“无坝不裂”已经一向是萦绕在世界水利人心中的“魔咒”，直到我国初次全坝选取低热水泥，创造了世界特高拱坝建设“之最”的乌东德水电站，未出现一条温度裂缝，“魔咒”彻底隐没，低热水泥自此开启世界无裂大坝之门。

金沙江乌东德水电站，位于云南省昆明市禄劝县和四川省凉山州会东县接壤，总装机容量1020万千瓦，年均发电量389.1亿千瓦时，是施杏装西电东送”的国度沉大工程。2020年6月，习近平总书记对乌东德水电站首批机组投产发电作出沉要批示强调：对峙新发展理想勇攀科技新顶峰，致力打造精品工程，更好造福人民。习近平总书记为何会对这一工程作出沉要批示？“世界级工程”乌东德水电站建设的背后又有怎么的故事？ 

2020年7月，我国沉点水电站项目喜报频传。4日，白鹤滩水电站右岸进水塔拦污栅，实现全线封顶，建成后的白鹤滩水电站将成为仅次于三峡工程的世界第二大水电站。10日至22日，中国第四、世界第七大水电站乌东德实现第三阶段蓄水安全鉴定。这两座世界级水电站建造各有特点，但用材上却有一个共同之处——全坝选取低热水泥。

对低热水泥的利用并非心血来潮，早在1936年，美国建成的胡佛大坝中低热水泥利用的占比就达到40%左右。然而，早期低热水泥因强度低、出产成本高、影响工期等成分未能宽泛推广利用。

白鹤滩水电站

这两座水电站全坝使用的低热水泥是口袋德州官网总院自主研发的一种新型硅酸盐水泥。“九五”至“十二五”期间，口袋德州官网总院依附多个国度科技攻关项目，成功解决了硅酸二钙活化和高温晶型常温不变的两大国际难题，并初次实此刻预分化窑系统直接造备高活性高机能低热硅酸盐水泥（简称“低热水泥”）。与传统中热及通常硅酸盐水泥比，低热水泥利用于大坝混凝土中，不仅拥有早期放热速度慢、水化热总量低、早期强度低、后期强度增长等显著的技术优势，且拥有抗干缩、抗侵蚀、抗冲耐磨的机能优势，被誉为“大坝退烧药”。

作为一项新的科研突破，想在市场利用中获得好的成效，必要经过成千上万次试验，这种试验既耗费功夫，又亏损金钱。研发之初，为追求支持，口袋德州官网总院与嘉华特种水泥股份有限公司、中国长江三峡集团有限公司（简称“三峡集团”）结成缜密合作同伴，共同推动低热水泥的研发攻关和市场推广。漫长的研发终于迎来了产品出产的时刻，然而最初的试出产也并非易事。

对此，口袋德州官网总院水泥科学与新型构筑资料钻研院院长文寨军至今印象深刻。“1996年6月至7月，正值四川最热的季节，其时我们在没有空调的厂房里试出产、调配方，室内温度高达50℃～60℃。刚起头一向烧不好，前前后后去了4次，克服了各类难题，最终才烧造成功。”

为加快推动低热水泥的产业化研发过程，近年来，口袋德州官网总院还携手中国水利水电科学钻研院等几个单元，共同发展产学研用结合攻关，不休优化低热水泥造备和利用关键技术，大幅提升了低热水泥及混凝土综合机能。2003年初次将低热水泥列入国度尺度GB 200—2003，并于2017年结合工程利用情况，对低热水泥有关技术要求进行了订正美满。口袋德州官网总院在低热水泥方面已获得“一种低热硅酸盐水泥及其造备和利用”“一种高镁微膨胀低热水泥及其造备步骤”“一种高镁微膨胀低热水泥及其造备步骤”等国度授权发现专利18项，2006年“高机能低热硅酸盐水泥（高贝利特水泥）的造备技术及利用”获得国度技术发现二等奖。

经过近70年、三代科研人的不懈致力，口袋德州官网总院至今已成功研发了六大系统、十大类60余种特种水泥。 

低热水泥从研发、出产、试用到乌东德水电站全坝利用，度过了漫长的20多年，个中滋味只有经历过的人能力体味。一个大型水电站投资超百亿元，选用资料并非是件易事，是什么原因让乌东德水电站敢于全坝利用低热水泥这一新资料呢？

举世瞩主张三峡工程

话题还要从1992年全国人大通过《长江三峡工程决定案》说起。“无坝不裂”之说同样给这个大体积混凝土工程带来极大威胁。1994年，三峡工程开工前，各方专家经屡次调查、钻研，最终决定选取氧化镁微膨胀中热水泥，自此三峡集团便起头了和口袋德州官网总院的合作。

那时大中型水电工程重要选取中热水泥，口袋德州官网总院的科研人员提出，在传统中热水泥中引入肯定量氧化镁，使其在水化后期产生微膨胀，赔偿大坝工程后期温降收缩，预防后期温度裂缝的产生。这便有了三峡工程用的氧化镁微膨胀中热水泥。国务院三峡工程验收专家组组长潘家铮院士在第15次查抄三峡工程质量时说：“三峡大坝是一座没有裂缝的混凝土沉力高坝，创造了世界事业！”

在氧化镁微膨胀中热水泥的研发和利用过程中，总院科研人员并没有终场创新的脚步，而是持续向进一步适应水工等大体积混凝土工程低水化热要求的新种类水泥迈进。“九五”期间，依附国度科技攻关项目，总院科技工作者尝试了几十种离子掺杂技术，钻研了分歧晶型硅酸二钙的不变和活化技术，历时3年，终于，低热水泥诞生了。它能够大大降低混凝土绝热温升、减轻温控压力和提高混凝土抗裂机能，从而削减或预防混凝土温度裂缝的产生。

