王燕谋：精准把握技术方向 研发铁铝酸盐水泥用于海洋桥梁和码头等工程是当务之急

精准把握技术方向 研发铁铝酸盐水泥用于海洋桥梁和码头等工程是当务之急

（原国家建材局党组书记 局长 王燕谋）

  1933年，我国著名桥梁专家茅以升先生领导建造中国第一座现代大桥—钱塘江大桥时，邀请著名水泥专家王涛先生解决大桥墩基的海水腐蚀问题。可见，近一个世纪前，中国工程界就提出水泥耐海水腐蚀的性能要求。

  解决水泥混凝土的海水腐蚀问题是世界难题。现在世界各国每年都投入大量资金对海洋工程进行修补。

  我国政府也很重视该问题。2012年12月20日住房和城乡建设部领导会见中国建材联合会会长时提出：“海洋强国的国家战略和可再生能源发展战略的实施，需要大量抗海水腐蚀的海工水泥，用于构建海洋工程和沿海能源基础设施。你们准备好了吗？” 国务院国发【2013】41号文指出“要发展海洋工程和港口建设用水泥”。

  从我国近期建造的海洋工程的使用情况看，某著名跨海大桥在投入使用12年后的一般性考察中已发现，虽然那里的海水含盐浓度较其他沿海较低，但桥梁混凝土构件的树脂涂层已经剥落；桥头混凝土护坡已被腐蚀，表面露出石子和砂子；混凝土桥墩水位变动区也已出现腐蚀损坏。这些腐蚀会促使海水中的氯离子和其他离子很快渗透到混凝土内部，使钢筋锈蚀，水泥水化体进一步被腐蚀，造成更加严重的破损。当前须要投入资金，开展修补工作。“21世纪海上丝绸之路”倡议得到广泛响应，海洋工程日益增多，如不及时采取相应措施解决水泥混凝土海水腐蚀问题，修补工作量愈加繁重，投入资金愈加增多，还将会产生人身安全风险。

  按政府部门要求和新建海洋工程的使用情况，研发海洋工程用水泥，解决水泥海水腐蚀问题应是新时代建材行业的科技创新重点。

  20世纪80年代初，中国建材研究院水泥物化室在理论研究基础上发明铁铝酸盐水泥，获国家发明二等奖。该种水泥具有快硬、高强、抗冻、抗渗和耐海水腐蚀等性能特性。这是继英国人发明硅酸盐水泥、法国人发明铝酸盐水泥之后，中国人发明的世界上第三类水泥。80年代中期，水泥物化室的铁铝酸盐水泥研究组改制为远大特种工程材料开发公司。该公司实行科研、生产和应用相结合，开发市场，拓展生产，经多年运行，在中国造就了一个铁铝酸盐水泥新产业。物化室和远大公司用铁铝酸盐水泥先后建成了一批大型工程建筑。例如1982年利用水泥抗海水腐蚀性能建造了福建东山岛南门海堤，还制作沿海地区使用的护坡、管桩和混凝土压力管等水泥制品；1993年到1994年利用水泥快硬高强性能建造了北京三环路上的燕莎桥、苏州桥和航天桥等等；1994年利用水泥抗冻性能，冬季施工建造了沈阳长途电信枢纽工程和辽宁物产科贸大厦等。

  20世纪90年代末，中国建材研究院撤销远大公司。从此，人员失散，铁铝酸盐水泥的研究中断。原远大公司的齐冬有同志带领一批同业者进入建筑材料工业技术情报研究所。

  建筑材料工业技术情报研究所是中国建材联合会代管国务院国资委所属的科研事业单位，是工信部产业技术基础公共服务平台的授予单位。齐冬有一行具有铁铝酸盐水泥理论知识、生产和应用技术，从此造就了建筑材料工业技术情报研究所的硫（铁）铝酸盐水泥重点实验室成为我国唯一的铁铝酸盐水泥专业研究机构。

