原材料品質(zhì)變化對于混凝土性能的影響分析

王立伍

大連出口加工區(qū)基安商品混凝土有限公司 遼寧大連 116000

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國建設(shè)行業(yè)也在持續(xù)“走高”，如此就導致混凝土的使用量也越來越大。過往，為了滿足混凝土原材料的巨大空缺，不少生產(chǎn)商將優(yōu)質(zhì)的工業(yè)廢渣和天然資源用作砂石骨料、礦物摻合料以及水泥的生產(chǎn)，只是隨著自然資源的日漸枯竭以及人們環(huán)保和資源節(jié)約意識的覺醒，這些資源繼續(xù)無限制地用作混凝土生產(chǎn)已經(jīng)頗為不現(xiàn)實。在這樣一種外在因素的影響下以及傳統(tǒng)混凝土生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步，很多企業(yè)開始改變原有的生產(chǎn)模式和原材料選擇，而這種變革對混凝土的性能自然也會產(chǎn)生影響。

1 水泥品質(zhì)的變化

從上個世紀八十年代開始，傳統(tǒng)硅酸鹽水泥的生產(chǎn)已經(jīng)開始發(fā)生巨大的變化。到如今絕大多數(shù)的硅酸鹽水泥孰料都是用過窯外分解窯燒制而成的，水泥則是采用輥壓機——選粉機這一套系統(tǒng)來完成的。生產(chǎn)方式的變化，注定了水泥熟料的水泥顆粒級別和礦物組成也相應(yīng)產(chǎn)生變革。

當前混凝土生產(chǎn)所涉及的水泥生產(chǎn)裝備，由其所生產(chǎn)出來的水泥高細度、高強早強，因此其經(jīng)濟效益比較理想，因此一些大型的水泥生產(chǎn)商會渴望取消低強度等級的水泥。正因為目前國家并沒有強制檢查水泥當中的混合材摻量，所以很多水泥生產(chǎn)商會抓住這個漏洞，導致很多普通硅酸鹽水泥當中的混合材摻量都是超標的。雖然目前國家同行的標準當中允許使用四種混合材，但很多地方因為混合材供給的不夠充分，導致水泥生產(chǎn)廠家不得不使用違禁的工業(yè)廢渣作為混合材。從長遠來看，這些不符合標準的混合材所加工生產(chǎn)出的水泥，其物理學性能和合格的水泥表面上不存在性能差異，但是重金屬和放射性物質(zhì)的問題，需要格外引起重視[1]。

另一方面，水泥的顆粒配級和組成的變化，也會導致其性能產(chǎn)生變化。現(xiàn)在的水泥大多早期強度高、生長期強度增長率低，如此就會導致其強度的發(fā)展規(guī)律引發(fā)水泥的水化熱升高。而為了減小開裂敏感性、降低混凝上的溫升，改善其良久性，部分混凝土技術(shù)指標規(guī)定，配置混凝土所使用的混凝土3CaO.Al2O3含量不能超過8%，表面積不能超過350m2/kg。相對而言，雖然這些措施和規(guī)定具有一定的科學依據(jù)，但是在實際生產(chǎn)過程中尚且不具備永久的可操作性。通常情況下3CaO.Al2O3的含量是根據(jù)熟料的化學組成來計算出的，存在一定的誤差，水泥生產(chǎn)廠并不可能告訴用戶水泥當中真實的混合材摻量，用戶既然無法得知水泥當中的3CaO.Al2O3的含量，那么在水泥生產(chǎn)過程中的部分規(guī)定自然也沒什么意義可言。

總的來說，為了保障水泥的品質(zhì)和生產(chǎn)效率，就不可能為了某個具體的需求改編水泥的生產(chǎn)工藝參數(shù)。如果是小批量生產(chǎn)特殊公用的水泥，必然要耗費大量的成本，如此建設(shè)方自然難以接受，如果設(shè)置專用的水泥生產(chǎn)線，那么水泥本身不方便長途運輸和存儲的特點，也會引來一定的麻煩。

