淺談預(yù)拌混凝土需要什么樣的水泥

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)蒙古一機集團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)集團永固商混凝土有限公司，內(nèi)蒙古 烏海 016040）

博文天地

淺談預(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)蒙古一機集團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)對混凝土性能的影響，并對目前我國水泥生產(chǎn)供應(yīng)的質(zhì)量現(xiàn)狀作了淺述，最后對預(yù)拌混凝土需要什么樣的水泥提出了個人粗淺的認(rèn)識，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度，由于近幾年我國發(fā)展預(yù)拌混凝土的進(jìn)度較快，遍布于全國大部分城鄉(xiāng)的建筑工程，對預(yù)拌混凝土和現(xiàn)澆混凝土對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？筆者在文中提出個人的一點粗淺認(rèn)識。

1 水泥品質(zhì)對混凝土性能的影響

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，形成一個整體混凝土，所以，水泥是混凝土各項性能產(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，對混凝土各齡期的強度影響不同，C3A 反應(yīng)速度最快，對混凝土早期強度影響最大；C4AF 次之；C3S 水化速度較快，對混凝土28d 強度影響大；C2S 水化速度最慢，是混凝土后期強度增長的主要來源。

（1）C3A 水化速度最快，對混凝土初、終凝時間有較大的影響，其含量高時，初、終凝時間縮短，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，混凝土凝結(jié)時間延長，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 強度主要影響因素，含量高時，凝固較快，可提前拆模，但可導(dǎo)致水化熱增大，溫度上升過快，造成混凝土收縮裂縫出現(xiàn)機率增加等等。

（3）C2S 水化速度最慢，含量高時，混凝土 28d 強度低，90d 強度高。對混凝土裂縫的自愈能力大。過高的含量，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，對混凝土凝結(jié)時間的影響較小，其收縮性小、抗磨性好，用于道路、機場跑道等具有抗磨要求的混凝土為益，含量高時對提高混凝土抗折強度有利。

水泥的初、終凝時間短對混凝土早期強度提高有利，但易產(chǎn)生假凝或混凝土裂縫的可能性加大，如過長的凝結(jié)時間，混凝土早期強度降低，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)時間，應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)類型、部位、強度等級、運輸距離等等綜合考慮，制訂出最佳的水泥凝結(jié)時間。

水泥中的堿含量要嚴(yán)格限制，其堿含量大時，可使混凝土收縮、干縮裂縫等加大，產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)機率加大，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)工藝對混凝土質(zhì)量的影響

（1）水泥熟料在粉磨時，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)生的機率加大。

（2）在水泥熟料粉磨時，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，如果加入過多的混合材料，會使混凝土早期強度降低、混凝土收縮加大、干縮加快等等。

（4）水泥細(xì)度是提高水泥強度的主要手段之一，水泥粉磨細(xì)度越細(xì)，其水泥強度會越高，所以，200 年來的水泥發(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)拌混凝土對水泥的特殊要求，以確保混凝土結(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、高 C3S 和高 C3A 的含量。水泥的品質(zhì)對混凝土性能的影響是最為關(guān)鍵的，首先改變水泥強度是唯一的傳統(tǒng)觀念，確保混凝土的生產(chǎn)和施工性能進(jìn)而確?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性比強度更為重要?；炷镣饧觿┖蛽胶狭鲜褂眉夹g(shù)的發(fā)展改變了對水泥強度和混凝土強度關(guān)系的認(rèn)識。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)，水泥顆粒級配不太合理，應(yīng)和混凝土中細(xì)骨料顆粒粒級75～80μm 相一致，水泥自身顆粒應(yīng)有合理的級配，以利自身的密實性，宜在 0～80μm，所以水泥熟料粉磨時不但要控制細(xì)度（比表面積），還要合理控制水泥顆粒級配和顆粒形狀。

（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，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)針對某一個具體工程專用水泥，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)險加大等等。

評價水泥質(zhì)量優(yōu)劣，不應(yīng)是水泥自身，而在于它對混凝土各項性能的影響，特別是對混凝土生產(chǎn)、施工性能及對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，要想正確回答這個看似簡單的問題，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，應(yīng)主動告知用戶注意事項，以便使用單位采取相應(yīng)的防范和應(yīng)對措施。

（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)性問題；在水泥和混凝土其他材料間的適應(yīng)性問題上，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，及時解決所出現(xiàn)的有關(guān)問題。提供用戶和工程結(jié)構(gòu)要求的水泥產(chǎn)品，如高強混凝土和有抗凍、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）水泥的各項技術(shù)指標(biāo)除必須滿足國標(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、各齡期強度、凝結(jié)時間、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量等等不能有太大的波動，特別是水泥強度不能大起大落，早期強度應(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。

（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（014030）

王玉瑛（1942,6—），男，河北定興人，高級工程師，內(nèi)蒙古科技創(chuàng)新示范項目專家，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。