水泥是個好東西——專家們怎么看

  記者前不久發(fā)布了7部工業(yè)大片，有人說WORD記者這是要做研究工業(yè)的“史學(xué)家”，NO，NO，中國建材集團作為全球最大的水泥制造商和技術(shù)裝備服務(wù)商，這次不講歷史和工業(yè)，而要帶你一起了解水泥的“美”“好”！

  厲害啦！這次我們邀請了癡迷于水泥事業(yè)的行業(yè)專家、發(fā)明家、工程師、制造者、藝術(shù)家，他們會從不同維度帶你了解水泥……通過這個系列，你會驚喜地發(fā)現(xiàn)，就是無處不在且經(jīng)常被我們忽視的水泥，它就像鉆石一樣極具價值！

無處不在的水泥

  與有幾千年歷史的銅、鐵、玻璃等材料相比，水泥只有不到200年的歷史，進入中國也不過128年。它最初有個美麗的名字——波特蘭水泥，因為它誕生之時，顏色和美麗的英格蘭島上波特蘭地方用于建筑的石頭相似。它真的很年輕，卻改變了人類世界！

  我們離不開它！如果沒有水泥，我們住的房子會是什么樣？大壩、橋梁、機場……又會是什么樣？無法想象！簡單說，水泥是加水拌和后能膠結(jié)其他材料，并能在空氣中硬化的水硬性膠凝材料，也就是說它可以根據(jù)需要膠結(jié)砂、石、鋼材等各種材料，這就決定了它具有耐火、受壓、膠凝等多重功能，應(yīng)用非常廣泛，因此到處都有它的身影。

專家怎么看

  水泥對國民經(jīng)濟的貢獻巨大

  技術(shù)世界領(lǐng)先：最早我們把水泥叫“洋灰”，是從國外進口的。我國從上世紀60年代開始研究新型干法技術(shù)，70年代末、80年代初陸續(xù)從國外引進新型干法生產(chǎn)線，在此基礎(chǔ)上自主研發(fā)出日產(chǎn)2000噸生產(chǎn)線，后來我們不斷發(fā)展、逐步提升到日產(chǎn)10000噸?？梢哉f，中國水泥工業(yè)從引進、到跟跑、到并跑，現(xiàn)在已經(jīng)領(lǐng)跑全球，成為全球技術(shù)最領(lǐng)先、規(guī)模最大的水泥制造和應(yīng)用國。

  不可替代：中國有使用水泥的偏好，現(xiàn)在每年消耗水泥24億噸左右，占全球總量的60%以上。中國石灰石礦山分布廣泛、儲量巨大，中國水泥的價格相對低廉，是最主要最普及的建筑材料，在可預(yù)見的未來里還沒有替代品。

  貢獻巨大：30多年來，中國水泥的價格一直很便宜，之所以能發(fā)展到今天，完全是水泥行業(yè)依靠技術(shù)進步、管理提升從而實現(xiàn)降本增效。中國水泥工業(yè)在自身不斷發(fā)展壯大的同時，也為我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和經(jīng)濟社會發(fā)展做出了巨大貢獻。

  國際化突出：中國水泥工業(yè)還積極踐行“一帶一路”倡議和國際產(chǎn)能合作，占全球水泥工程市場的65%以上，為沿線國家和全球水泥工業(yè)發(fā)展做出了積極貢獻。

  普遍但不普通的通用水泥

  水泥大家族：水泥家族有很多成員，大家最常見的、使用最多的要數(shù)通用水泥，在一般土木建筑工程中使用的都是這類水泥。

  占比最高、貢獻巨大：水泥是經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)原材料，我國水泥98%是通用水泥，一般的房屋、廠房等建筑以及橋梁、道路、預(yù)制構(gòu)件等用的都是通用水泥。

  六大類別：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。我國使用最多的是復(fù)合硅酸鹽水泥，占使用總量的一半以上。

  八種強度等級：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R，其中帶R的是早強水泥。水泥強度的測定指標是水泥砂漿硬結(jié)28天后的抗壓強度，等級數(shù)字越大，抗壓強度越大。目前我國32.5水泥占比超過60%，而多數(shù)國家32.5水泥占比都很低，且發(fā)達國家32.5水泥比重在逐年下降。

  有哪些不為眾知的特種水泥

  具有特殊性能：水泥除了應(yīng)用于一般土木工程建設(shè)，在許多特殊工程和領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用，擔(dān)負了獨特而又不可替代的重要功能。這種具有特殊性能和專門用途的水泥叫做特種水泥。常用品種有鋁酸鈣水泥、低熱水泥、中熱水泥、油井水泥、膨脹水泥、砌筑水泥、耐火水泥、防輻射水泥等。

  滿足眾多領(lǐng)域需求：中國建材集團所屬中國建材總院研制發(fā)明了6大體系、7大類共60余種特種水泥，滿足了我國國防、石油、水電、冶金、化工、建筑、機械、交通等行業(yè)工程建設(shè)的需要。中國建材集團所屬的嘉華水泥依托總院的科研成果，發(fā)展成為國內(nèi)最大的特種水泥生產(chǎn)企業(yè)。

  有待進一步發(fā)展：我國特種水泥的研究生產(chǎn)較晚，始于上世紀40年代。相比國外，我國特種水泥產(chǎn)量占比不足2%，遠低于發(fā)達國家6%~8%的水平。

