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湖北突破特種專用水泥關鍵技術 大型水下沉管壽命增至100年

來源:湖北日報  撰稿人:  發布時間:2022年05月09日 瀏覽:
摘要:

為滿足該沉管設計使用壽命100年需求,葛洲壩宜城水泥公司研制出了強度高、抗滲性好、耐久性強的沉管專用水泥。

  5月4日,在位于襄陽宜城市板橋店鎮的中國能建葛洲壩水泥公司所屬宜城公司(簡稱“葛洲壩宜城水泥公司”),高塔式生產設備林立,空中管道井然交錯。

  距離此地60多公里處,襄陽魚梁洲過江隧道項目建設正酣。作為國內整體建設規模最大的內河沉管隧道、漢江首條沉管隧道,魚梁洲過江隧道使用的水泥便是由葛洲壩宜城水泥公司獨供。

  為滿足該沉管設計使用壽命100年需求,葛洲壩宜城水泥公司研制出了強度高、抗滲性好、耐久性強的沉管專用水泥,其“大型沉管專用水泥關鍵技術研發與實踐”達到國內領先水平,被評為湖北省科技創新成果。

2021年1月9日,襄陽魚梁洲過江隧道沉管澆筑現場(資料圖片)。 

  沉管隧道100年不朽

  2018年10月,世界上建設規模最大的沉管隧道——港珠澳大橋海底隧道成功通車。與此同時,滾滾漢江之上,襄陽市東西軸線魚梁洲過江隧道開工建設。

  該隧道全長5.4公里,其中兩次下穿漢江的沉管隧道段長1011米,共有沉管10節。漢江水文條件復雜,水下能見度不超過30厘米,加之沉管體型龐大,體量相當于一艘小型航空母艦。

  “當時拿到招標文件,我就感到巨大的壓力?!备鹬迚我顺撬喙靖笨偨浝碛嗝鹘榻B,該隧道的管節設計使用壽命要達到100年,抗滲要求高,管節截面尺寸大,且無外包防水,不能出現溫度裂縫,對預制沉管結構的安全性和耐久性要求更嚴格,這些要求指標都由水泥性能來決定。

  比如,沉管澆筑采用的是全斷面整體式順序澆筑預制技術,單體澆筑量在2000立方米以上,必須要求水泥水化熱(指水泥遇水反應所放出的熱量)低、收縮??;單節沉管動輒過萬噸,還要在水中托運,這就要求水泥必須強度高。同時,還需考慮混凝土在水下抗沖刷和抗壓能力需求,綜合解決水化熱、收縮等影響混凝土抗裂性能和使用壽命的關鍵問題。

  “與普通水泥相比,沉管專用水泥指標要求更高,必須從原料選用、礦物組成、生產工藝等各方面做調整?!庇嗝鹘f,這不僅是一次機遇,更是對公司科技創新能力和質量管控水平的考驗。

5月4日,葛洲壩宜城水泥公司實驗室內,技術人員正在做配料試驗。

  衍生產品銷量超百萬噸

  生產水泥,要經過石灰石開采、破碎、配料、窯燒、熟料加工等20多個環節,任何一個環節出現問題,都會影響水泥質量。為全面了解所需水泥的特性和要求,余明江和50多名研發人員日以繼夜,反復試驗,多次與施工方探討方案。

  通過大量材料優選和復配試驗,他們發現采用堿含量更低的硅土、礬土搭配替代頁巖做硅鋁質校正料,能有效降低熟料堿含量,提高適應性,降低收縮和放熱。而利用鋼渣中活性氧化物和各種礦物的化學反應,就能讓水泥石變得致密,提高強度和抗裂性能。

  產線改造,也是品控的重要一環。湖北日報全媒記者現場發現,在葛洲壩宜城水泥公司,機器轟鳴,馬路潔凈,草木綠意盎然,聞不到一點異味。

  “為配合沉管專用水泥研發,我們引進先進的儀器設備,對發電和生產系統進行改造,不僅降低了有害物的排放,還能每年減排二氧化碳4.5萬噸、二氧化硫300噸、氮氧化物900噸?!备鹬迚我顺撬喙举|量總監伍小成說。

  最終,歷經6個月潛心攻關,葛洲壩宜城水泥公司研究出沉管專用水泥,實現水泥熟料3天和7天水化熱降低15.0千焦/千克以上,28天抗壓強度提高2.0兆帕,并成為魚梁洲過江隧道項目的水泥獨家供應商。

  據介紹,2019年至2020年,該公司累計生產和銷售沉管專用水泥18萬噸,因品牌效應增加了衍生產品銷量超100萬噸,產生經濟效益超3000萬元。目前,中國能建葛洲壩水泥公司已擁有油井水泥、抗硫酸鹽水泥、核電水泥、海工水泥等28種特種水泥產品,產品遍布國內20多個省份及東南亞國家,白鶴灘電站、江坪河電站、渤海油田等世界級工程都由葛洲壩特種水泥護航。

責任編輯:褚贊贊
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