當前混凝土原材料存在的問題

耿加會

（舞陽縣惠達公路工程有限公司，河南 舞陽 462400）

混凝土經過近幾十年的發展，無論是配合比還是生產工藝都較為成熟，但由于原材料的良莠不齊、波動頻繁及混凝土配合比調整不及時或不到位引起混凝土質量問題頻發，是當前混凝土質量控制的難點。例如，混凝土拌合物骨料包裹性差、離析、泌水或坍落度經時損失大等原因，造成的堵管現象層出不窮；原材料波動造成的混凝土試塊強度不能滿足設計要求或者強度離散大等問題引起工程質量不合格的問題屢見不鮮。隨著環保力度加大，原材料質量不穩定已成為常態。了解當前混凝土原材料現狀，實現混凝土生產適應原材料性質波動、提高混凝土質量具有重要的現實意義。

1 水泥

現今，混凝土企業對生產混凝土所用的水泥反映的問題主要集中在水泥細度細（比表面積大），熟料中 C3A 和 C3S 含量偏高，早期強度高/堿含量高，混合材添加混亂、超摻、品種不明等現象。

1.1 水泥混合材摻加混亂

混凝土生產企業使用最多的水泥是普通硅酸鹽水泥（P·O42.5），GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》為了限制水泥中混合材超摻規定普通硅酸鹽水泥中混合材的摻量限值不超過 20%，并規定了混合材的品種。但水泥企業處于經濟性考慮，在早強組分或堿激發礦渣組分外加劑作用下，混合材摻量超過現行規范規定的范圍，混合材品種更是五花八門，混凝土企業對其成分與礦物組成無從知曉。如果水泥生產企業能夠告知混凝土企業技術人員水泥混合材的品種及摻量，混凝土技術人員通過調整配合比完全可以配制出滿足工程要求的混凝土，并不會對工程質量造成不良影響?，F今的實際情況是水泥企業技術人員不告知水泥中混合材的品種及摻量，混凝土企業技術人員無法采取針對性措施，這是混凝土企業對水泥品質不滿意的重要原因之一。

1.2 水泥早期強度高

當前水泥的另一個問題是水泥早期強度高，而后期強度增長率不高或停滯增長，甚至強度出現倒縮現象。其實，水泥和混凝土的唯強度論是施工企業為縮短拆模周期，提高模板周轉率，片面追求高早期強度的結果，使得這一錯誤觀念由施工單位傳遞到混凝土企業再傳遞給水泥生產企業。水泥企業為了滿足工程這一要求，采用添加早強劑、堿激發、磨細等手段提高早期強度。早期強度偏高的水泥有以下共同點：（1）熟料早期水化速率（強度）高；（2）水泥熟料中含偏細（＜3μm）顆粒含量高；（3）水泥中石膏的形態和數量沒有很好地與熟料礦物成分匹配；（4）水泥中堿含量高。水泥早期強度高，造成水泥早期水化快，水化熱集中釋放，增加早期收縮，提高減水劑摻量，增加坍落度損失。毋庸置疑，半個多世紀以來，混凝土耐久性劣化很大一部分原因源于水泥強度，特別是早期強度提高、細度變細。

1.3 水泥早期水化速率快

水泥技術的發展顯著提高熟料的煅燒強度，使得熟料中 C3S 含量超過 60%，熟料水化反應速率增加。這些都使熟料早期水化速率顯著加快。粉磨技術的進步以及助磨劑的使用，使得水泥中熟料的比表面積增加，水化速率難以降低。

1.4 水泥堿含量高

環保壓力作用下，窯系統粉塵排放量顯著減少，使得水泥燒制過程中燃料帶入的堿無法排出，幾乎全部留在熟料中。

1.5 其他

由于天然石膏的短缺，很多水泥廠家使用脫硫石膏代替天然石膏，導致水泥與外加劑相容性變差。另外，由于水泥供應緊張，許多企業生產的水泥陳化時間短，水泥表面溫度高、活性大，使用時用水量增加，外加劑用量大，有時混凝土坍落度損失亦增大等。

混凝土企業技術人員在選擇水泥品牌時盡量選擇大廠水泥，避開粉磨站。加強水泥批量檢測，對水泥強度穩定性進行統計分析，設計配合比時采取 “就低不就高” 的原則設計配合比，降低混凝土質量風險。