航天航空領(lǐng)域：鋁酸鈣水泥

  很多人不知道，水泥在航天航空領(lǐng)域也承擔(dān)著重要的作用。遠程導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星以及宇宙飛船等在發(fā)射時會以排氣的形式釋放大量能量，這種高溫高速氣流要及時科學(xué)排走才能保證火箭發(fā)動機正常工作，這就需要用耐高溫的材料來制造導(dǎo)流槽。這時，鋁酸鈣水泥就大顯身手了。

  上世紀60年代，國家啟動實施遠程導(dǎo)彈計劃，中國建材集團所屬中國建材總院接受了導(dǎo)流槽材料的配套研制任務(wù)，研制出了這種快硬早強、耐腐蝕、耐高溫的鋁酸鈣水泥，獲得巨大成功。目前三個衛(wèi)星發(fā)射基地的導(dǎo)流槽都使用了鋁酸鈣水泥，最長的已經(jīng)運行了35年。經(jīng)過多年頻繁發(fā)射的實踐證明，鋁酸鈣水泥導(dǎo)流槽施工簡便、投資量僅為蘇美的1/10，而且經(jīng)久耐用，幾乎無需修補。為此，鋁酸鈣水泥榮獲了國家科技發(fā)明三等獎。

水電工程領(lǐng)域：低熱、中熱水泥

  隨著中國水電的發(fā)展，我們看到許多動輒幾百米高的大壩，如此巨大的建筑如何保證不開裂、體積穩(wěn)定性和耐久性？這就需要低熱和中熱水泥。

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  “九五”至“十二五”期間，中國建材總院依托多個國家科技攻關(guān)項目，攻克了兩大國際性難題，研制出了國內(nèi)首創(chuàng)、國際領(lǐng)先的低熱水泥。這種水泥具有水化熱低、放熱速率慢、熱強比低、后期強度增進率高等優(yōu)異性能，在水工大體積混凝土工程中發(fā)揮著顯著作用。目前低熱水泥已實現(xiàn)在溪洛渡、向家壩、白鶴灘和烏東德等10余個重點水電工程規(guī)模應(yīng)用。為此，該成果榮獲了國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

  中國建材總院、三峽集團等單位經(jīng)過10多年的聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)出了具有補償收縮功能的高鎂微膨脹中熱水泥。這種水泥利用方鎂石具有延遲性微膨脹特性，使混凝土在溫降過程中產(chǎn)生體積膨脹，補償大壩混凝土溫降產(chǎn)生的體積收縮，提高大壩混凝土的抗裂性和耐久性。該水泥最早于20世紀70年代在白山水電站建設(shè)中使用。近年來我國已建成的大型水電工程，如三峽工程、錦屏水電工程、官地水電工程、大崗山水電工程等，大多是采用微膨脹中熱水泥作為水工大壩混凝土的主要膠凝材料。

油井領(lǐng)域：油井水泥

  油井水泥是油、氣井鉆井工程固井作業(yè)中必不可少的膠凝材料。它適用于膠結(jié)油、氣井的井壁和套管，將油、氣、水等各地層彼此封隔。

  油井水泥與其他水泥可不同，在固井作業(yè)中要求水泥漿具有較低的稠度、適宜的稠化時間和較高的抗壓強度，而硬化后的水泥漿則要求具有良好的穩(wěn)定性、抗?jié)B性和抗蝕性等性能。我國油、氣田固井作業(yè)中均采用油井水泥作為主要膠凝材料。以前我們的油井水泥需要進口，但現(xiàn)在我們研制的油井水泥不僅能滿足國內(nèi)使用，而且還出口到歐洲、中亞、非洲等國家。

核電工程領(lǐng)域：核電水泥

  核電站建設(shè)要求非常嚴苛，對所用水泥的要求也比較高。核電水泥要具有較高的早期強度、中等水化熱、較低的堿含量、干縮小等綜合性能。

  核電水泥集中熱水泥、道路水泥和抗硫酸鹽水泥的特性于一體，適用于核電工程中對堿含量、強度、水化熱要求較高的關(guān)鍵工程部位。核電水泥制備的混凝土工作性優(yōu)異，能滿足核電站安全殼、閥基、廠房等不同環(huán)境工況的要求。目前已在我國紅沿河核電站、寧德核電站、防城港核電站、嶺澳核電站、臺山核電站、陽江核電站以及田灣核電站等工程應(yīng)用。

道路領(lǐng)域：道路水泥

  許多人會驚訝，道路還需要特種水泥？是的。道路硅酸鹽水泥就是專用于水泥混凝土路面工程的特種水泥。

  道路水泥早期強度高，強度增長快，從而縮短混凝土拆模時間和切縫時間，加快工程施工進度。具有低抗折彈模量、耐磨、抗凍融、抗硫酸鹽侵蝕等優(yōu)良性能，適合于不同機械化程度施工。在相同的施工工藝條件下，道路水泥混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫的機率大大低于普通水泥混凝土，提高耐久性。目前，道路水泥已成功應(yīng)用于不同等級的公路路面、城市道路路面、飛機場道面、橋梁和隧洞等工程建設(shè)中，效果良好。