邵春山 司衛平
河南建筑材料研究設計院有限責任公司(450002)
水泥是國家實施工業產品生產許可證制度的產品,它直接關系到公共安全、人體健康和生命財產安全。近幾年來,雖有多種發證產品先后由國家級下放到省級,但水泥一直沒有下放。由此可見國家對水泥及其質量的重視。
作為水泥企業來說,質量就是生命,任何時候都不能掉以輕心。水泥企業講質量,就必須經常不斷地學習、落實水泥產品標準,以產品標準為依據組織生產,確保出廠水泥100%地合格出廠。
根據筆者多次到現場考察發現,混凝土質量出現問題,水泥質量確實是問題中的一個方面。而另一方面則多是混凝土的設計、施工和養護問題?,F僅依水泥標準為據,試析水泥質量事故與用戶投訴,與同仁交流。
GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》,由國家質量監督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會于2007年11月9日發布,2008年6月1日實施。
1)標準中僅規定了通用硅酸鹽水泥(簡稱通用水泥)的定義—以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏,及規定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。取消了其他品種水泥的分別定義。
2)混合材的品種及摻加量:P.Ⅰ不加任何混合材,P.Ⅱ?;郀t礦渣或石灰石≤5%;P.O混合材>5%且≤20%;礦渣水泥中的礦渣摻量>20%且≤70%:P.S.A型>20%且≤50%,P.S.B型>50%且≤70%;P.P中的火山灰質混合材摻量>20%且≤40%;P.F中的粉煤灰摻量>20%且≤40%;P.C中的混合材摻量>20%且≤50%。
通用水泥中的混合材僅限于?;郀t礦渣(粉)、火山灰質混合材、粉煤灰、窯灰、石灰石(Al2O3≯2.5%)和砂巖,取消了以前允許摻加的粒化精煉鉻鐵渣、?;鲡}液態渣、粒化碳素鉻鐵渣、粒化高爐鈦礦渣等,因這些廢渣均有毒性或放射性。
3)石膏:應符合GB/T5483中規定的G類或M類二級(含)以上的石膏或混合石膏;使用工業副產石膏(以CaSO4為主要成分),采用前應經過試驗證明對水泥性能無害。
4)助磨劑允許摻量為:不超過水泥質量的0.5%。以前標準規定助磨劑允許摻量為不超過水泥質量的1.0%。減少助磨劑摻量的目的是防止水泥中引入過多的堿金屬離子和氯離子。
5)水泥中的氯離子含量≯0.06%。水泥中氯離子含量過高能引起鋼筋銹蝕,以前的標準無要求。
6)礦渣水泥、火山灰質水泥、粉煤灰水泥、復合水泥所用“熟料中MgO含量”改為“水泥中MgO含量”。 規定 P.S.A、P.P、P.F、P.C 水泥中 MgO 含量≯6.0%,如果>6.0%時,應進行壓蒸安定性試驗并合格。P.S.B型無要求。
7)“按0.5的水灰比和膠砂流動度不小于180 mm來確定用水量”的規定,適用水泥品種擴大為P.P、P.F、P.C和摻火山灰質混合材的P.O水泥。此舉可提高試驗的比對性。
8)袋裝水泥每袋凈含量50 kg,且應不少于標志質量的99%。比以前提高了1%。
9)通用水泥只有合格品和不合格品。取消了廢品判定。
10)不合格品判定中取消了細度和混合材摻加量的規定。增加了45μm方孔篩篩余不大于30%作為選擇性指標。
水泥檢測結果符合化學指標(5項)和物理品質(3項)要求的為合格品;檢驗結果不符合化學指標和物理品質中任一項技術要求的為不合格品。
