水電工程主體工程混凝土所用水泥為中熱硅酸鹽水泥(簡稱中熱水泥),其性能指標符合國家標準(GB200-2003)的要求。此外,考慮到這些大型水電工程對大壩混凝土的耐久性和某些性能的進一步高質量要求,對所用中熱水泥的一些性能指標提出了更高和更嚴格的要求,這是對大型水電工程高質量中熱水泥的進一步要求。
一般來說,為了在生產中熱水泥時達到國家標準和工程用戶要求的強度、水化熱、凝結時間和其他性能指標,制造商確定適當的熟料礦物成分、比表面積控制范圍、比表體積控制范圍、水泥的質量控制指標(稱為內部控制指標),SO3含量和其他技術參數。國家標準中有熟料礦物成分、比表面積和SO3%的指標,但這只是一個極限值。也就是說,制造商確定的這些內部控制指標在國家標準規定的范圍內,不得超過,否則就不是這種類型。然而,制造商不僅在國家標準規定的范圍內隨機取一個值作為內部控制指標,這些內部控制指標只能根據所需的水泥性能、原燃料材料、生產工藝和工廠設備條件,通過測試和生產實踐來確定。大型水電項目并不常見。除強度、水化熱等指標符合國家標準要求外,使用的中熱水泥還需要MgO、R2O(堿含量)、SO3、比表面積和強度等指標。為了滿足這些大型水電項目對中熱水泥的高質量要求,制造商在生產過程控制中采取一系列措施,以確保中熱水泥質量。
大型水電工程中熱水泥指標的要求與分析:
1.關于熟料中MgO的含量
當熟料中的MgO以方鎂石的形式存在時,它會在水泥水化硬化后緩慢水合為水鎂石Mg(OH)2,導致體積膨脹,這可以補償大體積混凝土在后期冷卻階段的體積收縮,從而避免或減少大體積混凝土的裂縫。這是建筑材料部門和水電部門通過多年的科學研究和工程實踐取得的重要成果。該方法已在大型水電工程中得到應用,效果良好。為了充分發揮熟料中MgO的補償收縮效應,MgO含量指標建議為4.0%~5.0%。該指標的允許波動范圍很小,因此制造商嚴格選擇成分穩定的高鎂石灰石或白云石,加強對高鎂石灰石或白云石與普通石灰石比例的準確性和穩定性的控制,否則容易使MgO含量不達標。
2.關于堿含量
雖然所用骨料基本上是無反應的,但為了避免任何風險,對中熱水泥提出了低堿的要求。水泥的堿含量指數為R2O(0.658×K2O+Na2O)≤0.60%這要求制造商選擇堿含量低的原材料。一般要求石灰石的堿含量≤0.2%;粘土原料的堿含量≤1.5%。