東莞市混凝土產業(yè)技術管理現狀分析之五

　　廣東省目前人工碎石生產方式仍然以小型采石場為主，大型現代化的采石場還很少。廣州市２００２年以前有派安石場（外資）和嘉華石場（港資）為代表的現代大型采石場。它們最重要的特征是單機生產能力大，人工碎石年產量都在100萬米3以上，另外還有40％左右的石粉可以加工成人工砂。所以實際上，單機生產能力都在140萬米3以上。生產工藝線的主要特點是：

　?。╝）采用大型破碎設備，（大型圓錐破碎機及中、細碎圓錐破碎機組成3級破碎）其  破   碎腔大，自破碎能力強，生產效率高，而且產品粒形比較良好和均勻。針片含量較少。（一般針＋片總量<10％）。

　?。╞）采用高效率的和良好材質及性能的篩分設備和流水線生產，生產和分離效率都很高，產品粒度集中。有利于生產單粒級和優(yōu)良粒形的，雜質含量較少的產品。

　?。╟）礦山開采采用經過規(guī)劃的臺階式（高差小）的緩坡作業(yè)方式操作和采用履帶式車鉆鉆孔，毫秒雷管引爆開采技術。有利于礦山的水土保持、再綠化并減少粉塵、噪音污染，采石場環(huán)境容易控制。生產安全也可以保證。

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　　（d）產品經過出廠品質（粒度、級配、雜質含量等等）檢驗，質量有較多的保證。

　　這樣的采石場有能力保證產品質量、安全生產、環(huán)境保護和資源的合理利用。由于大型化的集中開采，對環(huán)境的破壞可以減少到較少的程度。產品質量有保證，用戶使用也可以放心。因此，是現代化混凝土工業(yè)的必備基礎。但是，這種采石場一次投資大，折舊費用高，技術工種多，工資水平高，能耗也較高，在生產效率不夠高時產品價格比較高，大約比工藝簡單的采石場高5～10元/方，在人們還不認識兩種產品的性能和綜合成本的差別的情況下，被淹沒在小型生產線的汪洋大海中，缺乏市場競爭能力。

　　珠三角周邊至今星羅棋布著大量的小型采石場，他們成為人工碎石供應的主體。其主要特點是：

　　(a) 用小型的破碎設備（1200mm以下顎式破碎機和中小型圓錐破碎機），破碎效率低。由于破碎腔容量少和主要以擠壓方式作業(yè)，自破碎能力弱，因此產品粒度難于均勻，基本粒形差，針片含量高（針片含量大于２０％）

　　(b)采用比較簡單的、材質較差的篩分設備和篩分流水線作業(yè)，分離效率低，篩面破損率高，產品粒度分布范圍寬，難以生產單粒級的，或優(yōu)良粒形的，雜質含量少的產品。

　　(c)礦山開采采用高陡坡，機械鉆或空氣鉆開孔及雷管炸藥爆破作業(yè)，除了危險性大之外，對自然環(huán)境的破壞性更大，水土保持及綠化都很困難。采石場環(huán)境也難以控制。

　　(d)由于規(guī)模小，素質低，利益驅動，對產品的質量難以控制和檢驗，一般只能生產連續(xù)級配，質量波動范圍較大的產品，不利于混凝土質量的提高。

　　這些采石場固定資產投資少，勞動力成本低廉，能耗和經營成本低，因此產品成本比較低，加上本地廠商的搶奪市場的優(yōu)勢。在目前人們對骨料的認識不夠的情況下，這種采石場的產品完全占據了市場，對目前商品混凝土的質量的提高起了牽制的作用。

　?。ǎ玻┤斯に槭幕玖Ｐ渭搬樒繉Ρ盟突炷临|量影響

　　用人工把針片石從上述小型采石場的碎石樣品（命名A石，這種碎石除基本粒形較差外，針狀石含量4.7％，片狀石含量13.8％）中挑選出來，（人工肉眼挑選的誤差約為5％左右）。然后按5～45％的片狀石和5～20％的針狀石含量重新混入到挑選過針片石以后的碎石中，組成針片含量確定的碎石。另外，還把這些針片石混入到基本粒形較好的現代采石場的原產碎石中（命名為B石，針片總量為4.7％）。然后進行下述試驗。

　　在C30泵送混凝土的配比（摻有粉煤灰23.6％和萘系高效減水劑，目標坍落度為20±2cm）和C50泵送混凝土配比下（粉煤灰用量占22％和萘系高效減水劑）條件下，測定片狀骨料含量對坍落度和流動度的影響。

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　?。ǎ幔┌l(fā)現片狀骨料含量的增加只會使C30泵送混凝土的初始坍落度輕微下降，但卻使1小時以后及2小時以后的坍落度大幅下降，即大大增加坍落度的損失，見圖１。對于流動度（擴展度）也是這樣，但流動度的損失比坍落度的損失明顯加大，見圖２。

　?。ǎ猓┝硗?，片狀骨料對泵送混凝土強度的影響是：抗壓強度下降比較輕微，見圖３。但如果換上基本粒形較好的B石，則片狀骨料含量的增加會明顯降低混凝土的抗壓強度見圖４。