2 粉煤灰

粉煤灰是一種被廣泛使用的礦物摻合料，但目前市場上品質優良且穩定的Ⅰ級原狀灰并不多見。不僅如此，Ⅱ 級灰也時常出現這樣那樣的質量問題，如假粉煤灰、脫硫灰、脫硝灰、浮黑灰等。

2.1 假粉煤灰

隨著粉煤灰的廣泛應用及供應緊張的影響，價格一再上漲，常常會遇到 “假粉煤灰”。所謂的 “假粉煤灰” 有兩種，一種是質量造假，以次充好；另一種是成分造假，即：一些供應商將石灰石、煤矸石、爐渣等材料粉磨摻入粉煤灰中或直接冒充粉煤灰銷售。第二種“假粉煤灰” 由于成分復雜，對混凝土質量的影響很難評估。對于 “假粉煤灰” 的分辨，有時很難依據標準進行檢測，有經驗的混凝土企業根據實踐情況總結一些方法，如利用顯微鏡看顆粒形狀、顏色，配合燒失量、需水量比以及活性等進行判斷。

2.2 脫硝灰、脫硫灰

環保壓力下，電廠采用脫硫、脫硝方法減少廢氣排放，脫硫、脫硝工藝的殘留物遺留在粉煤灰表面或混雜在粉煤灰中，給粉煤灰的使用帶來一些問題。如混凝土拌合物中含有刺激性氨味，氣泡增多、含氣量增加、體積膨脹，混凝土緩凝等一系列問題。對于脫硫灰、脫硝灰的使用標準規范缺乏相應的指導，使用方法以及對混凝土耐久性的影響缺少。

脫硫灰中的殘留物多以硫酸鹽和亞硫酸鹽的形式存在，有時游離氧化鈣含量偏高，加水攪拌后，滴加酚酞試劑呈現紅色。使用時應注意脫硫灰中的硫酸鹽和亞硫酸鹽對外加劑的影響，同時檢測混凝土的凝結時間，觀察是否有緩凝現象。脫硫灰中游離氧化鈣含量超標容易引起安定性不良，導致混凝土膨脹、開裂，應注意安定性檢測。

脫硝灰中的殘留物，要注意銨鹽，如 NH4HCO3和 (NH4)2SO4，這兩種物質溶于水，在堿性環境下產生刺鼻的氣味（NH3），檢測時可以利用這一點進行檢測。脫硫灰中銨鹽含量小時，在混凝土施工過程中可以釋放完全，對混凝土影響不大。但銨鹽殘留較大時，產生的 NH3不能完全釋放，混凝土硬化后表面有黃斑和泡眼，且有可能影響后期強度。

2.3 浮黑灰

有些電廠在燃煤時添加助燃油脂以提高燃煤效率，添加的油脂如果燃燒不完全，將會殘留在粉煤灰中，嚴重時粉煤灰顏色發黑，甚至可以聞到異味。使用這種粉煤灰生產混凝土時，黑色油狀物會漂浮在拌合物表面，混凝土技術人員把這種粉煤灰稱為浮黑灰。實踐中，可以取適量的粉煤灰放進水中快速攪拌，看水面上是否浮有黑色油狀物來判定是否是浮黑灰。如果混凝土公司誤進 “浮黑灰”，被迫使用時，應盡量防止泌水，減少黑色物質上浮。

3 外加劑

外加劑已是混凝土中重要組分，但外加劑種類繁多、性能各異。攪拌站使用的外加劑多以減水劑為主，再根據需要復配有緩凝劑、引氣劑、早強劑、防凍劑等產品。外加劑在使用中的適應性問題已經不再單單指與水泥的適應性，現已包括與礦物摻合料、骨料等所有原材料的適應性問題。外加劑的種類不同性能不同，即使種類相同，批次不同也存在不同程度的差異。此外，原材料的品種改變或質量波動，也會外加劑與之適應性變化，如水泥品種變化，同一外加劑的減水率及保坍性能都有差別。外加劑復配過程中也存在各組分之間的不相容現象，主要表現在有的分層，有的發生反應降低各自性能，如萘系與聚羧酸減水劑，兩種不能復合使用。生產過程中應注意檢查外加劑與原材料的適應性波動情況，并通過試驗找出波動引起的差距，以便及時調整。