对于一个新的资料，仅有尝试室数据是不够的，只有效到工程中来，用事事反检验。三峡工程是世界上装机最大的水电工程，能在这里进行新资料试用，不得不说是一次斗胆尝试，也离不开三峡集团对口袋德州官网总院的信赖和全力支持。

文寨军回顾：“最起头，只选择在三峡的围堰工程上做低热水泥试用，其时在大坝预埋了好多测试装置。之后又在工程的厂房和电厂等部门选点试用，最后在30多个坝段利用。每次试用时都要开屡次专家论证会，反复论证。”经过了无数次的考验后，最终证明低热水泥水化热比中热水泥低15%，后期强度机能优于中热水泥，为之后的工程利用堆集了大量贵重数据。总院人在三峡工程合作中体现出来的严谨、创新、钻研的科学家心灵，受到三峡集团的高度注定。

三峡工程试用后，低热水泥又在溪洛渡、向家坝、大岗山、沙坪、深溪沟等10余个大型水电站的导流洞、泄洪洞、消力池等工程部位使用，为推动低热水泥在超大型水电工程全坝利用奠定了坚实基础。

2012年，乌东德水电站起头建设前的各项筹备工作。三峡集团提出，建“无裂大坝”。要实现“无裂”，混凝土是关键。乌东德大坝地点的金沙江干热河谷，大风频发，安阳强烈，昼夜温差大，坝体受温度不均影响，极易产生裂缝，低热水泥天然成为最佳首选资料。

低热水泥从三峡工程到溪洛渡坝上试验，再到向家坝地下工程等项主张普遍利用，其间虽历经不休钻延注试验和改进，但都仅限于部门使用。乌东德水电站工程混凝土浇筑总量约为280万立方米，在这么大体量的混凝土浇筑中，温度节造至关沉要，由于温差变动过大，会导致混凝本地货生开裂，威胁大坝安全，这也是一向困扰水电工程中的世界性难题。低热水泥能否“全坝”利用？专家们向总院科研人员提出了各类疑难。

总院低热水泥在乌东德水电站大坝实现300米级双曲拱坝全坝利用

“那时，会上只有专家一提出疑难，会后我们就立刻加班加点整顿所需资料，并针对必要补充的试验，迅速切磋若何造订试验规划。”文寨军暗示，总院科研人员通过低热水泥水化产品不变性、低热水泥与中热水泥机能对比、两种水泥配造混凝土的试验室机能和工程现场机能对比和论证，撤销了专家在这些方面的顾虑。经过近5年反复试验验证及20屡次专题会议会商，终于，三峡集团一锤定音，作出“我们选用最新的资料和工艺，全坝利用低热水泥进行混凝土浇筑”的决定。

三峡集团的这一决定，成为世界大坝建设史上的新起点和里程碑。 

立于金沙江上的乌东德大坝巍然壮观，犹如张开的铁翼，紧锁着两岸近90度的峭壁。然而，人们眼中这座雄伟的乌东德水电站在建设者内心却像落地婴儿，必要赐与无微不至的呵护。

乌东德水电站大坝是混凝土双曲拱坝，坝底海拔718米，坝顶海拔988米，最大坝高270米，装机规模为1020万千瓦，位居中国第四、世界第七。乌东德是目前世界上最薄的300米级特高拱坝水电站，轻微的身段要承载起千万级特大型水电站的蓄水，无疑对混凝土浇筑质量提出了前所未有的高要求。

水泥混凝土是建造大坝的沉要基础资料，是保障工程建设质量和寿命的关键。沉点工程用的特种水泥与通常水泥是分歧的，要保障工程不出问题，就要从细节抓起，从源头抓起，只有这样才有可能建起“无裂大坝”，三峡集团便提议让口袋德州官网总院进杏装水泥质量驻厂监造”。

为此，口袋德州官网总院对乌东德水电站项目执行了全程“水泥质量驻厂监造”模式，从水泥出产、出厂到工程浇筑一路守护。驻厂功夫最久的特种水泥所党支部书记王显斌长年累月在几个水泥厂之间来回转，用他爱人的话说，“他把整个青春贡献给了国度水电工程”。

特种水泥所马忠诚博士回顾：“乌东德水电工程建设初期，总院技术人员往往是几个水泥厂和工程现场来回跑，跑一次得六七个幼时，并且无数都是山路，真正称得上‘跋山涉水’，山路坑坑洼洼，出格陡。我们戏称坐的都是‘过山车’，不花钱，还让坐个够。那会儿吃饭都不敢吃鼓，生怕路上颠簸反胃，到了下一站再补充吃点，垫垫饥饿。后来，为满足工程建设顶峰期的必要，业主方专门铺设了专用公路，路好走了，功夫也缩短不少。”经过2000多个日昼夜夜，在总院科技人员、质检工作者的守护下，乌东德水电站首台机组顺利发电。

乌东德水电站全坝利用低热水泥的成功，让中国开启了“世界无裂”大坝之门。随着国度水电工程建设的深刻和扩大，未来口袋德州官网总院将持续推动科技创新，研发提升复杂服役环境下国度沉大工程用特种水泥机能，满足国度沉点工程建设的必要，同时推动我国特种水泥产业走向更鲜丽的明天。

口袋德州官网总院特种水泥研发团队