　　（ｃ）在C50泵送混凝土條件下，情況基本相似。而且隨著片狀含量增加，混凝土離析加重，泌漿嚴重化，嚴重影響其可泵性。對于高強混凝土的強度，片狀骨料的影響也存在，但仍以對基本粒形較好的B石更加顯著。參見最后圖。

　　這些試驗結果表明：片狀骨料含量的增加，在大流動度混凝土中，主要增大混凝土的工作度的損失，使混凝土長距離運輸以后，難以達到泵送的要求，而且均勻性嚴重下降，影響質量。同時對剛出槽的混凝土也加重了其離析、泌水、泌漿等現象。對于抗壓強度的下降似乎不是主要的。但這只是對基本粒形較差的骨料而言的，如果粗骨料的基本粒形較好（可以用球形系數、方正率或凹凸系數等

　　表示，一般可達0.8以上），則片狀骨料含量的增加明顯降低了其抗壓強度。反映片狀骨料的底部積水在混凝土靜置后很容易失去，導致混凝土坍落度的過快損失，它的形狀也嚴重破壞球狀緊密堆積的結構，而對片狀很多的堆積結構，影響卻不大。

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　　對于針狀骨料的影響，這次試驗結果表明，總的規(guī)律與片狀骨料相似。即對即時坍落度的影響并不明顯，但坍落度的經時損失有所增大，相對而言，對即時流動度及流動度損失的影響要更大一些。但是，針狀骨料的影響比起片狀骨料要輕微得多。對抗壓強度的影響，在一定摻量條件下，甚至還會有增強作用。起碼沒有損失。即針狀骨料（實際上含量很?。┎皇怯绊懟炷列阅艿闹饕蛩?。這可能是因為針狀骨料并沒有明顯削弱混凝土的結構。

　　總結起來，珠三角地區(qū)花崗巖人工碎石中，基本粒形好與差對于混凝土的流動度（流速和擴展度）、混凝土用水量以及均勻性，特別是流動度的經時損失有重要影響?；玖Ｐ屋^好骨料配制的混凝土，單方混凝土用水量可以減少5-15kg，不減水時流動度增加十分明顯，流動性的損失也比基本粒形差的混凝土少。片狀骨料含量的增加主要影響混凝土的流動度和流動度的損失。因而影響泵送性能及混凝土質量。這種影響在粗骨料基本粒形較好時更為顯著，針狀骨料則不是主要因素。因此我們建議：

　　商品泵送混凝土用人工花崗巖碎石（石灰?guī)r碎石規(guī)律相同）的片狀骨料含量，在高強混凝土情況下，不宜超過5％，考慮到實際人工檢測的誤差，執(zhí)行上宜控制在10％以內；在普通混凝土情況下，不宜超過10％，執(zhí)行上宜控制在15％以內。

　　在泵送混凝土條件下，應當全部采用基本粒形比較好的粗骨料，以便增加流動性和減少流動性損失。即泵送混凝土不宜采用中小型采石場骨料。

　?。ǎ常┖由凹毤系纳a方式

　　珠三角地區(qū)混凝土細集料幾乎完全采用天然河砂，沒有采用人工砂。河砂主要來源是西江（產量最大）、東江和北江。建筑用河砂目前完全依賴個體戶或鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的采砂泵船供應。這種生產方式對產品沒有進行監(jiān)控，對資源利用也缺乏有力的規(guī)劃和監(jiān)管，生產河砂產品的質量存在不少問題，急待改革。

　　從采砂泵船的生產方式可以看到目前河砂的質量問題所在。

　　（ａ）采砂泵船在西江、北江等河道上根據水流分選河砂規(guī)律在不同的位置采集河砂，瀝掉水分后運往岸邊，利用船載運輸機在岸邊稍加堆放或不堆放，直接運到用戶中，出場河砂含水量一般都在10％以上，達到用戶手中時，平均含水量仍然可達6～8％，濕漲的砂子的實際容重減輕近5％。

　?。ǎ猓┯捎谶@種開采方式沒有資源調查與開采規(guī)劃，采砂船憑借經驗在河道隨意采沙。為了采到好砂（細度模數在2.2～3.0的中砂），大量采砂船集中在河道中心線附近作業(yè)，堵塞河道，影響交通?，F在河道有了交通管理以后，只能在遠離中心線的河岸或凸岸附近采砂，水流速度慢，只能采到細砂。因此近年來市場大部分西江河砂的細度模數在2.2～2.4附近，而且含泥量也愈來愈大，甚至大于2.0％，這是砼用砂質量下降的原因。生產方式落后的特征表現在產品沒有任何儲存中均化和認真淘洗的過程，采到什麼供應什麼。質量穩(wěn)定性沒有任何保證。

　?。ǎ悖┻@種生產方式的另一個重大問題是對資源進行掠奪性的開采，既影響河道的交通，更影響河道的安全，加重洪水的威脅。因此國家不得不進行限制，建筑工程經常處于“無米之炊”之中