1)化學指標
不溶物:P.1≤0.75%,P.Ⅱ≤1.50%。以此含量的高低可以衡量水泥的活性和是否摻假。
燒失量:P.1≤3.0%,P.Ⅱ≤3.5%,P.O≤5.0%。
三氧化硫:≤3.5%;P.S.A、P.S.B≤4.0%。
氧化鎂:P.1、P.Ⅱ、P.O≤5.0%,若壓蒸安定性試驗合格,允許放寬到 6.0%;P.S.A、P.P、P.F、P.C≤6.0%,若>6.0%,需進行壓蒸安定性試驗并合格;P.S.B不作規定。
氯離子:≤0.06%。當有更低要求時該指標由買賣雙方協商。應注意協商的前提是有更低要求,即氯離子<0.06%時。
2)物理品質
安定性:沸煮法合格。
凝結時間:初凝≮45 min;終凝≯600min,硅酸鹽水泥≯390min。注意:單位均以min表示,不再是以前的 H(小時):min(分鐘)。
強度:各品種各強度等級的通用水泥,不同齡期的強度值應≥下表數據。

表1 不同品種不同強度等級通用水泥,其不同齡期的強度值
3)選擇性指標(2項)
堿含量:(Na2O+0.658K2O)≯0.6%或由供需雙方商定。0.658為Na2O/K2O的分子量之比。
細度:P.1、P.Ⅱ、P.O以比表面積表示,不小于300 m2/㎏;P.S.A、P.S.B、P.P、P.F、 P.C 以篩余表示,其80μm方孔篩篩余≯10%或45μm方孔篩篩余≯30%。
4)包裝
可以散裝或袋裝。單袋凈含量50 kg,且應不少于標志質量的99%。20袋總質量不少于1 000 kg(含包裝袋)。包裝袋質量應符合GB9774的規定。包裝袋上“QS”的含義,不再是以前的“質量安全”,而是“生產許可”。
5)水泥出廠
經確認水泥各項技術指標及包裝質量符合要求時方可出廠。水泥未經“確認”不能出廠。
籠統地講,在整個水泥生產過程中,能直接或間接導致出廠水泥質量不符合GB176-2007《通用硅酸鹽水泥》規定的行為因素都是質量事故。
在水泥生產中,尤其現代新型干法水泥生產中,具有許多生產工序和環節。前道工序運行的好壞將直接影響下道工序,最終都會影響到水泥質量。所以,水泥企業的各個工序及管理部門,必須牢固樹立質量第一的思想,既要明確分工、層層把關,又要密切配合、通力合作。否則,就有可能出現質量事故。
1)進廠原、燃材料不符合技術標準或要求,并嚴重影響生產。
2)半成品(生料、熟料)質量指標連續3h或3次檢驗達不到規定要求。
3)生產工藝控制,如配料、出入庫管理不執行質量管理部門下達的通知。
4)化驗室因各種原因,如試劑、操作、溫度、濕度不符合技術要求導致以錯誤結果指導生產。
5)樣品非檢驗性損壞(如散失、丟失),樣品與標志不符。
6)檢驗項目漏檢,由于失職對檢驗項目誤判或錯判,填報試驗報告出現差錯。
7)弄虛作假,偽造數據。
8)因各種原因造成不合格品水泥出廠或包裝質量不符合要求。
質量事故一般可分為未遂質量事故和重大質量事故。
1)水泥富裕強度不合格屬于未遂質量事故。企業應及時查明原因,采取措施,加以解決。富裕強度不合格的水泥不能出廠。未遂質量事故也叫過程質量事故。
2)不合格品水泥出廠或包裝質量不符合要求屬于重大質量事故。如果發生了重大質量事故,應采取以下措施進行處理:
①立即通知用戶停用水泥,按用戶要求實施包退、包換。如果水泥已用于工程,企業應會同有關部門采取補救措施,確保工程安全;
②迅速組織調查組,查明事故原因,一周內寫出書面報告報上級主管部門或組織機構。過期不報屬隱瞞事故;
