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文寨軍：大壩是水利水電工程最核心的主體建筑物，其建設與運行安全是整個工程的首要問題。白鶴灘水電站大壩的拱頂寬度為14米，壩體最大厚度83.91米，壩頂弧長709米，混凝土澆筑方量約803萬立方米，工程量相當巨大，因此被網友們稱之為“壩天虎”（大壩中的“霸天虎”之意）。

水泥遇水會產生一系列的化學反應，釋放大量熱量。在大壩澆筑過程中，由于大壩主體各維度都很厚實，水泥水化放熱會在壩體中心形成比較高的溫度，就像人發高燒一樣。如果高溫一直存在的話，就會導致混凝土結構產生裂縫，從而影響大壩的運行安全。解決大壩的溫度裂縫問題，早已經成為世界性難題。

低熱水泥以硅酸二鈣為主導礦物，具有低水化熱、干縮小、高后期強度及強度增進率大等特點，對提高大體積混凝土工程的抗裂性和耐久性具有顯著作用。低熱水泥配制混凝土具有溫升發展緩慢、后期強度高、最終溫升低的特點，可從源頭解決混凝土溫升問題，有效降低混凝土內部溫度。在水電工程中應用低熱水泥混凝土，可有效提高混凝土結構的抗裂安全系數。

文寨軍：“九五”至“十三五”期間，中國建材總院等產學研用單位聯合攻關，開展了低熱水泥制備及其應用技術的系統研發，較好地解決了低熱水泥早期強度低、應用受限的技術難題，實現在溪洛渡、向家壩等10余個重點水電工程規模應用，為解決水工大體積混凝土由于溫度應力而導致的開裂問題提供了更好的技術解決途徑。

依托“九五”國家科技攻關項目“安全性混凝土新型膠凝材料的研究”，突破常規礦物組成設計，首次開發出高貝利特水泥（即最初的低熱水泥）。依托“十五”國家科技攻關項目“高貝利特水泥的開發與應用研究”，實現了高活性貝利特晶型穩定活化，攻克低熱水泥穩定制備技術。依托“十二五”科技支撐計劃項目“高強低鈣硅酸鹽水泥及生產控制關鍵技術的研究與示范”，實現低熱水泥早期強度性能進一步提升。依托“十三五”國家重點研發計劃“微膨脹低熱水泥制備技術的研究”，進一步提升低熱水泥抗裂性能，推動了低熱水泥在烏東德、白鶴灘工程中全壩應用。

研發團隊通過室內試驗研究、仿真分析、現場試驗、監測與反演分析等綜合手段，根據水電工程混凝土對工作性、強度、水化熱溫升、抗裂性和耐久性等性能的綜合要求，從礦物組成、化學成分、比表面積、強度、水化熱等方面，全面優化低熱水泥技術指標。

文寨軍：研究團隊創新優化了低熱水泥的礦物組成和制備工藝，并于2003年將低熱水泥品種及相關技術要求加入GB 200—2003《中熱硅酸鹽水泥 低熱硅酸鹽水泥 低熱礦渣硅酸鹽水泥》國家標準中。礦物成分要求為低熱水泥熟料中硅酸二鈣（2CaO·SiO?）的含量應不小于40%，鋁酸三鈣（3CaO·Al?O?）的含量應不超過6%，游離氧化鈣的含量應不超過1.0%。低熱水泥的抗壓強度指標為7天不小于13MPa，28天不小于42.5MPa，水化熱指標3天不大于230kJ/kg，7天不大于260kJ/kg，28天不大于310kJ/kg。這些要求起到了規范低熱水泥生產與工程應用的作用。

隨著技術進步結合工程使用的實際效果，該標準于2017年完成了最新一次修訂工作，增加了水化熱更加低的32.5級低熱水泥相關指標（32.5級低熱水泥各齡期強度、32.5級低熱水泥各齡期水化熱），同時增加了低熱水泥90天抗壓強度不小于62.5MPa技術要求。我國低熱水泥的強度指標顯著高于美國和日本的標準，而水化熱指標相當，低熱水泥技術指標處于國際領先水平。

針對水工大壩溫度裂縫這一世界性難題，從補償混凝土后期溫降收縮和降低水泥混凝土水化熱的思路出發，在低熱水泥中引入MgO膨脹源，獲得膨脹源控制技術、熟料組成設計優化的低熱水泥制備技術。在工業化規模生產中通過細化技術指標，提高了低熱水泥品質，使低熱水泥的水化熱更低、放熱速度更慢、收縮更小、抗裂性更高、均勻性更好。

文寨軍：低熱水泥作為大壩混凝土最重要的膠凝材料，對工程質量至關重要。

為保證低熱水泥的生產質量及穩定性，研究團隊提供了全過程精細化技術服務。研究團隊開創性地提出了考核性生產的概念，根據水泥供應廠家的實際情況，提供低熱水泥生產技術指導，如優選原燃材料、優化配方、采用先進的分析檢測、改造生產工藝和優化工藝配置等，通過規模化生產及業主考核產品質量的形式，制定針對性的全過程生產質量控制監造細則，確立了生產全過程控制要點和關鍵技術參數，以保證低熱水泥質量的均勻、穩定。低熱水泥駐廠監造過程中嚴格按照監造細則的條款，通過駐廠現場監測、全工序技術監理、對比檢測等全過程精細化管理體系，保證了低熱水泥的高品質以及質量均勻性和穩定性。

本文原載于《中國建材報》5月9日3版