　?。ǎ矗?河砂質量對商品混凝土的影響。

　　珠三角地區(qū)所用的三江砂，總體說來，上游河砂比下游干凈。但是，隨著砂源位置的變化，季節(jié)的變化尤其工業(yè)污染物排放量的增加，河砂的質量總體上在下降。含泥量的變化最為明顯。近年來河砂產品的含泥量有愈來愈大的趨勢。過去河砂含泥量普遍在1％以下，而近年來已經上升至1.5～2.0％，甚至以上。上升了50％～100％和以上。這對商品混凝土的強度、干縮性和耐久性產生不利的影響。其它有害物質方面，工業(yè)污染物的增加，有可能對混凝土的性能、特別是凝結時間、早期強度生產不利的影響。目前珠三角河砂的主要質量問題是：（1）細度模數波動過大生產難以控制；（2）堿活性問題可能影響混凝土耐久性（3）出?？诤由昂}量問題可能會加速鋼筋銹蝕。

　　綜上所述，天然河砂作為混凝土細骨料雖然有很多優(yōu)點，但是，目前的河砂細骨料的生產方式過于落后、存在問題較多，已經不能適應現代混凝土產業(yè)的生產方式和混凝土質量水平提高的需要，必須進行改革。

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　?。ǎ担┠壳吧唐繁盟突炷恋倪m宜砂率的問題

　　對于大流動度（泵送）商品混凝土來說，由于目前建筑工程泵送操作對混凝土可泵性的要求過高，已經超越了目前原材料水平所允許的限度。這是泵機操作技術水平和不同體制的問題所致。為了獲得可泵性很高的混凝土，商品混凝土中的砂率有愈來愈高的趨勢。即使目前的偏細砂，泵送混凝土中的砂率也被設計成在42～45％之間，如果采用偏粗砂（細度模數2.6-3.0），按此要求的砂率將會達到50％左右，這種高砂率的配方對混凝土的性能有什么影響，有必要進行認真研究。

　　作者采用三種不同細度模數的河砂（細度模數分別為2.1、2.7和2.9），在C30泵送混凝土（加有20％左右的粉煤灰和高效減水劑）的工作性要求下調整不同的砂率（34％～45％），首先觀察新拌混凝土的流動性、保水性和粘聚性以及根據目前工地的要求確定其可泵性。然后測定其各齡期的強度以及長齡期混凝土的干縮值。

　　從混凝土的和易性和可泵性看，三種模數的砂子在34％砂率下實際上都不可泵：模數2.1的砂雖然泌水但還勉強可泵，但從2.7的砂到2.9的砂就離析愈來愈嚴重，砂漿量明顯不夠。38％砂率和42％砂率對于2.1砂和2.7砂看來都比較合適。2.1砂偏向于38％砂率，如果砂率達到45％，則1～2小時的損失較大，可泵性下降；2.7砂則偏向于38％～42％之間的砂率。對于2.9砂來說，38％砂率則比較差，42％砂率表現很好，45％砂率也不錯。

　　總結起來，不同模數砂子的泵送混凝土從和易性及泵送性來說比較適合的砂率范圍如下：

　　另外，從上述砂子不同砂率的混凝土的抗壓強度來看，模數2.1砂不同砂率的28天抗壓強度基本沒有差別，但3、7天強度明顯不同，以38％砂率的為最好，即砂率以較低為佳。模數2.7砂的規(guī)律相似，但以38％～42％的砂率的混凝土抗壓強度較好，也是早期強度更明顯。模數2.9砂則無論早期還是后期，均以42％砂率的為最好?？梢娺@規(guī)律與工作性能的規(guī)律基本相同。

　　再看上述不同砂子在各個砂率情況下配制的混凝土的干縮試驗的結果：

　　模數2.1砂子的混凝土的180天的干縮率存在一個最佳砂率為38％，模數2.7砂子和模數2.9砂子看來都是砂率越大，干縮率越大；90天及28天時干縮值規(guī)律與180天時基本一致。也是2.1砂子有最佳砂率38％～42％，但2.7砂子和2.9砂子則是砂率越高，干縮越大。

　　由此看來，泵送混凝土的最適宜砂率，必須根據砂子細度模數的不同而不同。但無論是細砂、中砂或粗砂，都不應當追求過高的砂率以達到過大的砂漿富余量和過分的可泵性，否則，和易性和可泵性雖好，但工作性能的經時損失就會增大，強度反而下降，而且干縮值明顯增加。增大開裂的可能性。目前攪拌站所用的砂率相對于細度模數來說，普遍偏大，應該充分注意。

　　同時，本實驗也指出，細度模數在中砂范圍（2.7±0.2）的砂子，無論從工作性能與用水量的關系和強度性能與水泥用量的關系來說，效果都是較好的。這與文獻資料是一致的。因此應當盡可能保證商品混凝土產生所用的砂子靠近中砂的范圍以獲得最好的經濟效益和技術效益。同時，如果細度模數波動過大，則生產出來的混凝土的質量必然波動過大。因為攪拌站還普遍難以根據砂子細度模數變化及時調整配方。因此，應當盡可能控制生產方供應的砂子有一個細度模數可接受的波動范圍。根據經驗，在一個生產周期和某一個工程使用周期內，河砂產品的細度模數的波動范圍應控制在±0.2的范圍之內。