③及時對事故直接責任者和有關負責人進行嚴肅處理——批評教育、經濟處罰、乃至行政處分。如因水泥質量造成工程質量事故、人身傷亡事故和重大經濟損失,要按照刑法追究法律責任;
④根據上級檢查的結果和意見,按情節輕重,企業應接受處罰或停產整頓。
用戶對水泥質量的要求,無非是水泥均勻、穩定;水泥早期、后期、長期強度高;制成的混凝土收縮小、微裂縫自愈能力強;水泥與所用的外加劑相容性好……等等。這些要求都是正當的、合理的。假如我們是用戶,我們同樣也會提出這些要求。所以,我們應該重視用戶的需求和意見——把用戶當上帝。
如果用戶投訴水泥質量有問題,最好現場取樣或將雙方的封存樣進行檢測或送檢,按照水泥標準進行評判或協商解決。如果檢測水泥質量合格,那就是混凝土的設計、施工或養護有問題。
現就常見的混凝土質量問題分述如下:
1)混凝土起砂
水泥混凝土表面起砂是用戶投訴最多的水泥質量問題之一,其成因多種多樣。目前,通用水泥國家標準還沒有水泥的起砂性能指標,也沒有檢驗水泥起砂性能的檢驗方法。
籠統地講,混凝土表面起砂的影響因素可能是:混凝土表面水灰比過大;沙子中含泥量多;摻和料粗或輕質混合材摻量過多;混凝土沒有硬化就灑水或經雨水沖刷;混凝土剛硬化便遭冰凍;水泥早期強度低;混合材摻量多,尤其是礦渣摻量過多——引起碳化,封不住面。
林宗壽教授對水泥起砂的研究結論是:
①不同品種的水泥起砂性能不同,硅酸鹽水泥和普通水泥的起砂量較小。水泥1d抗壓強度越高,其起砂量越小。欲減少水泥的起砂量,應提高水泥的1d抗壓強度。
②水泥施工后,養護制度對水泥的起砂性能有較大的影響。在施工中,應盡量避免高溫干燥養護;同時也應盡量避免水泥施工后在混凝土表面產生水層。
③水灰比對水泥的起砂性能有很大的影響,水灰比越大,水泥的起砂量就越大。在混凝土施工中,應嚴格控制水灰比。
④膠砂比對水泥的起砂性能有很大的影響,砂子摻量越大,水泥的起砂量就越大。在水泥混凝土配合比設計和施工中,應保證混凝土中的水泥用量不能太少。
2)強度不足
可能有以下幾種原因造成:
①由于熟料強度低,或者計量失控使水泥中混合材摻加量過多造成。
②散裝水泥,可能是散裝水泥罐車中拉運粉煤灰后沒有卸完就裝入了水泥。
③在混凝土施工中加水不按設計的水灰比加入,而是憑經驗、憑感覺加水,一般加水量都偏多。
④或者是集料(砂、石)強度低、振搗不實、標準稠度需水量大。
3)水泥急凝、堵泵、泌水
原因可能是奈系減水劑與聚羧酸系減水劑混合使用,或二者之一與水泥企業所用的助磨劑不相容。
4)混凝土起皮
原因是抹面過早或過晚。應該在水泥初凝后終凝前進行抹面作業;養護不當灑水過早;減水劑質量差。比較好的減水劑是聚羧酸系減水劑,適應范圍較寬,且無毒。
5)裂縫
裂縫原因很復雜,主要是:混凝土配比不當;施工時溫差大,尤其是冬季;所用的摻和料質量差;養護不當;還有道路混凝土硬化后沒有及時切割伸縮縫,加之溫度高、體積面大而引起。
混凝土的質量問題還有很多,這里不再一一列舉。應該具體問題具體分析,只有把混凝土的質量問題分析透了,并采取相應的措施,才能加以克服和解決。
這里需要說明的是,水泥和混凝土本屬兩個行業。出現了質量問題應從兩方面著手分析,查找原因,找出問題的主要方面。同時,只有雙方抱著積極、負責的態度,加強溝通,相互信任,才能有效地解決混凝土的質量問題。
[1] GB175-2007,通用硅酸鹽水泥[S].國家標準.
[2] 水泥產品生產許可證實施細則[M].國家質量監督檢驗檢疫總局,2011,3,1.
[3] 水泥企業質量管理規程[M].工業和信息化部,2011,1,1.