水泥 王燕谋 齐冬有 汪智勇 2022-12-12
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2021年6月24日凌晨，美国佛罗里达州迈阿密海边一栋1981年建造的12层公寓发生部分倒塌，如图1、图2所示，造成重大人员伤亡。该事件引起了全世界的关注。
图1 倒塌公寓所处海边位置
图2 公寓楼部分倒塌现场
国际著名媒体《纽约时报》和《经济学人》授引权威科学机构的初步调查显示：气候变化带来的海平面上升，引起海水倒灌，导致公寓建筑地基内和周边区域大量海水长期滞留，对建筑结构的水泥混凝土及内部的加强钢筋造成腐蚀破坏，是公寓倒塌的可能原因。
倒塌的第二天，2021年6月25日，美国商务部国家标准与技术研究院NIST开始部署一个由6名科学家和工程师组成的团队与联邦和地方当局合作，以收集和保存可能有助于理解倒塌原因的有关材料和信息。团队的工作内容归结为5个方面：证据保全、材料科学、岩土工程、结构工程、遥感和数据可视化。团队的最终目标是确定倒塌的技术原因，建议更改建筑规范、标准和实践，或其他适当行动，以提高建筑物的结构安全性。
NIST申明，对结构性灾难调查需要数年时间才能完成；在网站上将不断更新调查的进展。最近的进展是:
2022年6月15日，正在准备开始侵入性测试和进一步收集物证；
2022年9月29日，已完成现场测试并宣布了下一次的咨询会议。
可见，在美国对迈阿密塌楼事件正在进行系统的调查和研究，估计在数年后才能得出结果。
美国塌楼事件一波未平，又一波再起。2022年10月27日，佛罗里达州的迈阿密市政官员下令，要求一座海边的皇家港公寓楼居民紧急撤离。该楼建于1971年，在进行50年房龄的安全认证时发现该公寓的钢筋混凝土梁从车库层的起始位置过度移动，发生危情，因此发出了不安全通知。官方命令再次激起了2021年塌楼事件的余波，又引发了附近居民的恐慌。
在中国，有关单位得到迈阿密塌楼事件的信息后，查阅和研究了现场调查资料和国际权威媒体关于塌楼原因的讲述。在此基础上，提出立项进行在海边工程建设中采用铁铝酸盐水泥取代硅酸盐水泥的试点。
铁铝酸盐水泥除快硬高强特性外，还具有耐海水腐蚀的性能优势，在三亚海水中浸泡后抗折强度非但不降，反而增长，浸泡24个月抗折强度增加了36%，即其耐腐蚀系数K24为1.36；相应的硅酸盐水泥在三亚海水中浸泡24个月后抗折强度下降了52%，即其耐腐蚀系数K24仅为0.48。
氯离子渗透系数是混凝土结构耐久性设计和使用寿命评估的重要参数。采用不同水灰比配置的铁铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥混凝土氯离子渗透系数对比示于图3。可见，在同等条件下，铁铝酸盐水泥的氯离子渗透系数比普通硅酸盐水泥混凝土的氯离子渗透系数低很多。
图3 不同混凝土抗氯离子渗透系数
经国家发改委批准，在海边的漳州华龙一号核电工程中进行试点。
2021年12月31日首次正式浇筑混凝土，单件方量574.52m3,如图4所示。浇筑一次性取得成功。
图4 铁铝酸盐水泥混凝土在华龙一号工程首次正式浇筑
2022年9月10日首次浇筑大体积混凝土，一次性浇筑混凝土1100 m3，如图5所示。首次大体积混凝土浇筑取得成功。
图5 铁铝酸盐水泥混凝土首次大体积浇筑
采用铁铝酸盐水泥取代硅酸盐水泥的试点工程取得圆满成功。为解决海边建筑物耐久性的世界难题，有力地提供了中国方案。
作者：
1.王燕谋 原国家建材局党组书记、局长
2.齐冬有 建筑材料工业技术监督研究中心
硫（铁）铝酸盐水泥重点实验室 主任
3.汪智勇 硫（铁）铝酸盐水泥重点实验室 副主任
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