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　　東莞市供應的河砂目前存在問題之一是細度模數波動太大，可以在2.1~3.2范圍變化，給配方調整帶來一定困難。前面已經說過，不同模數的適宜砂率是不一樣的，其影響不僅是工作性能及其損失，而且影響強度和干縮性，不可等閑視之。因此，攪拌站應該大量進行不同細度模數的試驗，掌握好細度模數與最佳砂率之間的規(guī)律，以作為調整之用。

　?。ǎ叮〇|莞市河砂含鹽量問題的對策

　　東莞市供應的河砂目前存在問題之二是在天然河砂資源緊缺情況下不得不采用河道出海口河砂甚至海砂的問題。由于氯離子導致混凝土鋼筋銹蝕問題的嚴重性和高度敏感性，這是一個必須十分認真對待的大問題。目前各混凝土公司實際上都不同程度上應用東莞河道采挖的河砂，其含鹽量（氯離子含量）變化比較大，據分析，最高含鹽量（氯離子含量）可以超過0.06%(相對于河砂干物質的重量百分數，下同)。最低也有0.001%以上。因此，絕不能簡單看成是河砂，但是，它與海砂仍然有一定區(qū)別。

　　根據建設部建標〔2004〕43“關于加強建筑用砂管理的通知”的要求，一方面禁止使用海砂，另一方面又規(guī)定了建筑用砂中氯離子最高限量的要求。其意思是明顯的，只要認真控制河砂中氯離子的含量，河道出海口的砂是可以一定范圍內使用的。另外，作者根據多年防治鋼筋銹蝕的經驗，認為建設部這個規(guī)定是正確的，但是，仍然必須十分慎重處理這個問題。

　　如果計算一下這種河砂可能帶入的氯離子數量，就可以知道，實際上必須按照不同混凝土嚴格控制這種河砂的使用范圍。

　　首先必須說明，所謂河砂氯離子含量，應該是指河砂干物質中氯離子的重量的百分數，即氯離子測定結果相對于950oC下河砂灼燒重量的百分比。河砂含水量比較大，計算方法不同，得到結果差別較大。

　　0.06%氯離子含量的河砂用于C25－C30混凝土中時，單是河砂一項帶入的氯離子已經達到水泥用量（300kg）的0.2%，即鋼筋混凝土氯離子含量標準的極限，實際上其它混凝土原材料也可能引入氯離子，例如拌和水、外加劑等，因此，河砂中氯離子含量應當小于0.06%。

　　如果混凝土等級高于C30,,水泥用量的會增加，河砂用量可能減少，河砂引入氯離子會減少，但是，高強混凝土的鋼筋使用量往往也增加，鋼筋銹蝕帶來的風險也會增加，因此不能降低對河砂的氯離子要求。特別重要的是，高強混凝土中很多是預應力鋼筋混凝土，它們對鋼筋銹蝕問題非常敏感，一旦鋼筋開始銹蝕，預應力就松弛，混凝土就會失效。因此必須更加嚴格要求氯離子含量。

　　有鑒于此，作者認為東莞市實際上可以放開除了海砂以外的出海河道砂的使用，但是必須嚴格監(jiān)控河道砂的含鹽量，其標準建議是：

　?。╝）對于不摻鋼筋或鋼纖維的素混凝土，只要它存在部位不接觸或遠離鋼筋混凝土，可以使用這種河道砂而不對其氯離子含量加以限制；

　?。╞）普通鋼筋混凝土使用的河道砂的氯離子含量應該執(zhí)行比0.06%更嚴格的標準，建議為0.04%;

　　(ｃ)　預應力鋼筋混凝土一定要使用這種河砂時，河砂氯離子含量的應該要求在0.01%以下。

　?。ǎ罚┖由皦A骨料反應活性問題及其對策

　　東莞市供應的河砂目前存在叁大問題之三是潛在的堿活性問題。眾所周知，堿骨料反應是影響混凝土耐久性的重要因素之一，是砂或石中的堿活性礦物與水泥中過量的堿（鉀和鈉的氫氧化物）反應形成凝膠物質，后者一定條件下吸水膨脹產生破壞力。它一般在幾年后開始，直至幾十年都會產生影響，產生的內部膨脹應力超過其抗拉強度而導致混凝土結構膨脹性開裂，使混凝土工程加速走向壽命終結。它與其它混凝土破壞因素（如鋼筋銹蝕、硫酸鹽腐蝕，各種化學腐蝕等）往往互為表里，交叉協同，共同作用，加速混凝土的破壞進程。華南理工大學在這個領域做出了重要的貢獻（2）。

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　　從1998年開始，華南理工大學，香港土木工程署和澳門工程界就陸續(xù)觀察到，廣東西江、東江采挖的河砂出現了堿活性問題。利用美國ASTM1260標準和中國《建筑用砂》標準（實際上是一個標準）都測試到砂樣出現一定程度的堿活性。發(fā)現西江砂出現的幾率最高，幾乎達到100%，東江砂也有很大幾率（可能>70%），只有北江砂還沒有發(fā)現明顯的堿活性。為此，華南理工大學提出廣東要認真注意在建筑工程中抑制和防止堿骨料反應破壞的問題（3）。

