混凝土常用膠凝材料目前存在的問題

（滄州市金巖建材集團有限公司，河北 滄州 061000）

0 引言

近幾年環保力度加大，各種膠凝材料價格飛漲，很多不良企業的產品開始“偷工減料”，加大了混凝土質量控制的風險。膠凝材料在混凝土中起到膠結和產生強度的作用，還有增加混凝土流動性和填充的作用，所以膠凝材料質量的好壞直接關系到混凝土的產品質量。使用不合格的水泥、礦粉和粉煤灰可能會造成嚴重的混凝土質量事故，在混凝土的質量控制中必須嚴格把控膠凝材料進場質量，若混凝土在生產過程中發現異常，更要及時分析產生的原因并及時處理，避免不合格的混凝土出廠和澆筑到施工部位。下面對水泥、礦粉和粉煤灰目前存在的問題和控制措施進行分析。

1 水泥應用中存在的問題

（1）比表面積過大

攪拌站使用的水泥基本上都是 P·O42.5 水泥，近年來水泥廠主要看中的是水泥的強度，為了提高水泥的強度增加了水泥的比表面積，把水泥磨得更細，國家標準要求水泥比表面積大于 300m2/kg，實際上大多數水泥比表面積都超過了 350m2/kg，甚至有的水泥的比表面積都超過了 370m2/kg。使用比表面積大的水泥，水泥的強度是提高了，但是會造成水泥的需水量增加、混凝土的收縮增加，增大了混凝土開裂的幾率，降低了混凝土的耐久性，同時混凝土的早期強度增加，水化熱增加，容易產生溫度裂縫。

（2）混合材超摻

國家規定普通硅酸鹽水泥中水泥熟料加石膏的量不少于 80%，混合材的摻量不超過 20%，一般石膏摻量占水泥質量的 5% 左右，所以熟料用量應不少于 75%，但是據筆者了解到國內大多數水泥廠家的熟料只有68%，甚至更低，水泥中摻入大量的磨細礦粉，水泥的強度不會下降，甚至 28 天強度還會提高，但是在混凝土的生產中再大量摻入礦粉和粉煤灰后會造成混凝土強度增長緩慢，甚至出現起粉、起砂現象。

（3）水泥添加劑影響

為了有助于水泥的粉磨，增加粉磨效率和降低能耗，現在所有的水泥企業全部在粉磨水泥時添加助磨劑。助磨劑的成分主要分為醇胺類、醇類、工業鹽和木質素類，現在最常用的水泥助磨劑就是三乙醇胺，但是好多水泥廠的助磨劑都是復合的助磨劑，除三乙醇胺外還摻有工業鹽（NaCl、Na2SO4）、片堿（NaOH）等激發劑，堿、氯等有害成分增加，使水泥的需水量增加，水泥與外加劑的適應性差，混凝土的坍落度損失大，一些助磨劑還會造成混凝土中的氣泡增加，影響混凝土的表面質量和強度。水泥中除了助磨劑之外，有的水泥廠為了降低成本，少摻熟料多摻混合材還向水泥中加入早強劑、增強劑和堿激發劑等，也會對混凝土產生不利影響，導致與外加劑相容性差等問題，造成混凝土早期強度增加，后期強度增長緩慢甚至倒縮。

（4）水泥的出磨溫度過高

水泥廠生產旺季時，水泥來不及陳化就都被運輸至各混凝土企業，造成攪拌站進場的水泥溫度較高。我們控制進場水泥溫度小于 60℃，但經常會出現水泥溫度高于 60℃，甚至在 70℃ 以上，使用這種水泥會造成混凝土外加劑摻量提高，混凝土坍落度損失加大，從而收縮加大，尤其是到了氣溫高的夏天，砂石料的溫度也高，對混凝土的影響更大。

2 礦粉應用中存在的問題

（1）礦粉活性不夠

由于環保影響，鋼鐵行業的減產限產，造成水淬礦渣的量減少，礦粉的價格也越來越高，礦粉廠水淬礦渣來源就不充足、不穩定，摻了部分活性低的礦渣粉磨，造成礦粉的活性變低；還有的礦粉廠家為了降低成本，在粉磨礦粉時摻石粉和粉煤灰一起粉磨，造成礦粉的活性降低。

（2）礦粉添加劑影響

現在有的礦粉試驗的活性合格，但是在混凝土中與外加劑的適應性變差，真正的水淬礦渣磨出來的礦粉磨出來是白色的，這種礦粉的顏色發灰或者發紅，做礦粉試塊成型時漂浮著黑色物質，是因為在礦粉粉磨的過程中摻了粉煤灰和石粉，為了增加礦粉的“活性”在粉磨的時候摻加了堿激發劑和氯鹽早強劑，造成混凝土的和易性差，28 天活性雖然合格，但 28 天以后活性可能倒縮。

（3）摻假礦粉

有的礦粉廠商為了提高效益，在罐車上部裝質量合格的礦粉，底部用不合格的 S75 級礦粉或者摻有大量粉煤灰和石粉的劣質礦粉，這種礦粉的均勻性非常差，活性嚴重不足，需水量增加，容易產生質量事故。

