王玉瑛，王麗霞，王曄，李達(dá)

（1. 內(nèi)蒙古包頭市杜氏建材有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 包頭 014030；2. 內(nèi)蒙古一機(jī)集團(tuán)新興建筑安裝有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 包頭 014030；3. 內(nèi)蒙古呼和浩特市建筑勘察設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010040；4. 內(nèi)蒙古神華置業(yè)集團(tuán)永固商混凝土有限公司，內(nèi)蒙古 烏海 016040）

博文天地

淺談?lì)A(yù)拌混凝土需要什么樣的水泥

王玉瑛1，王麗霞2，王曄3，李達(dá)4

（1. 內(nèi)蒙古包頭市杜氏建材有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 包頭 014030；2. 內(nèi)蒙古一機(jī)集團(tuán)新興建筑安裝有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 包頭 014030；3. 內(nèi)蒙古呼和浩特市建筑勘察設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010040；4. 內(nèi)蒙古神華置業(yè)集團(tuán)永固商混凝土有限公司，內(nèi)蒙古 烏海 016040）

本文淺談了水泥品質(zhì)指標(biāo)對(duì)混凝土性能的影響，并對(duì)目前我國(guó)水泥生產(chǎn)供應(yīng)的質(zhì)量現(xiàn)狀作了淺述，最后對(duì)預(yù)拌混凝土需要什么樣的水泥提出了個(gè)人粗淺的認(rèn)識(shí)，供同行參考。

預(yù)拌混凝土；水泥品質(zhì)；混凝土性能

目前水泥的生產(chǎn)很大程度上關(guān)注于產(chǎn)品的材料性能或偏重于水泥的強(qiáng)度，由于近幾年我國(guó)發(fā)展預(yù)拌混凝土的進(jìn)度較快，遍布于全國(guó)大部分城鄉(xiāng)的建筑工程，對(duì)預(yù)拌混凝土和現(xiàn)澆混凝土對(duì)水泥膠凝材料的要求是不同的，預(yù)拌混凝土有它的特殊性，除要求水泥強(qiáng)度外，還要求水泥應(yīng)具有良好的施工性能和與所摻入的混凝土外加劑有良好的適應(yīng)性等等，所以說(shuō)水泥的生產(chǎn)及其質(zhì)量和使用是緊密相聯(lián)的，水泥廠提供什么樣的水泥才能滿足預(yù)拌混凝土的要求呢？筆者在文中提出個(gè)人的一點(diǎn)粗淺認(rèn)識(shí)。

1 水泥品質(zhì)對(duì)混凝土性能的影響

混凝土核心材料是水泥，水泥的發(fā)展應(yīng)適應(yīng)混凝土技術(shù)的發(fā)展，水泥的技術(shù)進(jìn)步應(yīng)和混凝土的技術(shù)進(jìn)步協(xié)調(diào)發(fā)展。

水泥中的四大礦物組成遇水發(fā)生水化反應(yīng)，生成膠凝材料，將粗細(xì)骨料等膠結(jié)在一起，形成一個(gè)整體混凝土，所以，水泥是混凝土各項(xiàng)性能產(chǎn)生的根源。

水泥中的四種主要礦物成分水化速度各不相同，對(duì)混凝土各齡期的強(qiáng)度影響不同，C3A 反應(yīng)速度最快，對(duì)混凝土早期強(qiáng)度影響最大；C4AF 次之；C3S 水化速度較快，對(duì)混凝土28d 強(qiáng)度影響大；C2S 水化速度最慢，是混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)的主要來(lái)源。

（1）C3A 水化速度最快，對(duì)混凝土初、終凝時(shí)間有較大的影響，其含量高時(shí)，初、終凝時(shí)間縮短，易產(chǎn)生收縮裂縫，使水泥和減水劑的適應(yīng)性變差；其含量太低時(shí)，混凝土凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，易產(chǎn)生泌水，C3A 的含量宜在 4%～6%。

（2）C3S 是水泥中最有效的成分，其含量一般在 50%～60% 左右，是混凝土 28d 強(qiáng)度主要影響因素，含量高時(shí)，凝固較快，可提前拆模，但可導(dǎo)致水化熱增大，溫度上升過(guò)快，造成混凝土收縮裂縫出現(xiàn)機(jī)率增加等等。

（3）C2S 水化速度最慢，含量高時(shí)，混凝土 28d 強(qiáng)度低，90d 強(qiáng)度高。對(duì)混凝土裂縫的自愈能力大。過(guò)高的含量，可使混凝土產(chǎn)生泌水的可能性加大。