　　由此可見，東莞市也必須注意使用河砂的堿活性問題。要作為一個工程耐久性因素列入工程規(guī)劃、設計和施工之中。第一，要經常檢測河砂的堿活性，尤其對于港口碼頭、軌道交通、高層建筑、市政核心工程、地下重要工程，河砂的使用前一定要做骨料堿活性檢測和報告，還要做水泥、摻合料和外加劑地堿含量分析報告，盡量排除這個因素；第二，重點工程設計、施工一定要做好防止堿骨料反應破壞的措施，尤其是混凝土材料（水泥、外加劑、摻合料）中的堿含量較高時，必須更認真地做好預防工作。預防工作方法很多，要作為一個專題來做。第三，河砂氯離子含量與堿活性問題會形成交叉效應，可能會加重耐久性問題的嚴重性，應該認真對待。一方面作為一個專題研究，另一方面要加強河砂氯離子含量的控制，防止交叉效應的出現。

　?。ǎ福┌l(fā)展和使用人工砂是混凝土行業(yè)的必然出路

　　綜上述，河砂在廣東和珠三角地區(qū)除了資源緊缺、質量難以控制的基本問題以外，還存在堿活性以及氯離子含量的大問題。資源緊缺與河道安全，環(huán)境保護聯系在一起，屬于政策性的長遠控制甚至封殺性的措施，隨時都可能威脅河砂的供應。但是，如果我們從更深層次考慮河砂的問題，它的質量和安全性實際上已經難以滿足現代混凝土工程的要求，僅此因素，我們都不得不考慮改弦更張，另謀出路了。

　　開發(fā)和使用人工砂是混凝土行業(yè)必須另謀的出路。這已經是世界性的過程和經驗。我們總不能待到資源環(huán)保問題和工程質量問題總爆發(fā)時才采取措施?，F在起步雖然有點晚，但是也是來得及的。東莞市是經濟發(fā)展總量和經濟質量都十分重要的城市，具有比較雄厚的投資實力，應該為自己建設一些建設工程的后方基地（包括水泥、砂石和重要建材產品在內）。

　　因此，作者建議，東莞市政府鼓勵東莞企業(yè)家在周邊地區(qū)選擇投資一些現代化的大型砂石采挖加工礦場，規(guī)模每個應該在年產碎石100萬立方以上和人工砂60萬立方以上。產品專門供應東莞市建設工程需要。

　　3、混凝土外加劑問題及其對商品混凝土質量的影響

　　對外加劑產業(yè)而言，目前我國的問題是入行門檻低，利潤高，企業(yè)數目和品牌繁多。外加劑雖然實行認證書制度，但實際市場反映是控制較松，起不到對其進行規(guī)范管理作用，導致外加劑生產技術水平相差很大，外國品牌、國內大型企業(yè)的技術水平較好，但國內很多企業(yè)屬于簡單的復配加工企業(yè)，技術水平不高，沒有嚴格的工藝措施和品質保證，沒有科研能力，沒有對用戶技術服務的能力，生產出來的外加劑性能指標低、濃度低、部分原料組分不夠優(yōu)化。同時，由于市場競爭激烈，外加劑推銷手法名目繁多，不正當行為嚴重，導致外加劑質量更難以保證。因此，目前我國外加劑市場魚龍混雜、良莠不齊的現狀，給工程質量留下了隱患。

　　對商品混凝土產業(yè)而言，市場占有率較大的混凝土公司使用的外加劑品種相對比較固定，但對外加劑的控制及檢測嚴重不足，除個別混凝土公司外，大多數混凝土公司不作外加劑對強度、凝結時間、收縮性能影響等的對比試驗，只考慮其對流動性和緩凝性能的影響；由于對外加劑的有害離子缺乏檢測，往往造成混凝土許多較復雜的事故。另外，部分混凝土公司缺少對外加劑的技術儲備，即大量開展各種外加劑性能試驗，所以應用較被動。在生產實際中往往由于改變水泥或外加劑品種造成混凝土閃凝、工作性損失過大，或由于外加劑控制不嚴造成混凝土長時間不凝、強度達不到要求等工程事故。

　　對東莞市商品混凝土產業(yè)來說，同樣存在上述的普遍問題，但由于東莞市商品混凝土產業(yè)是近幾年才快速發(fā)展壯大的，對外加劑選擇和正確使用還沒有足夠的認識和重視，這是目前外加劑使用中最需要重視和解決的關鍵技術問題。

　?。?）外加劑的選擇

　　混凝土外加劑的選擇根據工程設計對混凝土性能的要求而定，如強度標號、抗摻性、抗凍融性、耐久性、彈性模量等物理力學性能，以及施工工藝、施工季節(jié)、澆筑的部位和體積等。另外，還要考慮實際工程提供的原材料：水泥品種和標號、砂石質量等。在此基礎上選擇符合使用要求的外加劑品種和牌號。

　　在選擇外加劑時，必須采用實際工程用的原材料進行混凝土試配試驗，根據試配結果從中確定技術經濟最合適的外加劑。

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　　試驗評定外加劑的理由是：(1)檢測外加劑是否符合使用要求；(2)根據施工現場條件和現場使用的材料來評定外加劑對混凝土性能的影響；(3)檢查每批產品的勻質性和穩(wěn)定性；(4)生產廠家提供的資料是否符合試配檢驗結果。

