特种水泥生产(特种水泥系列报道ㅣ道路水泥：擎起“强国动脉”的基石)

Posted 2023-06-02

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特种水泥生产(特种水泥系列报道ㅣ道路水泥：擎起“强国动脉”的基石)

中国建材杂志专题报道组原创

为传统产业注入活力

经过近十几年的发展，我国水泥行业已由高速增长转向高质量发展阶段，规模、技术、装备水平在全球已处于领先水平，从过去的“跟跑”“并跑”进入了现在的“领跑”阶段。然而，产能过剩的阴影也常年笼罩在这一传统产业之上。

特种水泥是通过调整熟料矿物组成配方、改进工艺与煅烧的方式，获得某种特有的性能、功能，使其发挥通用硅酸盐水泥无法替代的作用，进而为水泥应用拓展了新的领域。因此，发展特种水泥是水泥行业转型升级、培育发展新动能的重要组成部分。特种水泥如果得到良好发展，受益的不仅是企业、行业，还有整个国计民生。

已有70年历史的中国建筑材料科学研究总院有限公司（以下简称“中国建材总院”或“总院”）是新中国第一家建材行业的科研机构，也是我国特种水泥研发的起源地，在几代人的不懈努力下，经过“仿造—自主开发—研究创新”的发展历程，创造发明了60余种新品种水泥，形成了六大体系、八大类的水泥品种，获得了国家级、省部级科技奖数十项。技术创新为水泥产业注入新的生命力，也让这一传统产业焕发新的光彩，更具可持续性。如今，由总院自主研发的多系列特种水泥已广泛应用在核电、大坝、油井、港口、公路铁路、桥梁等众多人们耳熟能详的国家级重点工程。

交通运输是兴国之器、强国之基。高速公路、铁路、航空……这些交通运输体系中的“主力”作为国民经济的“大动脉”，承担着十分重要的作用。国外自上世纪50年代初开始道路用水泥的研究，如日本在《高速公路设计要领》中对水泥提出了矿物组成、凝结时间及抗折强度要求。上世纪80年代末，针对我国重大工程项目的建设需求，中国建材总院成功研发道路面层专用水泥，即道路硅酸盐水泥（简称道路水泥），其具备更优良的耐磨性、干缩率等，一经推出就得到了广泛应用。此为开端，在总院的推动和参与下，武汉工业大学、华南理工学院等专业院校如雨后春笋一般，一起投入到道路水泥研发的热潮中。

使用道路水泥配制路面混凝土，具有众多优点：一是拌和物工作性好，不离析，不泌水，凝结时间合理，施工操作方便；二是混凝土早期强度高，且后期强度增长迅速，可缩短拆模时间，切缝时间提前，加快施工速度；三是弯拉强度高，弹性模量低，可满足高等级公路、机场混凝土路面要求；四是干缩率低，降低了路面出现收缩裂缝的可能性；五是耐磨性好，从已有路面使用情况看，道路水泥配制的混凝土路面密实性好，耐磨性明显优于通用水泥混凝土路面；六是性价比优良，与通用水泥相比，配制相同弯拉强度的混凝土，水泥用量可减少20kg/m3～40kg/m3，经济效益非常可观。综合来看，采取良好施工工艺的道路水泥混凝土路面，不仅质量高，而且使用年限长，维护费用低，工程全生命周期的综合成本大幅降低。

为特殊需求提供定制服务

能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础，在国民经济中具有特别重要的战略地位。内蒙古是我国最大煤炭生产基地，其煤炭储量和产量均居于全国首位，为我国经济建设输送着源源不断的“血液”。作为内蒙古主要煤炭生产区之一，曾几何时，准格尔旗地区的交通不便成为制约当地煤炭外运的主要因素。2013年，准兴高速建成通车，该公路投资150亿元，历时3年建成，西起准格尔旗，东至与河北省相邻的兴和县，全长265公里，是中国第一条重载高速公路，也是世界上最长的重载高速公路。

准兴高速公路为双向五车道，重载方向混凝土路面厚32厘米，可承载100吨的货车，日均重载车流量近6000 辆。它的背后正是依靠着道路水泥的默默支撑。

准兴高速公路建设项目立项后，业主和施工方经过对周边水泥企业的选型和调研，发现通用水泥的品质无法满足建设要求。而道路水泥作为修筑高等级公路的理想材料，在通用水泥常规性能的基础上，还具有耐磨性良好、收缩率小、抗冻抗腐蚀性好、抗冲击性强等特点。于是，建设方主动找到特种水泥研发领域的权威——中国建材总院，选择与他们合作。

中国建材总院科研人员潜心研发，终成功解决了高抗折耐磨道路水泥制备难题。该技术优化道路水泥熟料的矿物组成，并形成了原燃材料选择、煅烧制度工艺参数和粉磨工艺参数等工艺参数调整等制备关键技术，满足了道路水泥高抗折强度、低干缩和高耐磨等性能要求。

最终，在总院水泥新材院的帮助下，建设方选择了原材料、生产工艺、制备水平都能满足特种道路水泥生产的大同冀东水泥、蒙西水泥等企业，同时，由总院为这些企业提供技术支撑，保证其能够稳定生产出高标准的产品。项目通车半年后，据项目组调研，准兴高速公路经受住了严寒和暴雨考验，路面断板率小于0.1%，脱皮、印痕、裂纹和缺边掉角等病害均小于受检面积的0.1%。

