關于如何通過優化摻合料摻量降低原材料成本的探討

汪宗奎，趙文亮，王保生，余龍宵

（焦作億建混凝土有限公司，河南 焦作 454000）

關于如何通過優化摻合料摻量降低原材料成本的探討

汪宗奎，趙文亮，王保生，余龍宵

（焦作億建混凝土有限公司，河南 焦作 454000）

本文主要講述采用對比試驗的方法，通過對摻合料的摻量調整，用“強度經濟比”這個指標尋找最合理的摻合料摻量，從而達到保證混凝土的和易性和降低原材料成本的目的。

強度經濟比；摻合料；最優摻量

1 概述

近年來，隨著國家對建筑市場的監管力度加大，對混凝土的性能要求逐步提高。同時房地產行業的持續低迷，導致了混凝土行業出現了嚴重的產能過剩，同時混凝土行業的市場混亂、價格競爭及墊資行為，導致多數企業面臨著舉步維艱的尷尬局面。

在這種大背景下，混凝土企業只有延長產業鏈、提高精細化管理和降低原材料成本這些方法才能度過“寒冬”等待“春天”的到來。混凝土的生產成本大致可以分為三大部分：原材料成本、運輸成本、生產管理和銷售成本。這三部分成本中原材料成本占據了絕大部分，占到總成本的70%～80%。所以找到合適的材料用量對混凝土成本控制十分重要。

本文采用對比試驗的方法，通過對摻合料的摻量調整，用“強度經濟比”這個指標的對比，尋找最合理的摻合料摻量。

2 試驗方法適用的范圍、注意事項和設計說明

這種方法主要用于預拌混凝土企業生產的預拌普通泵送混凝土的配合比設計，并且要符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》的規定，尚應符合國家現行有關標準的規定。本方法對比的前提是在混凝土的配合比設計時，注重強度經濟比和膠凝材料需水量比這兩個參數，并且必須要在混凝土拌合物性能滿足使用要求的情況下，再進行強度經濟比的對比選擇。

3 原材料和試驗方法

3.1 原材料

水泥：中晶 P·O42.5 水泥，比表面積 374m2/kg，28 天抗壓強度 49.8MPa。

礦粉：丹陽 S95 級礦渣粉，比表面積 420m2/kg，28 天抗壓強度比 103%。

粉煤灰：沁北電廠的 Ⅱ 級粉煤灰，細度 19.8%，需水比103%。

3.2 試驗方法

（1）按照 GB/T 17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO 法）》；

（2）按照 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》進行設計。

試驗內容見表 1。

4 試驗結果與討論

本文通過對礦粉和粉煤灰摻量的調整，在確保標準稠度用水量基本一致的條件下，設計了 15 組試驗。通過表1可以清楚地看到每個摻量的強度和成本。并且通過總結可以看出強度和成本并不是成線性關系的，也就是說并不是強度越高的就成本越高。本文引入了一個“強度經濟比”概念，所謂“強度經濟比”是用膠砂強度除以膠凝材料總成本得到的數值。強度經濟比越大，就說明這個膠凝材料的經濟性就越好，越節約成本。

選取表1中強度經濟比前幾位的混凝土配合比配制混凝土，并檢驗它們的性能，結果見表 2。由表2可以看到，第14 個試驗強度經濟比最大，為 0.56，第 1 個試驗的強度經濟比最小，為 0.46，而試驗 14 比試驗 1 的膠砂強度只低了1MPa。假如 1 方混凝土設計的膠凝材料用量是 450kg，那么如果采用試驗 14 的摻量方案就比試驗 1 的方案單方節約成本20.7 元。

試驗 8 和試驗 15 是大多數企業最常用的配合比，兩個配比的膠砂強度分別為 50.6MPa 和 50.7MPa 強度，膠凝材料的需水量比也基本相同。所以選用這兩配合比設計 C30 配合比。當 C30 的膠凝材料總量用到 380kg 時，試驗 8 的水泥用量為 266kg（380×0.7）、礦粉用量為 76kg（380×0.2）、粉煤灰用量為 38kg（380×0.1），那么膠凝材料總成本是 81.51元（266×0.24+76×0.19+38×0.085）。試驗 15 的水泥用量為 190kg（380×0.5）、礦粉用量為 152kg（380×0.4）、粉煤灰用量為 38kg（380×0.1），那么膠凝材料總成本是 77.71元（190×0.24+152×0.19+38×0.085）。這兩種摻量的配比膠砂強度基本相同，但每方成本相差 3.8 元。如果是一家年產50 萬方的混凝土企業，那么每年大約可以節約 190 萬元。所以采用強度經濟比來做對比的試驗法對于節約成本是十分重要的。

5 總結

表1　試驗配合比及檢測數據

表2　強度經濟比前幾位混凝土配合比及性能

商品混凝土企業在長期采購原材料過程中，水泥、礦粉、粉煤灰的質量和價格在不斷發生變化。隨著膠凝材料的質量變化，各種材料也應該調整到最合理的摻量，這樣才能產生最優的強度及最優的價格優勢。所以采用表1這種膠砂強度對比的方法是十分合理的也是十分必要的。而且通過這種對比試驗，比直接設計混凝土配合比要減少大量的工作強度。所以首先進行膠砂強度對比試驗選擇 3～5 個合理的膠凝材料摻量，再對這 3～5 個比較合理的膠凝材料摻量進行混凝土配合比試驗進行對比和驗證。最后依據工程實際情況選擇最合理配合比，從而達到在保證混凝土質量的同時降低混凝土成本的目的。

[1] 王迎春，蘇英，周世華．水泥混合材料和混凝土摻合料[M]．北京化學工業出版社，2011．

[2] GB/T 51003—2014．礦物摻合料應用技術規范[S]．

[3] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比設計規程[S]．

［通訊地址］河南省焦作市豐收路與文昌路交叉口焦作億建建材有限公司（454000）

汪宗奎，焦作億建建材有限公司，試驗室主任。