  齐冬有团队进入建筑材料工业技术情报研究所后，启动了铁铝酸盐水泥用于海洋工程的研发工作。为精准把握技术方向，他们开展了系列调查研究工作。

  1.根据团队的工作积累和调查各种文献资料的结果，得出的结论是铁铝酸盐水泥在各种水泥中具有最佳抗海水腐蚀性能。在三亚海边试验站进行海水浸泡试验中得出的结果是：铁铝酸盐水泥试块在三亚海水浸泡12个月后，其抗折强度非但不降，反而提高了27%，浸泡24个月后，强度提高了36%；而海工硅酸盐水泥腐蚀严重，在同一条件下浸泡12个月后抗折强度下降了50%，浸泡24个月后下降了52%。

  2.调查铁铝酸盐水泥工程应用现状，取得水泥耐久性数据。

  在北京查看，用具有快硬高强性能的铁铝酸盐水泥建造的立交桥，经近30年的日夜运行，依旧完好，无需任何修缮，仍可长期安全使用（图1 北京三环航天桥）。

  在福建东山岛查看，南门海堤经过近40年的海水日夜冲刷和无数次的暴风雨袭击，现在仍安全的使用着（图2福建东山岛南门海堤）。其水泥混凝土表面光滑，无侵蚀迹象（图3 海堤混凝土表面）。为做自然暴露实验，1982年在东山岛西埔湾海滩放置的铁铝酸盐水泥钢筋混凝土压力管，经近40年海水浸泡和干湿交替后，将其锯开从断面观察到，钢筋无锈蚀，管壁完好。

图1 北京三环航天桥

图2 福建东山岛南门海堤

图3 海堤混凝土表面

  在沈阳查看，冬季施工的长途电信枢纽工程和科贸大厦自建成后未经修缮一直安全使用至今。

  通过实地调查，齐冬有团队取得了长达近30年和近40年的耐久性数据，非常可贵，为确定技术方向提供了可靠和必须的科学依据。

  3.经国资委领导批示，齐冬有团队与中国交建的科研、设计和施工单位进行了两次技术交流。在交流中进一步明确了在海洋桥梁和码头等工程中推广铁铝酸盐水泥所需的研发内容。要通过科学试验，取得系列工程设计参数；根据水泥的性能特点，要研究相应的施工方法；在此基础上要进行工程建设试点；最终要制订出设计和施工规范。

  4.铁铝酸盐水泥已列入国家发改委修订发布《产业结构调整指导目录（2019年本）》鼓励类目录，以及工信部发布的《建材工业鼓励推广应用的技术和产品目录(2018-2019年本)》，其生产和应用得到了国家法律法规的支持。中国是世界上长期、连续生产铁铝酸盐水泥的唯一国家，可满足海洋工程大批量供应的需要。齐冬有团队掌握铁铝酸盐水泥生产技术，可确保水泥质量。

  中国建筑材料科学研究总院有限公司正在开展“十三五”国家重点研发计划的科研项目“海洋工程高抗蚀水泥基材料关键技术”。从2018年9月18日《中国建材报》头版报道的中期调查结果情况看，该单位研究工作尚处在理论研究和应用研究阶段，尚未进入开发研究，要取得具有说服力的工程应用的耐久性数据，尚须很长时间。显然研发铁铝酸盐水泥用于海洋桥梁和码头等工程的技术方向是精准的，而且是当务之急。

  研发铁铝酸盐水泥用于海洋桥梁、码头等工程项目具有巨大社会效益和经济效益，是一项创新系统工程，要由科研、生产、工程设计和施工等多部门、多单位协作，须开展系统的实验室试验和模拟试验，还需建设桥梁、码头等试点工程。为实施如此庞大的科技创新项目，必须得到政府部门的立项和资金支持。

  2020年8月本人遵照习近平总书记指示，对“十四五”规划提出了建言，题目是“推广铁铝酸盐水泥，破解海洋工程中水泥混凝土腐蚀的世界难题”。为尽快落实该建言，特撰写此文，呼吁中国建材联合会和有关政府部门务必大力支持协调建筑材料工业技术情报研究所与有关单位协作，研发铁铝酸盐水泥在海洋桥梁、码头等工程中的应用。让我们为破解水泥海水腐蚀的世界性难题而共同努力吧！