　　選擇外加劑的根本原則：第一是性能符合工程使用要求：第二是經濟的合理性。在某些情況下，決定外加劑在混凝土工程中使用的主要因素是外加劑的成本，這就要求生產廠家根據平時使用外加劑的經濟效果開發(fā)和生產新產品。

　?。?）混凝土外加劑的摻量

　　外加劑的最佳摻量是獲得最好的技術效果和經濟效果的重要因素。外加劑的最佳摻量是通過混凝土試配結果確定的，根本的原則是在滿足混凝土性能要求的前提下，采用最低摻量。生產廠家的產品說明書中提供的是某種外加劑使用時的摻量范圍，而使用單位必須通過混凝土試配確定外加劑的合理摻量。

　　不同類型的外加劑的摻量是有一定規(guī)律的，通常，普通減水劑0.2%~0.3%，高效減水劑0.5%~1.0%。同一種外加劑用于不同混凝土時摻量也不盡相同，例如：高效減水劑用于蒸養(yǎng)混凝土時摻量為0.3%~0.5%，用于普通混凝土摻量為0.5%，用了流態(tài)混凝土摻量為0.75%，用于高強混凝土摻量為1.0%。復合高效減水劑在相同減水率時比單一高效減水劑摻量減少一半。后摻法不但使超塑化劑摻量減少，而且對其它外加劑也有同樣效果。

　　此外，水泥品種、細度、礦物組成、混合材等也影響外加劑的摻量。如對礦渣水泥高效減水劑摻量少于普通硅酸鹽水泥。比表面積大、C3A含量高的水泥高效減水劑摻量應多一些。

　　從以上事實，可以認為決定外加劑摻量的因素如下：(1)外加劑的品種；(2)外加劑的應用范圍；(3)水泥品種和活性、比表面積、礦物組成及混合材等；(4)混凝土組成材料及其配合比、單位水泥用量、單位用水量等；(5)外加劑復合方式（成分與比例）；(6)外加摻入方法（同摻或后摻)。

　　總之，只要掌握了外加劑和混凝土的性能，及其變化規(guī)律，并通過試驗確定外加劑的合理摻量，就可以以最少摻量獲得最好的技術經濟效果。

　?。?）混凝土外加劑使用方法

　　使用外加劑時要仔細看產品說明書，其中包括使用方法。

　　外加劑產品有兩種形式，即液體和固體粉末。液體產品以體積計量，有時生產廠提供可溶性固體產品，使用前配制成一定濃度的水溶液。固體產品中一般有載體，如粉煤灰、火山灰、礦粉等，其目的是使外加劑計量準確、分散均勻和防止受潮結塊。固體外加劑通常是以重量計量。

　　摻量準確：外加劑摻量確定后，根據攪拌機一次攪拌混凝土體積和單位水泥用量折算外加劑的用量。使用外加劑的可采用人工、半自動和自動計量，根本要求是計量準確。如果是液體，液體濃度要準確測定；如果是粉劑應均勻準確加入，使其誤差控制在±2%之內。超劑量地使用，不但造成浪費，影響混凝土的性能，而且還會造成工程事故。特別是摻緩凝劑、緩凝減水劑和引氣劑時一定要劑量準確，一旦超劑量使用就使?jié)仓幕炷敛荒Y硬化或嚴重降低強度，造成工程事故。

　　摻加均勻：一定要設法使外加劑在整個拌和物中均勻分布，使其充分發(fā)揮作用，避免局部過濃產生不良后果。粉劑如與水泥一起加入，應散布開，并適當延長攪拌時間；液劑也要散布均勻，防止集中在一點。

　　另外，在同時使用兩種外加劑時應注意它們之間的相容性，特別是引氣劑應分別摻用。

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　　4、混凝土礦物摻合料問題及其對商品混凝土質量的影響

　　東莞市商品混凝土產業(yè)在使用礦物摻合料方面主要存在以下問題：

　?。?）摻合料基本都是粉煤灰，品種單一，對磨細礦渣粉作摻合料還沒有形成全面的認識；

　?。?）粉煤灰市場供小于求，致使其價格較高，而且在需求旺季粉煤灰質量難以得到保證；

　?。?）一般都說是二級灰，實際上往往是“統灰”，低于二級灰指標。

　?。?）粉煤灰通過中間商采購，粉煤灰來源不穩(wěn)定，更大程度上導致了同一混凝土公司采用的粉煤灰的質量不穩(wěn)定；

　?。?）對粉煤灰的控制及檢測嚴重不足，對來樣主要控制其細度和需水比，多數混凝土公司不作燒失量、三氧化硫、游離氧化鈣和安定性，粉煤灰對混凝土強度影響（活性指數）的檢測方法時間長，等到檢驗結果出來，粉煤灰已經全部使用完了。

　　（6）對粉煤灰作用機理缺乏認識，僅從降低成本角度出發(fā)，往往造成粉煤灰摻量盲目加大，而且在粉煤灰供應緊張時不管粉煤灰質量盲目摻加。

　　粉煤灰品質不僅對混凝土工作性能有較大影響，而且對硬化混凝土性能如強度、收縮、碳化、凍融等有較大影響。由于上述現象的存在，往往造成混凝土離析泌水嚴重，混凝土表面“起粉”、“起砂”，混凝土出現開裂、強度偏低較多等現象。