4 骨料

目前，骨料質量問題是混凝土原材料中一個十分重要的問題，可謂骨料品種繁多、亂象叢生，嚴重影響到混凝土質量的安全。歸根結底骨料供應緊張只是其中的一方面，主要原因是管理人員對骨料質量不重視，或者混凝土企業管理人員對骨料干涉過多，“重水泥、輕骨料” 的思想根深蒂固。有些管理人員粗暴地認為只要水泥質量不出問題，混凝土質量就有保障，在這種思維的支配下，無底線地采取低價采購骨料，以為買著便宜成本就低，事實上往往事與愿違。重視砂石骨料質量的混凝土企業，原材料供應緊張時依然有不錯的骨料供應，不重視砂石骨料的企業，即使原材料供應充足也是使用較差的原材料。

砂石骨料質量問題主要表現在以下幾方面：

（1）骨料含泥量大。目前，多地禁止開采河砂，即使有河砂供應，也是含泥量偏大質量較差。很多混凝土企業采用石子下腳料——石屑作為細骨料使用，有時石粉中含泥量驚人。

（2）骨料級配差。主要表現在石子廠將石子篩分成 5～10mm、10～25mm 以及 20～31.5mm 等粒級銷售，混凝土企業單獨使用造成級配差。此外，石子廠的小角料石屑，往往被當作所謂的 “機制砂” 銷售給混凝土企業，石屑的級配大多 “兩頭顆粒含量大，中間顆粒不足”，給配制混凝土帶來困難。

（3）細骨料砂細度模數變化大。細骨料來源和材質不同，造成細度模數差異很大，混凝土公司細骨料供應商往往有多個，來料交叉進行，加劇了細骨料的細度模數波動。

（4）骨料材質差。骨料中含有大量的風化軟弱顆粒，造成壓碎值低、吸水率偏高，一方面造成混凝土拌合物工作性能變差，另一方面造成混凝土強度偏低、耐久性變差。

（5）骨料粒形差。受骨料母巖材質和生產工藝影響，造成骨料針片狀顆粒含量偏高，有些顆粒雖然不符合針片狀規格，但不規則的粒形導致混凝土工作性能和力學性能變差。

加強砂石骨料檢測是控制骨料質量的關鍵。初步判定細骨料的質量好壞采取 “經驗＋試驗” 的方法進行，經驗為輔，試驗為主。細骨料的檢測經驗方法采取 “看、捏、搓、拋和洗” 等方法：“看”，即看級配，估計粗細程度，抓一把砂攤在手心，細看粗細砂粒是否分布均勻，各級顆粒級配分布越均勻級配越好；“抓”，用手抓一把砂估計含水率的高低，抓一下看砂團的狀態，砂團越緊證明含水率越高，反之越低；“搓”，抓一把砂在手心，用兩手掌搓后，輕輕拍手，看手心上粘附的泥層，泥層越多且黃則證明砂含泥高，反之含泥低；“拋”，砂握成團后在手心拋一拋，若砂團不松散，可以判定出砂細、含泥或含水較高；

“洗”，抓一把砂在水中洗一下，看看渾水的程度判定含泥量，還可以看看洗后砂顆粒的材質、粒形。粗骨料的經驗檢測主要靠 “看和磨” 等直觀方法?！翱础保纯搭w粒級配，看粗骨料粒形，看表面雜質及含泥量，看風化軟顆粒含量；然后再結合 “磨”，即兩個或多個粗骨料顆粒在手中磨，判定粗骨料的堅硬程度。

經過初步判定的骨料，如果對其質量產生懷疑，應立即試驗驗證，以便定量分析。

5 結論

當前，混凝土原材料存在的問題，導致混凝土質量出現很多不確定因素，混凝土質量控制難度加大。面對新挑戰，混凝土技術人員應引起足夠的重視，改變傳統配制思路，多做試驗分析，適應新變化。混凝土技術人員，選擇原材料配制混凝土應 “以試驗為依據，質量保證為目標”，嚴控混凝土質量。