大型水电工程用中热硅酸盐水泥

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1、大型水电工程用巾热硅J●ll_，I_L酸盐水泥Moderateheatportlandcementusedinlarge-scalehydro-elctricalengineering钟卫华1王兆成1王敏2王晶2文寨军2(1二滩水电开发有限责任公司，成都四川610051；2中国建筑材料科学研究总院，北京100024)摘要：本文对目前国内大型水电工程中使用的中热硅酸盐水泥进行了介绍，并讨论了其强度、水化热、SO，、MgO、碱含量、比表面积和熟料矿物组成等的控制情况，对中热水泥生产质量控制以及在水电工程的应用有一定的指导意义

2、。关键词：d-电工程；中热水泥；水化热中图分类号：TQl72．73+2文献标识码：B文章编号：1003—8965(2010)01—0020—041前言随着哥本哈根气候大会的召开，我国在碳减排方面做出了庄严承诺：到2020年，中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40％-45％。我国将继续大力发展水电、核电等清洁能源。我国水电资源十分丰富，据普查河流水能资源为5。5亿千瓦，经济可开发量为4亿，而目前已建成的电站装机为1．0亿千瓦，仅为可开发量的25％。预计到2020年，建成的电站装机总容量将达到3．0亿千瓦Ⅲ。目前已

3、经开始建设和即将开始建设的大型水电站有雅砻江流域的锦屏、官地和两河口电站等，金沙江流域的溪洛渡、金安桥和白鹤滩电站等，澜沧江流域的小湾、糯扎渡、里底电站等，大渡河流域的深溪沟、瀑布沟、大岗山电站等。这些大型水电工程的部分主体工程用水泥采用符合国家标准(GB200一2003)的中热硅酸盐水泥(中热水泥)，此外考虑到大坝混凝土部分特殊性能，还对所用中热水泥的强度、水化热、MgO、S03含量、碱含量和熟料矿物组成等指标提出了进一步要求。表1国内部分大型水电工程中热水泥指标要求序号技术要求国标投西瓦小湾溪洛渡锦屏17d承化热(k

4、J／kg)≤293≤280≤283250-320，320～340之间的250-340，320以下须在2圪表面积(m2／kg)≥250宣250～300250-340不超过15％80％以上3碱含量《R：O)供需双方确定0．60≤0．55≤O．50428d抗压强度(MPa}≥42．5≥46．549．0±3．5，48．013．0528d抗折强度《MPa)≥6．5宜≥8≥7．56C弧(熟料，％)≤6．0≤4．O7MgO(％}≤5．03．8—5．04．2-5．03．5—5．08CAF(熟料，％J≥152国内大型水电工程用中热水泥情况

5、目前国内在建的大型水电工程如锦屏电站、溪落渡电站、小湾电站等对大坝混凝土用中热水泥的品质指标如表1所示。表1表明，目前国内部分大型水电工程用中热水泥的强度、水化热、MgO、碱含量、比表面积和熟料矿物组成等指标要高于现行国标，且对水泥的质量稳定性等要求更高，需对水泥的生产进行更为严格的控制。3水电工程用中热水泥3．1中热水泥熟料的矿物组成在硅酸盐水泥熟料中，各水泥熟料矿物的水化放热见表2所示。C3A水化放热最高，其次是C3S，而C2S和C4AF的水化热较低。因此，在中热水泥生产中，为了降低水泥的水化热，应尽量降低水泥熟料中

6、C弧含量和控制C3S含量，适当增加CzS和C4AF含量。表2硅酸盐水泥熟料中各种矿物的水化热(kJ／kg)目龄期(d)矿物名称372890C3s404458486520C2s21103165183CA590659872927CdAF93249377415，‘r普硅水泥和中热水泥熟料的化学成分及矿物组成见表3。由于C3A会给水泥性能(干缩、抗侵蚀、水化热等)带来不利影响，一般认为C3A含量应控制愈低愈好。当C3A含量低时，可提高C4AF含量，C4AF有较好的抗冲刷和抗硫酸盐侵蚀性能，有利于配置的混凝土长期耐久性能的提高，因

7、此国内许多水电工程对中热水泥熟料中一般要求C4AF含量不低于15％。与此同时，还要求适当提高熟料的硅率和C2S含量，从而赋予中热水泥“后期强度较高，而水化热较低”的性能特点团。生产经验表明，水电工程用中热水泥熟料的矿物组成一般宜控制在以下范围：C3S：50％一55％，C2S：20％一30％，C3A：1％～3％，C4AF：15％一17％。3．2中热水泥强度和水化热在硅酸盐水泥中，各熟料矿物对水泥强度贡献为：C3s在水化早期和后期均能发挥较高的强度；C：S早期强度低，但后期能发挥高强度；C3A早期强度高，但后期强度增进率很小

8、、强度绝对值低；C,,AF早期和后期均能发挥强度，但强度绝对值不高魄510同时，水泥的水化热和强度是一对互相关联又互相矛盾的性能，亦即水化热愈低则强度也愈低。表4和表5分别列出了典型普硅水泥和中热水泥在不同龄期的水化热和强度试验结果。研究结果表明，普硅水泥早期水化速度快、水化放热高，一般水泥7d强度即能达到其28d强