　　針對產業(yè)現狀，目前最關鍵的技術問題是如何對粉煤灰質量進行控制及檢測。

　　從生產和使用考慮，礦物摻合料的品質要求應包括以下幾個方面：（1）是否含有對人體有害的物質，如放射性限值等指標。（2）礦物摻合料中有害物質含量限值?？紤]混凝土的體積穩(wěn)定性以及耐久性能，需對礦物摻合料中的有害物質(如碳、氯離子、堿含量、三氯化硫)等進行限制。（3）細度要求。從混凝土中各種材料合理級配的角度考慮，希望活性較水泥熟料低的礦物摻合料具有較水泥更細的粒度，以調整粉體材料的顆粒級配，因此必須規(guī)定細度指標。    （4）對工作性能的影響?，F代混凝土中通常都摻有減水劑，礦物摻合料對混凝土工作性能的不良影響可通過減水劑摻量進行調節(jié)，但也應有一定的限制，以避免減水劑摻量過大。    （5）對力學性能的影響。強度是混凝土的重要性能參數，應按活性指數對礦物摻合料進行分級，以方便使用。（6）對體積安定性的影響。體積安定性是水泥的一個重要指標，將傳統的水泥混合材料單獨作為礦物摻合料使用后，仍需特別注意其體積安定性。（7）對耐久性能的影響。在不同的環(huán)境條件下，混凝土的耐久性能要求不同，建議在礦物摻合料產品定型時，進行耐久性能試驗(如碳化、抗硫酸鹽侵蝕性能等)，以指導礦物摻合料的應用。（8）其它要求。包括礦物摻合料中的化學組成、密度和水分含量等。

　　在檢測指標方面，對于生產廠家，應規(guī)定進行全部指標的檢測，并提供相應的檢測報告。對于產品的使用者，至少應規(guī)定進行礦物摻合料的細度、對砂漿工作性能和力學性能影響的檢測。考慮到礦物摻合料使用者的實驗室條件，常規(guī)檢測項目應盡量避免進行化學分析方面的檢測，對于礦物摻合料其它性能的檢測，可通過隨機抽樣送檢的方式進行。

　　建議用以下方法對礦物摻合料來樣進行較快速、簡單的檢測：

　?。?）細度檢測方法

　　在水泥中，用以表示細度的指標有篩余量和比表面積2種，除硅酸鹽水泥是用比表面積進行表征外，其余均采用篩余量進行表征。在現有的礦物摻合料標準中，粉煤灰采用篩余進行細度表征，礦渣粉采用比表面積進行表征。從檢測的角度看，篩析法最為簡單快速，勃氏法測試比表面積操作繁瑣，建議統一采用篩析法進行細度檢測，并規(guī)定最大篩余量限值。目前《水泥細度檢驗方法篩析法》中已經包含了45µm篩，建議將礦物摻合料的細度檢驗方法與水泥的檢驗方法統一，以避免出現檢測方法的誤用現象。

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　?。?）砂漿工作性能的檢測方法

　　在現有的規(guī)范中，礦物摻合料對砂漿工作性能影響的檢測方法分為2種，一種是在相同膠砂跳桌流動度下需水量的比值，另一種是在同樣配合比下跳桌流動度的比值。如果以需水量比進行評定時，往往需要拌制2次以上的砂槳才能得到結果，費時費力，而且所要求的相同跳桌流動度也可以存在±5mm的差別，這也使得不同人員操作得到的需水量比存在差異。而采用流動度比進行評定時，1次即可得到結果，而且人為因素影響小。建議統一采用流動度比表征礦物摻合料對砂漿工作性能的影響。

　?。?）砂漿力學性能的檢測方法

　　由于混凝土攪拌站的場地有限，不能大量堆放原材料，因此必須盡快對進場的礦物摻合料質量進行評定。

　　在目前的礦物摻合料品質要求中，通?；钚灾笖凳桥袛嗟V物摻合料質量的重要因素，而活性指數的檢測往往需要1個月的時間，這給礦物摻合料的質量評定帶來一定難度。為解決這一問題，建議參照JC/T738-2004《水泥強度快速檢測方法》，建立礦物摻合料活性指數快速試驗方法。通過建立快速試驗方法結果和常規(guī)試驗方法結果間的關系，以快速評定礦物摻合料的質量。

　　在檢測礦物摻合料對砂漿性能影響時，有些標準中規(guī)定采用基準水泥，這樣做雖然可以在一定程度上提高檢測數據的可重復性，但是礦物摻合料也存在和水泥的相容性問題，采用基準水泥檢測的數據未必與實際效果相同，而且基準水泥的質量也存在一定波動，因此建議采用P.Ⅱ425或P.O425的水泥進行檢驗。

　　5、應用于商品混凝土的水泥的質量及其管理

　　相對于其它原材料，水泥質量相對較穩(wěn)定，大多數混凝土公司已接受了新型干法回轉窯生產的水泥，而不采用立窯水泥。但同是新型干法回轉窯生產的水泥，配制混凝土的建筑性能也有所差別，選用質量穩(wěn)定性高需水性小，流動性好，強度高的水泥，可以節(jié)省水泥用量。

