李文成，謝廣憲，余春榮

（1. 天津市金匯鑫混凝土有限公司，天津　300480；2. 建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所，北京　100024）

天津商混企業(yè)面對的原材料狀況及應(yīng)對辦法

李文成1，謝廣憲1，余春榮2

（1. 天津市金匯鑫混凝土有限公司，天津300480；2. 建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所，北京100024）

本文對天津地區(qū)混凝土原材料的實際情況進(jìn)行了調(diào)查分析，并針對存在的問題給出了一些相應(yīng)的解決辦法。

質(zhì)量管理；商品混凝土；應(yīng)用

建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全和穩(wěn)定與所用建筑材料的性能優(yōu)劣有著直接關(guān)系。原材料質(zhì)量不符合要求，不僅會導(dǎo)致施工性能劣化并對混凝土結(jié)構(gòu)后期的耐久性降低產(chǎn)生重要影響。下面介紹目前商混建筑市場常用原材料的狀況。

1　水泥質(zhì)量

目前本地區(qū)所使用一些大型水泥廠家所生產(chǎn)的 P·O42.5水泥質(zhì)量基本穩(wěn)定，安定性、凝結(jié)時間均符合要求，3 天抗壓強(qiáng)度在 25MPa 以上，28 天抗壓強(qiáng)度在 50MPa 以上，各項性能指標(biāo)出入不大，硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣百分含量在范圍之內(nèi)。但也有一些外地水泥廠家，雖然也在本市散裝水泥辦公室進(jìn)津備案名錄內(nèi)，但水泥質(zhì)量不穩(wěn)定，一些小水泥廠家被知名大水泥廠家收購后，掛知名企業(yè)的牌子，但水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到性能要求。

（1）強(qiáng)度偏低。3 天強(qiáng)度低于 25MPa，28 天強(qiáng)度在45～48MPa 之間，最低的在 43～44MPa 左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》中表 5.1.4 水泥強(qiáng)度等級值的富余系數(shù)：普硅 42.5 水泥應(yīng)≥1.16 倍，即49.3MPa，不能滿足配合比設(shè)計規(guī)范，生產(chǎn)時只能提高水泥用量，水泥強(qiáng)度低導(dǎo)致水泥用量成本問題。

（2）水泥與外加劑適應(yīng)性差?；炷梁鸵仔圆睿鲃佣鹊?，擴(kuò)展度差。因水泥與外加劑適應(yīng)性差等原因，攪拌站向水泥廠家要化學(xué)成分配料單，一些廠家也不提供真實參數(shù)，再向水泥廠家提出退貨不再使用時，對方也想解決，但又不知問題出在哪，當(dāng)廠家拿出真實化學(xué)成分配料單，查其原因是水泥硫堿比低，不在合理的范圍內(nèi)。攪拌站和水泥廠家交涉硫堿比不合理時水泥廠家都說不懂混凝土中什么是硫堿比。所謂“硫堿比”也稱塑化度，水泥中可溶性的堿含量增大，外加劑與水泥的適應(yīng)性變差，塑化效果降低，混凝土坍落度經(jīng)時損失增大，合理的塑化度應(yīng)在 2.5～3.5 之間為宜。與多家水泥廠技術(shù)人員談塑化度問題時，都推說不懂混凝土的要求，但此問題卻是影響混凝土和易性、流動性的關(guān)鍵所在。攪拌站技術(shù)人員目前只能找外加劑廠，在減水劑中提高硫的摻量，與水泥中的堿匹配，滿足混凝土中塑化度的合理范圍。因水泥廠家不提供真實的化學(xué)成分配料單，水泥與外加劑適應(yīng)性差，是本市及國內(nèi)混凝土行業(yè)的一個普遍問題，本市及國內(nèi)建筑行業(yè)監(jiān)管部門對此應(yīng)該重視并予以解決。

2　粉煤灰質(zhì)量

目前天津市粉煤灰市場質(zhì)量參差不齊，一部分?jǐn)嚢枵臼褂芒蚣壏勖夯遥渌旧鲜褂迷瓲罨?，?xì)度多數(shù)不合格。細(xì)度篩余超過 25% 以上，一般在 30%～35% 之間，超過國家標(biāo)準(zhǔn)要求；需水量偏高、活性低，導(dǎo)致混凝土和易性不好；流動性差。一些攪拌站的技術(shù)人員為滿足泵送效果，只能大量使用礦粉，少用粉煤灰，但這會使混凝土收縮加大，對混凝土結(jié)構(gòu)后期耐久性不利。造成粉煤灰質(zhì)量不合格的原因有：一是電廠追求經(jīng)濟(jì)效益，降低了生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)；二是市場上供不應(yīng)求，燒煤的電廠越來越少。用不了幾年粉煤灰將逐漸退出歷史舞臺，新型代用摻合料等待著科技人員的研究與開發(fā)應(yīng)用。