（4）C4AF 水化速度也較快，但在水泥中含量少，對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間的影響較小，其收縮性小、抗磨性好，用于道路、機(jī)場(chǎng)跑道等具有抗磨要求的混凝土為益，含量高時(shí)對(duì)提高混凝土抗折強(qiáng)度有利。

水泥的初、終凝時(shí)間短對(duì)混凝土早期強(qiáng)度提高有利，但易產(chǎn)生假凝或混凝土裂縫的可能性加大，如過(guò)長(zhǎng)的凝結(jié)時(shí)間，混凝土早期強(qiáng)度降低，產(chǎn)生泌水的可能性加大。因此，預(yù)拌混凝土要求水泥要有適宜的凝結(jié)時(shí)間，應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)類型、部位、強(qiáng)度等級(jí)、運(yùn)輸距離等等綜合考慮，制訂出最佳的水泥凝結(jié)時(shí)間。

水泥中的堿含量要嚴(yán)格限制，其堿含量大時(shí)，可使混凝土收縮、干縮裂縫等加大，產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)機(jī)率加大，而且與混凝土減水劑適應(yīng)性變差等等，所以，水泥中的堿含量要嚴(yán)格限制，應(yīng)小于 0.6%。

水泥中的游離 CaO 和 MgO 超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，可使水泥不安全，體積不穩(wěn)定，混凝土產(chǎn)生假凝等，要嚴(yán)格限制。

2 水泥生產(chǎn)工藝對(duì)混凝土質(zhì)量的影響

（1）水泥熟料在粉磨時(shí)，按一定比例加入石膏作為水泥的調(diào)凝劑，質(zhì)量差的石膏對(duì)水泥不僅起不到調(diào)凝作用，反而有可能導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生假凝或裂縫產(chǎn)生的機(jī)率加大。

（2）在水泥熟料粉磨時(shí)，加入助磨劑，以克服水泥顆粒之間的靜電和提高粉磨效率，降低成本，如果助磨劑不適宜或加量太大等可使混凝土收縮增大，干縮加快或和混凝土外加劑不適應(yīng)等等。

（3）水泥熟料粉磨時(shí)，如果加入過(guò)多的混合材料，會(huì)使混凝土早期強(qiáng)度降低、混凝土收縮加大、干縮加快等等。

（4）水泥細(xì)度是提高水泥強(qiáng)度的主要手段之一，水泥粉磨細(xì)度越細(xì)，其水泥強(qiáng)度會(huì)越高，所以，200 年來(lái)的水泥發(fā)展史基本上是一部如何將水泥磨得更細(xì)的歷史，其次是如何改變礦物成分含量的歷史。

預(yù)拌混凝土對(duì)水泥的基本要求應(yīng)是有適宜的礦物組成，有適當(dāng)?shù)募?xì)度、有較低的水化熱、較低的收縮值、早期強(qiáng)度不要太高、產(chǎn)品質(zhì)量均勻、質(zhì)量穩(wěn)定的水泥，達(dá)到預(yù)拌混凝土對(duì)水泥的特殊要求，以確?；炷两Y(jié)構(gòu)工程的耐久性。

3 水泥質(zhì)量的現(xiàn)狀

目前水泥生產(chǎn)供應(yīng)的質(zhì)量現(xiàn)狀，主要存在“四高”，即高細(xì)度、高早強(qiáng)、高 C3S 和高 C3A 的含量。水泥的品質(zhì)對(duì)混凝土性能的影響是最為關(guān)鍵的，首先改變水泥強(qiáng)度是唯一的傳統(tǒng)觀念，確?；炷恋纳a(chǎn)和施工性能進(jìn)而確?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性比強(qiáng)度更為重要。混凝土外加劑和摻合料使用技術(shù)的發(fā)展改變了對(duì)水泥強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度關(guān)系的認(rèn)識(shí)。要求的是勻質(zhì)性和體積穩(wěn)定性高、開裂敏感性較低的優(yōu)質(zhì)水泥。

目前水泥產(chǎn)品質(zhì)量主要表現(xiàn)以下方面：

（1）水泥需水量普遍較高，保水性較差；水泥細(xì)度太細(xì)，水泥顆粒級(jí)配不太合理，應(yīng)和混凝土中細(xì)骨料顆粒粒級(jí)75～80μm 相一致，水泥自身顆粒應(yīng)有合理的級(jí)配，以利自身的密實(shí)性，宜在 0～80μm，所以水泥熟料粉磨時(shí)不但要控制細(xì)度（比表面積），還要合理控制水泥顆粒級(jí)配和顆粒形狀。

（2）水泥中混合材料摻量較多，增大了混凝土需水量，降低了與混凝土外加劑的適應(yīng)性，水泥生產(chǎn)企業(yè)不向水泥使用單位提供混合材料的品種和摻入的數(shù)量，造成應(yīng)用時(shí)的困難。水泥混合材料品種、摻入數(shù)量要科學(xué)合理。

