關于如何通過優(yōu)化摻合料摻量降低原材料成本的探討

汪宗奎，趙文亮，王保生，余龍宵

（焦作億建混凝土有限公司，河南 焦作 454000）

關于如何通過優(yōu)化摻合料摻量降低原材料成本的探討

汪宗奎，趙文亮，王保生，余龍宵

（焦作億建混凝土有限公司，河南 焦作 454000）

本文主要講述采用對比試驗的方法，通過對摻合料的摻量調整，用“強度經(jīng)濟比”這個指標尋找最合理的摻合料摻量，從而達到保證混凝土的和易性和降低原材料成本的目的。

強度經(jīng)濟比；摻合料；最優(yōu)摻量

1 概述

近年來，隨著國家對建筑市場的監(jiān)管力度加大，對混凝土的性能要求逐步提高。同時房地產行業(yè)的持續(xù)低迷，導致了混凝土行業(yè)出現(xiàn)了嚴重的產能過剩，同時混凝土行業(yè)的市場混亂、價格競爭及墊資行為，導致多數(shù)企業(yè)面臨著舉步維艱的尷尬局面。

在這種大背景下，混凝土企業(yè)只有延長產業(yè)鏈、提高精細化管理和降低原材料成本這些方法才能度過“寒冬”等待“春天”的到來?；炷恋纳a成本大致可以分為三大部分：原材料成本、運輸成本、生產管理和銷售成本。這三部分成本中原材料成本占據(jù)了絕大部分，占到總成本的70%～80%。所以找到合適的材料用量對混凝土成本控制十分重要。

本文采用對比試驗的方法，通過對摻合料的摻量調整，用“強度經(jīng)濟比”這個指標的對比，尋找最合理的摻合料摻量。

2 試驗方法適用的范圍、注意事項和設計說明

這種方法主要用于預拌混凝土企業(yè)生產的預拌普通泵送混凝土的配合比設計，并且要符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規(guī)程》的規(guī)定，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。本方法對比的前提是在混凝土的配合比設計時，注重強度經(jīng)濟比和膠凝材料需水量比這兩個參數(shù)，并且必須要在混凝土拌合物性能滿足使用要求的情況下，再進行強度經(jīng)濟比的對比選擇。

3 原材料和試驗方法

3.1 原材料

水泥：中晶 P·O42.5 水泥，比表面積 374m2/kg，28 天抗壓強度 49.8MPa。

礦粉：丹陽 S95 級礦渣粉，比表面積 420m2/kg，28 天抗壓強度比 103%。

粉煤灰：沁北電廠的 Ⅱ 級粉煤灰，細度 19.8%，需水比103%。

3.2 試驗方法

（1）按照 GB/T 17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO 法）》；

（2）按照 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規(guī)程》進行設計。

試驗內容見表 1。

4 試驗結果與討論

本文通過對礦粉和粉煤灰摻量的調整，在確保標準稠度用水量基本一致的條件下，設計了 15 組試驗。通過表1可以清楚地看到每個摻量的強度和成本。并且通過總結可以看出強度和成本并不是成線性關系的，也就是說并不是強度越高的就成本越高。本文引入了一個“強度經(jīng)濟比”概念，所謂“強度經(jīng)濟比”是用膠砂強度除以膠凝材料總成本得到的數(shù)值。強度經(jīng)濟比越大，就說明這個膠凝材料的經(jīng)濟性就越好，越節(jié)約成本。

選取表1中強度經(jīng)濟比前幾位的混凝土配合比配制混凝土，并檢驗它們的性能，結果見表 2。由表2可以看到，第14 個試驗強度經(jīng)濟比最大，為 0.56，第 1 個試驗的強度經(jīng)濟比最小，為 0.46，而試驗 14 比試驗 1 的膠砂強度只低了1MPa。假如 1 方混凝土設計的膠凝材料用量是 450kg，那么如果采用試驗 14 的摻量方案就比試驗 1 的方案單方節(jié)約成本20.7 元。

試驗 8 和試驗 15 是大多數(shù)企業(yè)最常用的配合比，兩個配比的膠砂強度分別為 50.6MPa 和 50.7MPa 強度，膠凝材料的需水量比也基本相同。所以選用這兩配合比設計 C30 配合比。當 C30 的膠凝材料總量用到 380kg 時，試驗 8 的水泥用量為 266kg（380×0.7）、礦粉用量為 76kg（380×0.2）、粉煤灰用量為 38kg（380×0.1），那么膠凝材料總成本是 81.51元（266×0.24+76×0.19+38×0.085）。試驗 15 的水泥用量為 190kg（380×0.5）、礦粉用量為 152kg（380×0.4）、粉煤灰用量為 38kg（380×0.1），那么膠凝材料總成本是 77.71元（190×0.24+152×0.19+38×0.085）。這兩種摻量的配比膠砂強度基本相同，但每方成本相差 3.8 元。如果是一家年產50 萬方的混凝土企業(yè)，那么每年大約可以節(jié)約 190 萬元。所以采用強度經(jīng)濟比來做對比的試驗法對于節(jié)約成本是十分重要的。

5 總結

表1　試驗配合比及檢測數(shù)據(jù)

表2　強度經(jīng)濟比前幾位混凝土配合比及性能

商品混凝土企業(yè)在長期采購原材料過程中，水泥、礦粉、粉煤灰的質量和價格在不斷發(fā)生變化。隨著膠凝材料的質量變化，各種材料也應該調整到最合理的摻量，這樣才能產生最優(yōu)的強度及最優(yōu)的價格優(yōu)勢。所以采用表1這種膠砂強度對比的方法是十分合理的也是十分必要的。而且通過這種對比試驗，比直接設計混凝土配合比要減少大量的工作強度。所以首先進行膠砂強度對比試驗選擇 3～5 個合理的膠凝材料摻量，再對這 3～5 個比較合理的膠凝材料摻量進行混凝土配合比試驗進行對比和驗證。最后依據(jù)工程實際情況選擇最合理配合比，從而達到在保證混凝土質量的同時降低混凝土成本的目的。

[1] 王迎春，蘇英，周世華．水泥混合材料和混凝土摻合料[M]．北京化學工業(yè)出版社，2011．

[2] GB/T 51003—2014．礦物摻合料應用技術規(guī)范[S]．

[3] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比設計規(guī)程[S]．

［通訊地址］河南省焦作市豐收路與文昌路交叉口焦作億建建材有限公司（454000）

汪宗奎，焦作億建建材有限公司，試驗室主任。