3 粉煤灰應用中存在的問題

（1）“蓋帽”粉煤灰和摻假粉煤灰

真正電廠除塵的Ⅰ級粉煤灰和Ⅱ級粉煤灰越來越少，原來幾十元一噸的粉煤灰價格上漲到近 200 元一噸，而且攪拌站大多用的粉煤灰都不是直接從電廠購進，很多是從粉煤灰代理商也就是供應商購進，造成了粉煤灰從源頭的質量不可控，供貨商為了賺取更大利潤不擇手段，經常在罐車頂部裝部分合格Ⅰ級粉煤灰進行“蓋帽”，底部摻 Ⅲ 級粉煤灰或者原狀灰、磨細粉煤灰等不合格的粉煤灰；還有的將原狀粉煤灰或爐渣磨細后當Ⅰ級灰賣，造成混凝土的需水量大幅提高，坍落度損失巨大，同時摻假粉煤灰活性基本都低于 60%，嚴重影響混凝土質量。

（2）脫硫灰和脫硝灰

電廠為了滿足環保排放要求，對粉煤灰都會進行脫硫和脫硝處理，由于脫硫工藝的影響，有的粉煤灰在脫硫后粉煤灰中會留有 CaSO3、CaSO4，如果殘留量過多的話會延長水泥的凝結時間，造成混凝土緩凝。粉煤灰脫硝過程中粉煤灰中會存有 (NH4)2CO3，在混凝土中水泥水化產生熱量會使 (NH4)2CO3分解成 NH3、CO2和H2O，從而產生刺激性的氨氣，試驗表明少量氨氣的產生對混凝土的強度影響不大，但是如果氨氣量過大，使混凝土中的氣泡過多，會嚴重降低混凝土的強度甚至在頂板和路面的部位出現混凝土的鼓包現象，這都是由于混凝土含氣量過高無法排除造成。

（3）輕質粉煤灰和浮黑灰

一般來說粉煤灰的密度越大，孔隙率越小，含碳量越小，質量越好，現在有的粉煤灰細度和燒失量符合Ⅱ級粉煤灰的標準，但是密度小，只有普通粉煤灰的一半左右，堆積密度只有 600kg/m3（一般的粉煤灰堆積密度在 1000kg/m3以上），使用這種粉磨灰時一定要注意，尤其是做混凝土路面，由于粉煤灰太輕，混凝土易泌水或者振搗后極宜造成粉煤灰上浮，凝結表面起粉嚴重。

浮黑灰是因在煤燃燒過程中加入重油助燃，這些助燃劑沒有徹底燃燒就會在粉煤灰內有殘留的油脂。試驗表明浮黑灰只要含量不大對混凝土的強度影響不大，主要是影響混凝土的表面質量，使混凝土表面產生黑斑。本文對含量大的浮黑灰暫時沒有相關研究。

（4）粉煤灰需水量比的影響

筆者認為需水量比是粉煤灰對混凝土最重要的影響因素，燒失量再低、細度再小，需水量不合格也不行，需水量比小會減少混凝土中的用水量，粉煤灰真正起到“滾珠軸承”的潤滑作用，使混凝土的水膠比減小，從而提高了混凝土的強度和耐久性，但是國家標準對需水量比規定的范圍過于寬泛，Ⅱ 級粉煤灰需水量比的標準是≤105%，現在大多數攪拌站使用的都是Ⅱ級粉煤灰，需水量比 98% 和需水量比 103% 的粉煤灰都屬于Ⅱ級粉煤灰，但是在混凝土中需水量比 103% 的粉煤灰會嚴重影響混凝土外加劑摻量，且混凝土的坍落度損失加大，流動性變差，所以即使是Ⅱ級粉煤灰也盡量把需水量比控制在 100% 以下。

4 控制措施

（1）選擇大型企業、有一定規模的水泥廠家和礦粉廠家，粉煤灰盡量直接從電廠采購，避免從中間商購進粉煤灰。

（2）合同中應注明各項技術指標，同時要求如果材料質量不合格造成混凝土的損失由廠家承擔，若進場發現有摻假和“蓋帽”行為，進行 10 倍以上處罰，出現質量問題要承擔相應的責任。

（3）加強進場檢測，水泥進場檢測溫度和水泥凈漿性能；礦粉進場首先觀察顏色和檢測比表面積；粉煤灰進場除檢測細度外，還要檢測粉煤灰堆積密度、簡易需水量（100g 粉煤灰加入 30g 水的流動性）和用 50 倍顯微鏡觀察粉煤灰顆粒形狀。礦粉和粉煤灰的進場應用取樣器從多個罐口進行取樣，在打灰過程中還要在打灰口加裝二次取樣裝置進行二次取樣。

5 結語

由于砂石料的變化最直觀，所以我們平時較多關注的是砂石料變化對混凝土的影響。現在膠凝材料的變化也非常大，所以必須加大各膠凝材料進場檢測力度，當混凝土狀態出現問題的時候應用單因素變化進行混凝土試驗，分析是哪種材料變化對混凝土的影響，并及時作出處理，減少和避免膠凝材料不合格對混凝土質量帶來的安全隱患。