（3）水泥中堿含量較大，C3A 含量較高時(shí)，和混凝土外加劑的適應(yīng)性較差。

（4）目前水泥產(chǎn)品較為單一；中低熱水泥和特種要求的水泥生產(chǎn)量少，和生產(chǎn)需要不相匹配，一般生產(chǎn)普硅水泥較多，其水化熱較高，水泥 3d 強(qiáng)度較高，抗裂性能較差等等；應(yīng)提倡多品種、少批量，多生產(chǎn)針對(duì)某一個(gè)具體工程專用水泥，作為水泥發(fā)展方向。

（5）水泥生產(chǎn)供應(yīng)旺季，出廠水泥溫度往往較高，造成混凝土溫升提高，混凝土凝結(jié)不正常，溫度應(yīng)力增大，混凝土早期開裂風(fēng)險(xiǎn)加大等等。

評(píng)價(jià)水泥質(zhì)量?jī)?yōu)劣，不應(yīng)是水泥自身，而在于它對(duì)混凝土各項(xiàng)性能的影響，特別是對(duì)混凝土生產(chǎn)、施工性能及對(duì)混凝土耐久性的影響尤為重要。什么是優(yōu)質(zhì)水泥，由于混凝土的復(fù)雜性、多變性，要想正確回答這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，難度也是相當(dāng)大的。

水泥生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)、部位、工藝、使用單位要求、環(huán)境氣候等等不同，生產(chǎn)可調(diào)、可控的專用水泥。

4 預(yù)拌混凝土所需水泥

預(yù)拌混凝土所需水泥應(yīng)首先滿足混凝土性能要求，將水泥的勻質(zhì)性與穩(wěn)定性放在首位，確保出廠水泥質(zhì)量的穩(wěn)定，當(dāng)水泥生產(chǎn)條件等發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)主動(dòng)告知用戶注意事項(xiàng)，以便使用單位采取相應(yīng)的防范和應(yīng)對(duì)措施。

（1）從水泥生產(chǎn)角度出發(fā)，應(yīng)努力解決水泥和混凝土外加劑的適應(yīng)性問(wèn)題；在水泥和混凝土其他材料間的適應(yīng)性問(wèn)題上，水泥影響的因素較多。

（2）水泥生產(chǎn)廠家應(yīng)充分關(guān)注預(yù)拌混凝土的施工工作性能及工程質(zhì)量情況，及時(shí)解決所出現(xiàn)的有關(guān)問(wèn)題。提供用戶和工程結(jié)構(gòu)要求的水泥產(chǎn)品，如高強(qiáng)混凝土和有抗凍、抗?jié)B要求的水泥、低中熱水泥、低堿水泥、具有較高抗裂、抗收縮的水泥等等。

（3）水泥的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)除必須滿足國(guó)標(biāo)外，還應(yīng)保持產(chǎn)品的勻質(zhì)性和穩(wěn)定性，其化學(xué)礦物成分、細(xì)度、各齡期強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量等等不能有太大的波動(dòng)，特別是水泥強(qiáng)度不能大起大落，早期強(qiáng)度應(yīng)適宜。

（4）水泥的礦物成分含量應(yīng)合理，水泥的需水量要小，與外加劑的適應(yīng)性要強(qiáng)。

（5）水泥的粉磨細(xì)度要控制，不要太細(xì)，還要控制有合理的顆粒級(jí)配和顆粒形狀。

（6）水泥中摻入的混合材料品種、數(shù)量要科學(xué)合理，并向用戶提供品種、摻量等信息。

（7）對(duì)有特殊要求的混凝土及混凝土工程，應(yīng)提供專用水泥。

5 結(jié)論

水泥生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)向預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)提供預(yù)拌混凝土所需的水泥產(chǎn)品。要從水泥礦物組成、水泥細(xì)度、摻入的混合材料品種、數(shù)量、調(diào)凝劑石膏、助質(zhì)劑、堿含量和水泥的品種等等多方面進(jìn)行優(yōu)化。

水泥的生產(chǎn)和用戶雙方應(yīng)緊密合作，使水泥的技術(shù)進(jìn)步和混凝土的技術(shù)進(jìn)步相結(jié)合，以確保建筑工程質(zhì)量。

［通訊地址］包頭市青山區(qū)青東東路，保利六期 7 棟 102 號(hào)（014030）

王玉瑛（1942,6—），男，河北定興人，高級(jí)工程師，內(nèi)蒙古科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目專家，包頭市杜氏建材有限責(zé)任公司總工程師；主要從事建材、商品混凝土、混凝土冬期施工、技術(shù)管理等工作。