使用[5]。这一规定说明在生产水泥过程中，水泥原燃材料放射性对最终水泥产品放射性存在必然的影响。

3 水泥放射性的有效控制

3.1 对水泥放射性的控制要提高认识

在过去较长的时期内，大部分的水泥产品标准没有对水泥的放射性作出要求，部分企业认为水泥的放射性不会超出GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》对建筑主体材料的要求；部分水泥企业认为水泥放射性的控制是环保和卫生防疫部门的职责，与生产企业无关；还有企业认为只要水泥产品的放射性不超过GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》对建筑主体材料的要求，水泥生产的原燃材料的放射性就没有控制的必要，这些观点都是片面的。

云南省金属和非金属矿产丰富，每年产生的工业废渣不仅量大，而且种类较多，在水泥生产中能安全、合理地使用这些固体废弃物，是利国利民的好事，但基于国家标准、水泥生产许可证实施细则和水泥质量管理规程对水泥放射性均作出的相应要求，水泥企业应严格按标准、实施细则和管理规程的要求，对水泥放射性实施有效的监控，生产低放射性的水泥，保证我们在生产、工作和生活环境中不受放射性物质的伤害。

据不完全统计，自2015以来，虽然云南省越来越多的水泥企业将水泥及水泥生产中的各原燃材料进行放射性委托检测（见表3），但就2018年而言，云南省水泥企业对水泥中放射性进行委托检验的企业数只占云南省水泥企业总数的2/3左右，说明部分企业的环保意识有待提高，履行社会责任的意识还需进一步增强。

3.2 对水泥放射性的控制要截流堵源

近2年国家对云南省基础建设的投资加大，云南省对水泥需求量不断增加，很多地方出现水泥供不应求的状况，水泥生产的主要混合材，如粒化高炉矿渣、粉煤灰和火山灰质混合材，有较大一部分被直接加工成混凝土掺合料，原本就紧张的混合材已变成稀缺的资源，很多水泥企业考虑到更远的地方寻找传统混合材的替代品，若一些企业要启用不常见的工业废渣作为水泥原材料或混合材使用，这种情况下更应该严格控制这些工业废渣的放射性以及可能对水泥性能产生的不良影响。建议接触这些固体废弃物之前先做废渣的背景调查，并请环境监测机构对废渣的放射性做初步检测，在基本满足使用要求的情况下，取样送专业检测机构进行放射性、化学成分、活性指数以及重金属含量检测，确定这些项目均符合相应现行标准规定的技术要求，方能作为水泥生产的原材料和混合材使用。

表3 云南省近5年水泥企业放射性委托检验不完全情况统计

3.3 对水泥放射性的控制要制度化

水泥企业应在质量管理体系相关的文件中对原燃材料放射性的监控作出规定，并体现在过程质量控制指标要求中，坚持先检验后使用，严格执行放射性不符合标准规定坚决不使用的原则，杜绝放射性不满足GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》对建筑主体材料的要求的水泥流入市场。

4 结语

用于水泥生产的大部分工业废渣是具有放射性的，要保证水泥放射性满足相应国家标准规定的要求，各水泥生产企业在选择水泥原材料、混合材和缓凝剂的过程中，应对这些材料的放射性进行检测，对可能增加水泥放射性的原材料应进行重点监控，保证原材料放射性符合相应的原材料标准，若无相应标准规定的，应达到GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》规定的建筑主体材料放射性核素限量的要求，这些要求应在企业的质量管理体系中进行规定并有效执行。