3　礦粉質(zhì)量

目前天津市及國內(nèi)建筑市場礦粉質(zhì)量也屬于下滑趨勢，從活性指數(shù)的抗壓強(qiáng)度講，不如水泥質(zhì)量好但要強(qiáng)于粉煤灰質(zhì)量。近兩年，礦粉廠家也是單純追求經(jīng)濟(jì)利益，生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)達(dá)不到技術(shù)要求，主要質(zhì)量問題是反映在活性指數(shù)下降。一些礦粉廠家 7 天活性指數(shù)在 72%～75% 之間，28 天活性指數(shù)在 90%～95% 之間，活性偏低，不符合國家標(biāo)準(zhǔn) S95級要求。攪拌站技術(shù)人員左右不了市場環(huán)境，只能提高水泥用量配制混凝土，以提高其強(qiáng)度，但這樣不經(jīng)濟(jì)環(huán)保，違反了高性能綠色混凝土的應(yīng)用原則。因此，對不合格的礦粉廠家應(yīng)該由市場監(jiān)管部門加大力度定期抽檢，讓那些不合格的礦粉廠家不能在市場上流通銷售。

4　天然砂石料來源及質(zhì)量

目前華北地區(qū)建筑市場天然砂緊缺。天然河砂細(xì)度模數(shù)在 2.5～2.8 之間，質(zhì)量好，一般重點工程或高強(qiáng)混凝土使用。但量少價格高，大多數(shù)民營企業(yè)攪拌站用的不多。按照環(huán)保要求，河北省一些天然砂場將禁止開采，純河砂將逐步退出建筑市場。

兩河水砂（河水與海水交界處）：主要產(chǎn)地為綏中，細(xì)度模數(shù)在 2.4～2.8 之間，顆粒圓滑堅硬，但市場上均沒有用自來水凈化，氯離子超標(biāo)準(zhǔn)。

海砂：在華北地區(qū)主要產(chǎn)地為營口，細(xì)度模數(shù)在 1.9 左右，為細(xì)砂，貝殼多，單一使用不符合中砂要求，一般使用單位多采用二級配，但使用單位對海砂均沒用自來水凈化，氯離子超標(biāo)，管理嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯挝欢嘤糜趬|層及道路。

因為我國目前砂石資源越來越匱乏，山體綠化禁止開采，潔凈的河砂越來越少?，F(xiàn)有的河砂價格昂貴，高強(qiáng)混凝土使用都難保證，沿海城市建設(shè)高速發(fā)展，大量的海砂通過港口進(jìn)入沿海城市。海砂潔凈、含泥量低、顆粒圓滑、質(zhì)地堅硬，細(xì)度模數(shù)在 1.9 左右；缺點是貝殼多、氯離子含量高。因我國是發(fā)展中國家，基礎(chǔ)設(shè)施差、水資源缺乏，目前還沒有聽說哪個省市有海砂的凈化池。海砂使用時不凈化直接用于商品混凝土結(jié)構(gòu)（地鐵市政工程除外），這將給國家?guī)聿豢晒懒康膿p失。海砂中含有氯離子、硫酸根離子，隨著混凝土結(jié)構(gòu)使用年限的推移，結(jié)構(gòu)表層碳化加大，混凝土出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，空氣中的二氧化碳?xì)怏w及潮濕水分會侵入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，海砂中的氯離子將會銹蝕鋼筋，混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限將會大大縮短。關(guān)于工程結(jié)構(gòu)使用年限為 50 年至 100年，只是書本上的空談，目前國內(nèi)道路、橋梁、公共設(shè)施，僅 20 年就進(jìn)入大修，已經(jīng)成為現(xiàn)實。此問題應(yīng)如何引起政府監(jiān)管部門的重視，砂資源的匱乏如何由政府出臺政策調(diào)配，海砂的使用如何節(jié)水淡化，在“百年大計，質(zhì)量第一”的前提下，是每一個工程管理人員都不能回避的現(xiàn)實。

由于以上原因，本市提倡綠色環(huán)保、廢料利用，提倡對機(jī)制砂多加利用。

（1）尾礦廢渣。目前天津市場尾礦砂（碎屑），多產(chǎn)于河北省灤縣、昌黎、遷安一帶，黑褐色碎屑，細(xì)度模數(shù)在1.9左右，屬于細(xì)砂。若單一用于混凝土中會使混凝土拌合物發(fā)粘、水泥用量偏高，多用于辦理免稅的商品混凝土企業(yè)，做為選礦碎屑廢料，多數(shù)企業(yè)采用二級配用于工程建設(shè)還是理想的材料，符合環(huán)保綠色混凝土要求，推薦使用。目前在天津建筑市場推行綠色、環(huán)保、廢料利用，因尾礦（碎屑）不含氯，大多數(shù)商混企業(yè)均在細(xì)骨料二級配中摻用尾礦（碎屑）使用，節(jié)省了大量資源。

