淺談水泥放射性的有效控制

沈永麟（云南省建筑材料產品質量檢驗研究院 云南昆明 650106）

0 引言

放射性是自然界某些物質的原子核發生衰變，向外輻射能量的性質，具有放射性的物質采用一般的物理、化學及生物學的方法都不能將其消滅或破壞，只有通過放射性核素的自身衰變才能使放射性衰減到一定的水平。GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》規定了建筑材料放射性核素限量和天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40放射性比活度的試驗方法，適用于對放射性核素限量有要求的無機非金屬建筑材料放射性的檢測和限量要求，該標準將建筑材料分為建筑主體材料和裝飾裝修材料兩大類。

水泥作為建筑物主體材料，其天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射性比活度要同時滿足內照指數IRa≦1.0和外照指數Ir≦1.0的要求[1]。在生產過程中，對使用的原材料的放射性不進行有效控制，會導致水泥具有一定的放射性,其放射性超過安全的限度，會對人的身體健康造成危害，對水泥放射性的控制正被越來越多的企業和部門重視，并受到來自更多消費者的關注。

1 水泥放射性產生的原因

為了探明用于水泥生產的主要原燃材料放射性的情況，分析水泥放射性產生的原因，對近5年云南省水泥原燃材料放射性檢測的部分數據進行了分類統計（見表1），統計結果表明：

（1）用于水泥生產的原燃材料，如石灰石、煤一般不具有放射性，或者能測到的放射性比活度較低，使用這些原燃材料對水泥放射性影響較?。蝗羰褂谜惩?、砂巖、頁巖、凝灰巖、玄武巖、銅尾礦和采礦廢渣，其放射性核素限量內照指數IRa和外照指數Ir均低于1.0，在生產通用硅酸鹽水泥熟料的正常配比范圍內，對水泥熟料放射性的影響應該在可控范圍內。

（2）在生產水泥的原料中使用采礦廢渣等進行配料，其自身的放射性比較高，可能會帶入一些放射性物質。若在原料配料中使用工業廢渣中的銅渣、磷渣、鉛鋅渣等，其放射性核素限量內照指數IRa和外照指數Ir有的高達4.3，是標準要求限量值的4倍多，將會增加水泥熟料的放射性。

（3）在水泥粉磨時加入石灰石、砂巖、頁巖、天然火山灰質材料（凝灰巖、玄武巖、火山灰、火山石），其放射性核素限量內照指數IRa和外照指數Ir均低于1.0，對水泥放射性不會產生根本性影響；若摻入一些工業廢渣作為混合材，特別是一些?；郀t礦渣、粉煤灰、磷渣、爐渣、煤渣等，其自身的放射性比活度很高，放射性核素限量內照指數IRa和外照指數Ir有的高達7.4，是標準要求限量值的7倍多，在運輸、裝卸和使用過程中可能會危及人體健康，作為水泥混合材加入水泥中，若控制不好會使水泥的放射性比活度明顯增加，甚至超過建筑主體材料放射性核素限量的要求。

（4）在水泥粉磨過程中加入鋼渣做混合材生產鋼渣水泥，因鋼渣的放射性核素限量不高，一般不會使鋼渣水泥的放射性超過建筑主體材料放射性核素限量的要求。

（5）在水泥粉磨過程中加入天然石膏和工業副產石膏做緩凝劑，目前尚未發現其放射性核素限量內照指數IRa和外照指數Ir超過1.0的情況，緩凝劑使水泥的放射性比活度增加的可能性較小。

（6）從檢測的數據還可以看出：爐渣的內照指數IRa最高，有的高達7.4，銅渣的外照指數Ir最高，有的高達4.2，而磷渣有56%的樣品內照指數IRa或外照指數Ir>1.0。

2 水泥放射性的控制要求

2.1 水泥及其原材料相關標準

2.2.1 水泥產品標準對放射性的要求

在過去頒布的水泥產品標準中，很少將放射性單列為水泥的技術指標，主要是通過控制水泥原燃材料、緩凝劑和混合材的天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射性比活度，達到有效控制水泥放射性的目的。只有在GB/T3189-2017《砌筑水泥》規定了放射性按GB6566-2010檢測，其天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射性比活度要同時滿足內照指數IRa≦1.0和外照指數Ir≦1.0的要求[2]，在 GB/T 2015-2017《白色硅酸鹽水泥》中對放射性也做了同樣的要求[3]。

2.2.2 混合材標準對放射性的要求

目前用于水泥中的混合材種類比較多，絕大部分都有相應的國家推薦標準和行業推薦標準，對存在放射性的混合材，在相應標準中對放射性檢驗方法和限量都作出了規定，現將云南省水泥生產中主要混合材放射性的要求統計如表2：備注：

