具有高抗海水腐蝕性能的鐵鋁酸鹽水泥

鐵鋁酸鹽水泥是上世紀(jì)八十年代由我國(guó)自主發(fā)明的水泥品種，曾獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)。我國(guó)是世界上唯一實(shí)現(xiàn)連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)鐵鋁酸鹽水泥的國(guó)家。目前，我國(guó)已具備超過(guò)1000萬(wàn)噸的鐵鋁酸鹽水泥生產(chǎn)能力，并且普通水泥生產(chǎn)線經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改造也可以生產(chǎn)鐵鋁酸鹽水泥。

鐵鋁酸鹽水泥具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、抗凍、抗?jié)B、耐腐蝕等性能特點(diǎn)，尤其是具有優(yōu)異的抗?jié)B性能和耐海水腐蝕性能。鐵鋁酸鹽水泥混凝土的抗?jié)B性能顯著優(yōu)于同等級(jí)的硅酸鹽水泥混凝土（表1）。

鐵鋁酸鹽水泥在海南省三亞海邊試驗(yàn)站進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間海水浸泡試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明，鐵鋁酸鹽水泥試塊在三亞海水中浸泡12個(gè)月后，其抗折強(qiáng)度非但不降低，反而提高了27%，浸泡24個(gè)月后強(qiáng)度提高了36%；而普通硅酸鹽水泥試塊在海水浸泡下腐蝕嚴(yán)重，即便是改性過(guò)的海工硅酸鹽水泥在同一條件下浸泡12個(gè)月后抗折強(qiáng)度還是下降了50%；浸泡24個(gè)月后下降了52%。

近四十年的海洋工程應(yīng)用案例驗(yàn)證了鐵鋁酸鹽水泥具有長(zhǎng)期耐海水腐蝕性能。福建東山島1983年用鐵鋁酸鹽水泥搶修的南門海堤在經(jīng)受了38年的海浪沖刷下依然完好，未見(jiàn)腐蝕跡象（圖5）。與南門海堤同期修建的還有島上的一座小碼頭，該碼頭為高樁梁板結(jié)構(gòu)，海水中的立柱由鐵鋁酸鹽水泥混凝土建造，上方梁板由硅酸鹽水泥混凝土建造。2019年現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)現(xiàn)，碼頭的鐵鋁酸鹽水泥立柱經(jīng)歷近四十年的海浪沖刷、干濕交替后依然完好，未出現(xiàn)明顯腐蝕；而上方未直接接觸海水的硅酸鹽水泥梁板則混凝土破損剝落，鋼筋銹蝕嚴(yán)重（圖6）。這個(gè)工程實(shí)例表明，鐵鋁酸鹽水泥具有獨(dú)特的、優(yōu)異的長(zhǎng)期耐海水腐蝕性能。

圖5 用鐵鋁酸鹽水泥修建的東山島南門海堤

圖6-1 東山島上利用鐵鋁酸鹽水泥和硅酸鹽水泥修建的小碼頭

圖6-2 東山島上利用鐵鋁酸鹽水泥和硅酸鹽水泥修建的小碼頭

除了海洋工程外，鐵鋁酸鹽水泥還在房屋建筑工程和市政工程中長(zhǎng)期應(yīng)用。1993年施工的22層沈陽(yáng)電信樞紐工程全部主體結(jié)構(gòu)；1994年施工的28層遼寧物產(chǎn)大廈全部主體結(jié)構(gòu)（圖7）；1994年修建的北京西三環(huán)航天橋“Y”型墩柱、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土蓋梁（圖8）等。這些建筑結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用案例表明，鐵鋁酸鹽水泥用于建筑結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)期安全可靠的。