（2）另一種機(jī)制砂從材料上分為兩種，由卵石、碎石破碎的機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)在 2.4 左右，抗壓強(qiáng)度值好，可代替部分河砂使用；由片麻巖破碎的機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)在 3.0 左右，此砂含泥（粉）高、壓碎值大（一般在 15%～30%之間），使混凝土抗壓強(qiáng)度低，因此不適用于高等級混凝土。由片麻巖破碎的機(jī)制砂也稱風(fēng)化砂，含泥（粉）量太高，吸附外加劑，使混凝土流動性差，結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)裂縫，多用于低等級混凝土（墊層）。作為干粉砂漿企業(yè)，此機(jī)制砂不適于抹灰砂漿，因砂粒風(fēng)化，石粉含量高，當(dāng)作墻體抹灰易出現(xiàn)空鼓、開裂現(xiàn)象，盡可能不用。

（3）粗骨料碎石，目前天津市場碎石主要來源為玉田、三河、豐潤和遵化。遵化碎石質(zhì)量差一些，強(qiáng)度值偏低，壓碎值偏高（在 8% 左右），多用于低等級混凝土；玉田碎石質(zhì)量好一些。相對于遵化產(chǎn)砂石強(qiáng)度值高些，石子壓碎值低（在 5% 左右），一般高等級混凝土多選用玉田碎石。

（4）選礦廢石為黑褐色顆粒，選用廢石代替粗骨料，其堆積密度、緊密密度、表觀密度均比碎石重，質(zhì)地堅硬、抗壓強(qiáng)度高，為環(huán)保節(jié)約能源，是骨料理想的代用材料。目前天津市辦理免稅的商混企業(yè)，均選用此廢石替代粗骨料。實際配料使用時，因其表觀密度重，多用于平面結(jié)構(gòu)，用于垂直結(jié)構(gòu)時（因廢石表觀密度重）一般是與碎石混合作二級配，是理想的綠色混凝土環(huán)保代用材料。

5　外加劑

目前國內(nèi)及天津市的使用基本就是兩種：一種是萘系高效減水劑，一種是聚羧酸高性能減水劑。萘系高效減水劑與砂石材料適應(yīng)性好、質(zhì)量穩(wěn)定，缺點是不環(huán)保，生產(chǎn)時造成大氣污染，逐步被社會淘汰，目前在天津市使用的萘系減水劑已是少數(shù)單位。天津市大多數(shù)攪拌站均改成了綠色環(huán)保的高性能減水劑，已被社會公認(rèn)其各項性能均優(yōu)于萘系。缺點是與砂石材料的適應(yīng)性差，前面已提到，目前國內(nèi)砂石材料匱乏，市場上的砂石材料含泥、含石粉高，使用聚羧酸外加劑極為敏感，經(jīng)常會導(dǎo)致混凝土擴(kuò)展度差、流動性差，當(dāng)提高外加劑摻量，如砂石材料含泥、含粉變化，又會出現(xiàn)坍落度變化，混凝土離析。這已成為工程技術(shù)人員極為關(guān)注的問題。目前國內(nèi)砂、石材料的劣化，在發(fā)達(dá)國家很好解決的問題，在我國卻成為困擾工程質(zhì)量的現(xiàn)實。原因是大多數(shù)砂石廠均為小作坊模式，生產(chǎn)設(shè)備落后，管理粗放，砂石廠管理者多為農(nóng)民企業(yè)家，不懂技術(shù)質(zhì)量，追求的是經(jīng)濟(jì)效益，不論石子質(zhì)量如何，含泥、含粉量多高，不愁賣不出去，這樣的市場背景和四個現(xiàn)代化發(fā)展是大相徑庭的，如何開發(fā)利用國內(nèi)資源，做到物盡其用，更換生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)出合格的原材料及產(chǎn)品，是各省市建筑行業(yè)監(jiān)管部門的一項艱巨工作。

借國家“十三五”規(guī)劃調(diào)整，談?wù)撘陨蠁栴}，希望我國工程技術(shù)人員共同為工程建筑材料的優(yōu)化做出貢獻(xiàn)。

6　結(jié)語

膠結(jié)材與外加劑是混凝土組成材料的主要部分，其質(zhì)量好壞不僅關(guān)系到混凝土施工性能的優(yōu)劣，并對混凝土的后期強(qiáng)度及耐久性產(chǎn)生主要影響，因此水泥與外加劑的適應(yīng)性是兩個廠家共同面對的問題。

粗細(xì)骨料在混凝土體積中用量最大，面對天然粗細(xì)骨料的匱乏，質(zhì)量的劣化和不穩(wěn)定，應(yīng)大力開發(fā)選礦碎屑、選礦廢石、再生骨料等代用材料，合理優(yōu)化配制，做到綠色環(huán)保。

［通訊地址］天津市金匯鑫混凝土有限公司（300480）

李文成，男，教授級高工，中國商品混凝土專家委員會委員。