表2 云南省水泥主要混合材和緩凝劑的放射性要求

（a）磨細至細度小于0.16mm的細粉，與符合GB175要求的硅酸鹽水泥按質量比1:1混合均勻。

（b）與符合GB175要求的硅酸鹽水泥按質量比1:1混合均勻。

（c）和硅酸鹽水泥按質量比1:1混合。

2.3 水泥生產許可證實施細則

在水泥產品生產許可證實施細則中，規定了辦理水泥生產許可證需要提交檢驗報告時，3個單元29個產品除硅酸鹽水泥熟料外，其他7個通用水泥、21個特種水泥產品均應提交包含水泥放射性檢驗合格的報告[4]，說明水泥放射性的要求已經提升到關系到人身安全的高度。

2.4 水泥生產企業質量管理規程

在中國建材聯合會頒布的T/CBMF17-2017《水泥生產企業質量管理規程》中明確規定原燃材料初次使用時，應檢驗其放射性，確認符合相關標準要求后方可使用[5]。這一規定說明在生產水泥過程中，水泥原燃材料放射性對最終水泥產品放射性存在必然的影響。

3 水泥放射性的有效控制

3.1 對水泥放射性的控制要提高認識

在過去較長的時期內，大部分的水泥產品標準沒有對水泥的放射性作出要求，部分企業認為水泥的放射性不會超出GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》對建筑主體材料的要求；部分水泥企業認為水泥放射性的控制是環保和衛生防疫部門的職責，與生產企業無關；還有企業認為只要水泥產品的放射性不超過GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》對建筑主體材料的要求，水泥生產的原燃材料的放射性就沒有控制的必要，這些觀點都是片面的。

云南省金屬和非金屬礦產豐富，每年產生的工業廢渣不僅量大，而且種類較多，在水泥生產中能安全、合理地使用這些固體廢棄物，是利國利民的好事，但基于國家標準、水泥生產許可證實施細則和水泥質量管理規程對水泥放射性均作出的相應要求，水泥企業應嚴格按標準、實施細則和管理規程的要求，對水泥放射性實施有效的監控，生產低放射性的水泥，保證我們在生產、工作和生活環境中不受放射性物質的傷害。

據不完全統計，自2015以來，雖然云南省越來越多的水泥企業將水泥及水泥生產中的各原燃材料進行放射性委托檢測（見表3），但就2018年而言，云南省水泥企業對水泥中放射性進行委托檢驗的企業數只占云南省水泥企業總數的2/3左右，說明部分企業的環保意識有待提高，履行社會責任的意識還需進一步增強。

3.2 對水泥放射性的控制要截流堵源

近2年國家對云南省基礎建設的投資加大，云南省對水泥需求量不斷增加，很多地方出現水泥供不應求的狀況，水泥生產的主要混合材，如?；郀t礦渣、粉煤灰和火山灰質混合材，有較大一部分被直接加工成混凝土摻合料，原本就緊張的混合材已變成稀缺的資源，很多水泥企業考慮到更遠的地方尋找傳統混合材的替代品，若一些企業要啟用不常見的工業廢渣作為水泥原材料或混合材使用，這種情況下更應該嚴格控制這些工業廢渣的放射性以及可能對水泥性能產生的不良影響。建議接觸這些固體廢棄物之前先做廢渣的背景調查，并請環境監測機構對廢渣的放射性做初步檢測，在基本滿足使用要求的情況下，取樣送專業檢測機構進行放射性、化學成分、活性指數以及重金屬含量檢測，確定這些項目均符合相應現行標準規定的技術要求，方能作為水泥生產的原材料和混合材使用。

表3 云南省近5年水泥企業放射性委托檢驗不完全情況統計

3.3 對水泥放射性的控制要制度化

水泥企業應在質量管理體系相關的文件中對原燃材料放射性的監控作出規定，并體現在過程質量控制指標要求中，堅持先檢驗后使用，嚴格執行放射性不符合標準規定堅決不使用的原則，杜絕放射性不滿足GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》對建筑主體材料的要求的水泥流入市場。

4 結語

用于水泥生產的大部分工業廢渣是具有放射性的，要保證水泥放射性滿足相應國家標準規定的要求，各水泥生產企業在選擇水泥原材料、混合材和緩凝劑的過程中，應對這些材料的放射性進行檢測，對可能增加水泥放射性的原材料應進行重點監控，保證原材料放射性符合相應的原材料標準，若無相應標準規定的，應達到GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》規定的建筑主體材料放射性核素限量的要求，這些要求應在企業的質量管理體系中進行規定并有效執行。