　　按照歐美日等國家水泥出廠的實際情況，作者在國外工作時的調查，一個廠的月水泥強度標準偏差不會超過±1MPa，很多牌子水泥在0.5 Mpa以下。反映在配制混凝土的標準偏差上，一個完整的工程的普通標號混凝土的標準偏差一般只有1.5～2MPa。而我國目前的狀況是，大部分干法回轉窯水泥月水泥強度標準偏差達不到±1Mpa以內的要求，尤其是小型生產線（小于2000噸/日），這個標準偏差值往往超過2.0 Mpa。一般情況下不同等級工程混凝土的平均標準偏差，最好的情況也要在3Mpa以上。即同樣工程施工混凝土的標準偏差比國外大一倍，甚至超過一倍。這主要是由于我們的原材料波動組成的，其中水泥質量的波動（包括出廠強度值的波動，需水量、流動性的波動以及與外加劑相容性的波動等）是主要的原因。

　　水泥質量穩(wěn)定性的好壞一般以膠砂28天抗壓強度的標準偏差大小來衡量。若水泥膠砂28天抗壓強度的一個月出廠水泥的標準偏差小于1MPa，該水泥質量穩(wěn)定性好，配制混凝土的強度偏差也小，混凝土質量穩(wěn)定，不需要時常調整混凝土配合比。如果更嚴格要求，水泥的穩(wěn)定性還應包括凝結時間的穩(wěn)定性和標準稠度用水量的穩(wěn)定性。這方面起始也應該建立一些要求，但目前恐怕難以實現。

　　商品混凝土普遍使用外加劑后，水泥與外加劑的相容性變得非常重要，選用對外加劑適應范圍廣、相容性好的水泥成為更高的要求。

　　就水泥而言，其與外加劑的相容性主要與水泥的需水性和化學活性有關，需水性越大，化學活性越高，則相容性越差。而水泥的需水性、化學活性受水泥的化學和礦物組成、混合材品種與摻量、水泥比表面積和顆粒粒度分布的影響。

　　水泥熟料的溶劑礦物越多，溶劑礦物中C3A含量越多，硅酸鹽礦物中C3S含量越多，水泥的需水性越大，化學活性也越高。

　　水泥中堿含量增大，水泥水化速度加快，流動性變差，與外加劑的相容性變差。水泥中石膏的形態(tài)和摻量不同，會影響其與外加劑的相容性，石膏是作為緩凝劑來抑制C3A的水化速度的，其溶解度和溶解速度大小會影響其緩凝效果，二水石膏溶解度小于硬石膏，但其溶解速度大于硬石膏，故若用硬石膏代替二水石膏作緩凝劑，要加大用量。而外加劑對二水石膏和硬石膏的溶解度有不同程度的影響，如糖蜜減水劑對二水石膏溶解度影響不大，但會大幅度降低硬石膏的溶解度，導致水泥在使用過程中與外加劑相容性差。

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　　摻入適量混合材會相應減少熟料礦物的含量，水泥的水化速度減慢，有利于改善水泥與外加劑的相容性，但混合材自身的需水性對相容性影響也很大。一般石灰石自身需水性小，Ⅱ級粉煤灰次之，礦渣需水性較大，煤渣需水量更大。

　　水泥的比表面積越大，需水性越大；顆粒分布范圍較寬，粉體堆積密度大，需水性越小，但水泥的化學活性都越大。其中摻入的混合材對水泥顆粒分布的調整作用不可忽視，在相同比表面積下，若混合材的易磨性較好，將使水泥顆粒分布變寬，混合材更好地填充熟料顆粒間的空隙，使粉體堆積密度增大，接觸點增多，從而需水性減小，化學活性增加。一般石灰石易磨，煤渣次之，礦渣較難磨。

　　東莞市混凝土產業(yè)使用的水泥包括濕法回轉窯水泥、新型干法回轉窯水泥、回轉窯與立窯搭配的水泥，且不同水泥廠家使用的混合材品種各異，這對水泥與外加劑的相容性影響很大，應該針對與各自混凝土公司采用的水泥進行與外加劑相容性的試驗，從而選擇外加劑品種和摻量。

　　（4）關于混凝土礦物摻合料問題，粉煤灰質量差，好灰少，價格高；礦渣粉資源缺乏，價格高企，都是買方市場。但是必須認識到，礦物摻合料不僅僅是攪拌站降低混凝土成本的手段，更重要的是改善混凝土性能的手段。如果沒有它們，商品混凝土不僅價格高企，而且無法達到施工要求，開裂問題更嚴重，耐久性也更差。所以必須千方百計解決。作者建議，一是管理好現在的粉煤灰供應渠道，千方百計拓寬好灰的來源，嚴格控制劣質灰流入東莞市場。規(guī)范攪拌站對粉煤灰的使用，禁止使用劣質灰，控制粉煤灰用量在合理水平。二是大力推廣高爐礦渣粉的使用。要認真學習礦渣粉對混凝土性能改善的知識，改變誤解和偏見。同時大力推廣使用經驗，大力尋找礦渣粉資源。