2 礦物摻合料品質(zhì)的變化

最近幾年，混凝土生產(chǎn)過程中常用的礦物摻合料品質(zhì)也發(fā)生了顯然易見的變化，而其中變化最為明顯的就是粉煤灰。出于環(huán)保需求，國內(nèi)很多發(fā)電廠的煙氣必須經(jīng)過脫硫脫硝處理以后才能排放，而這般處理過的廢渣當中大多被混入了粉煤灰，自然就會影響后者的性能。因為優(yōu)質(zhì)粉煤灰的供應(yīng)量不足，為了滿足混凝土生產(chǎn)的需求，一種經(jīng)過粉磨處理過的磨細粉煤灰就應(yīng)運而生，但是其雖然可以滿足供應(yīng)和應(yīng)用需求，但因為本身的球形顆粒不叫小，其潤滑效應(yīng)也會被大打折扣，混凝土性能方面也會受到影響。

與此同時，礦渣粉的品質(zhì)也在同步下降。部分地區(qū)生產(chǎn)混凝土時只有S75級的礦渣粉進行供應(yīng)，而能夠使用到的S95級礦渣粉，其7D活性也根本達不到要求。而在一些特殊的地區(qū)和場合，會有一些高活性的、超細礦渣粉進行供應(yīng)，主要是生產(chǎn)各種高強類的混凝土。此類礦渣粉水化熱情況比普通硅酸鹽水泥還要高，因此將其作用到混凝土生產(chǎn)過程中，混凝土的溫升根本不可能降低，開裂敏感度也非常高，需要格外引起重視。

3 骨料品質(zhì)的變化

處于環(huán)境保護的需要，如今的礦石開采受限情況已經(jīng)不言而喻，甚至在我國很多地區(qū)礦石開采已經(jīng)成為明文禁止的內(nèi)容。正因為天然礦石數(shù)量逐漸減少，人工砂石的需求和供應(yīng)就會不斷增加，混凝土的配比也在隨之發(fā)生變化。

如今混凝土所使用的砂石原料，大多還達不到國家所限定的標準：細骨料含泥量嚴重超標，含石率高，級配不好；粗骨料空隙率高，級配不合理。使用這樣不符合標準的骨料，混凝上的減水劑用量和膠凝材料必然會增加，如此自然和易性不好、強度較低、工作性損失快，對混凝土的影響都是很不利的。一些地區(qū)逼不得已選擇風化程度更高的砂石，如此對混凝土的不利影響只會更加嚴重。

此外，天然砂的供應(yīng)的日漸緊俏、人工砂和尾礦砂應(yīng)用的持續(xù)走高，也會對骨料的品質(zhì)產(chǎn)生一定程度的影響[2]。因為尾礦砂屬于偏細的材料，必須和天然砂搭配才能使用，而目前市場上所供應(yīng)的人工砂粒形較差、中間粒徑的含量較低、石粉含量高。雖然目前我國尚且可以生產(chǎn)那些高質(zhì)量的人工砂，但是成本較高、市場推廣頗受局限。可是從另外一個角度來看，雖然這樣操作有可能會增加成本，但是能夠降低膠凝材料的使用量，所以中和了部分成本，導致混凝土整體的生產(chǎn)成本被有效的控制。

最后，高效減水劑也是現(xiàn)代混凝土生產(chǎn)當中不容忽視的部分，現(xiàn)階段混凝土生產(chǎn)所使用的減水劑大多轉(zhuǎn)變?yōu)榫埕人嵯担祟悳p水劑不僅效率高，而且工作性保持的較為理想[3]。只是相對而言，其對于原材料的品質(zhì)比較敏感，一旦原材料當中的砂石含泥量家中，那么減水劑的效果會被立即折扣，其與膠凝材料的混合型、相容效果和會被折扣。

當前混凝土生產(chǎn)所應(yīng)用的原材料在品質(zhì)方面出現(xiàn)了很大的變化，材料的變化往往會催生混凝土性能的改變，也導致其生產(chǎn)過程中的配制技術(shù)也會相應(yīng)的出現(xiàn)調(diào)整。正因為如此，混凝土生產(chǎn)行業(yè)必須要審時度勢，適應(yīng)變化、研發(fā)新技術(shù)，以滿足各類建筑和工業(yè)生產(chǎn)需求。