酒香也怕巷子深

道路、路面和机场跑道等道面工程按其在荷载作用下的力学特性，可分为刚性路面和柔性路面。刚性路面是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面，业内人士俗称“白道”；柔性路面一般指沥青路面，俗称“黑道”。

“曾经，我国是沥青资源短缺的国家，使用沥青铺设路面是有些奢侈的事情。而且那个时候沥青质量差，大太阳一晒，路面就变软了，再一下雨，就冲散了。彼时正值基础设施建设力度加大的时期，道路水泥的发展迎来了重大机遇。”中国建材总院水泥新材院道路水泥研发团队的负责人刘云介绍说。

道路水泥作为特种水泥中重要的组成部分，在研究开发和生产应用方面都已取得了一系列成果。道路水泥以其显著的技术经济效益在我国公路建设中扮演重要角色。它除了适宜不同等级的公路路面、城市道路路面、桥梁路面等工程外，尤其适宜高速公路、机场跑道路面，以及山区、隧道公路和南方广大雨区公路等。国家标准《道路硅酸盐水泥》以及交通运输部《公路水泥混凝土路面设计规范》、民用航空总局《民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》等相应行业标准中明确规定：在特重、重交通水泥混凝土路面中应采用道路水泥；飞行区指标为4C以上（含4C）的水泥混凝土道面面层，水泥应选用道路水泥、硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

但随着我国沥青产量的增加、产品质量的提高和生产工艺的进步，“黑道”一度胜过了“白道”，道路水泥在道路建设中的市场空间被进一步挤占，推广难度再度加剧。这种状况的造成是源于道路工程的设计部门对道路水泥的性能、优点认识不足，道路水泥的生产企业与工程建设部门联系、技术交流不够。

刘云认为，要改变道路水泥应用推广不力的现状，发展我国道路水泥事业，仅仅依靠研发部门的努力是不够的，必须得到公路、市政建设等有关应用部门的积极配合与支持，多方采取措施，共同推进。首先要做好宣传工作，提升人们对道路水泥的认识，这也是总院特种水泥团队一直在做的；其次要强化技术规范和政策性法规，鼓励业主和施工单位使用道路水泥，经济上算综合账，并做好道路水泥混凝土施工质量控制和管理；最后各地建材主管部门应做好布局，对道路水泥的生产企业加强质量管理，加强建材与交通部门间的联系与协作，共同培育道路水泥营销市场，以满足对道路水泥的需求。

“推广难还有一个重要原因，”刘云表示，由于特种水泥的原材料品质更高、工艺控制更精密、出产过程更复杂，成本自然有所提升，但很多施工单位在招标时，为了节约成本会低价中标，导致即使特种水泥性能更佳，最终中标的产品仍有大量的通用水泥。许多施工单位甚至在需要使用道路水泥时仍选择更为低廉的通用水泥。“产品没用对，施工工序和工艺不对，出现了问题还要混凝土路面和材料‘背锅’。很多人都只重视眼前的利益，谁会想到若干年后的后果呢？我认为，要想解决这一问题，其中一个重要手段就是推行‘工程质量终身制’。”

2019年12月31日，住建部、发改委联合印发《房屋建筑和市政基础设施项目工程总承包管理办法》。该办法明确规定，工程总承包单位应当对其承包的全部建设工程质量负责，分包单位对其分包工程的质量负责；工程总承包单位、工程总承包项目经理依法承担质量终身责任。

酒香也怕巷子深。相信这将会是一个好的开端。

后疫情时代的新机遇

2020年年初，新冠肺炎疫情来袭，并在全球范围蔓延，世界经济按下暂停键。得益于国内疫情防控工作的有序进行，各行各业迅速复产复工，保障了生产经营的总体稳定。

在此背景下，5月14日，中共中央政治局常委会会议首次提出“深化供给侧结构性改革，充分发挥我国超大规模市场优势和内需潜力，构建国内国际双循环相互促进的新发展格局”。“两会”期间，习近平总书记再次强调，要“逐步形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”。党的十九届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二○三五年远景目标的建议》，也将其纳入其中。

内循环经济重点是依靠投资和消费。投资方面，2020年国务院政府工作报告中提出，将重点支持“两新一重”建设。“两新”即新型基建、新型城镇化建设，“一重”是指交通、水利等重大工程建设。7月30日中共中央政治局会议也要求加快新型基础设施建设，深入推进重大区域发展战略，加快国家重大战略项目实施步伐，以新型城镇化带动投资和消费需求，推动城市群、都市圈一体化发展体制机制创新。基建，仍然是后疫情时期经济恢复的加速器。

从有史料记载的先民“构木为巢”，再到已经成为建筑材料历史文化名片的“秦砖汉瓦”，建材始终是人类生产、生活必需的基础材料，经过近万年的演化，建材行业依旧是社会经济生活的基石产业之一，承担着服务于人类文明和社会发展的永恒的历史责任。

据统计，我国每年都有数以千亿元的资金投资于交通运输基础设施建设。经过多年发展，我国交通基础设施建设取得了明显进步，但对照构建新发展格局、畅通国民经济循环的要求，还有不小提升空间。建筑材料，尤其是水泥行业，将在“两新一重”建设的进程中迎来机遇、受益多多。

在“双循环”经济发展格局下，随着我国公路交通及机场建设的发展，道路水泥作为支撑特重、重交通建设的基石，将大有可为，中国建材总院水泥新材院的特种水泥团队也已摩拳擦掌、蓄势待发。

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