混凝土常用膠凝材料目前存在的問題

（滄州市金巖建材集團有限公司，河北 滄州 061000）

0 引言

近幾年環(huán)保力度加大，各種膠凝材料價格飛漲，很多不良企業(yè)的產(chǎn)品開始“偷工減料”，加大了混凝土質(zhì)量控制的風(fēng)險。膠凝材料在混凝土中起到膠結(jié)和產(chǎn)生強度的作用，還有增加混凝土流動性和填充的作用，所以膠凝材料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到混凝土的產(chǎn)品質(zhì)量。使用不合格的水泥、礦粉和粉煤灰可能會造成嚴重的混凝土質(zhì)量事故，在混凝土的質(zhì)量控制中必須嚴格把控膠凝材料進場質(zhì)量，若混凝土在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)異常，更要及時分析產(chǎn)生的原因并及時處理，避免不合格的混凝土出廠和澆筑到施工部位。下面對水泥、礦粉和粉煤灰目前存在的問題和控制措施進行分析。

1 水泥應(yīng)用中存在的問題

（1）比表面積過大

攪拌站使用的水泥基本上都是 P·O42.5 水泥，近年來水泥廠主要看中的是水泥的強度，為了提高水泥的強度增加了水泥的比表面積，把水泥磨得更細，國家標(biāo)準(zhǔn)要求水泥比表面積大于 300m2/kg，實際上大多數(shù)水泥比表面積都超過了 350m2/kg，甚至有的水泥的比表面積都超過了 370m2/kg。使用比表面積大的水泥，水泥的強度是提高了，但是會造成水泥的需水量增加、混凝土的收縮增加，增大了混凝土開裂的幾率，降低了混凝土的耐久性，同時混凝土的早期強度增加，水化熱增加，容易產(chǎn)生溫度裂縫。

（2）混合材超摻

國家規(guī)定普通硅酸鹽水泥中水泥熟料加石膏的量不少于 80%，混合材的摻量不超過 20%，一般石膏摻量占水泥質(zhì)量的 5% 左右，所以熟料用量應(yīng)不少于 75%，但是據(jù)筆者了解到國內(nèi)大多數(shù)水泥廠家的熟料只有68%，甚至更低，水泥中摻入大量的磨細礦粉，水泥的強度不會下降，甚至 28 天強度還會提高，但是在混凝土的生產(chǎn)中再大量摻入礦粉和粉煤灰后會造成混凝土強度增長緩慢，甚至出現(xiàn)起粉、起砂現(xiàn)象。

（3）水泥添加劑影響

為了有助于水泥的粉磨，增加粉磨效率和降低能耗，現(xiàn)在所有的水泥企業(yè)全部在粉磨水泥時添加助磨劑。助磨劑的成分主要分為醇胺類、醇類、工業(yè)鹽和木質(zhì)素類，現(xiàn)在最常用的水泥助磨劑就是三乙醇胺，但是好多水泥廠的助磨劑都是復(fù)合的助磨劑，除三乙醇胺外還摻有工業(yè)鹽（NaCl、Na2SO4）、片堿（NaOH）等激發(fā)劑，堿、氯等有害成分增加，使水泥的需水量增加，水泥與外加劑的適應(yīng)性差，混凝土的坍落度損失大，一些助磨劑還會造成混凝土中的氣泡增加，影響混凝土的表面質(zhì)量和強度。水泥中除了助磨劑之外，有的水泥廠為了降低成本，少摻熟料多摻混合材還向水泥中加入早強劑、增強劑和堿激發(fā)劑等，也會對混凝土產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致與外加劑相容性差等問題，造成混凝土早期強度增加，后期強度增長緩慢甚至倒縮。

（4）水泥的出磨溫度過高

水泥廠生產(chǎn)旺季時，水泥來不及陳化就都被運輸至各混凝土企業(yè)，造成攪拌站進場的水泥溫度較高。我們控制進場水泥溫度小于 60℃，但經(jīng)常會出現(xiàn)水泥溫度高于 60℃，甚至在 70℃ 以上，使用這種水泥會造成混凝土外加劑摻量提高，混凝土坍落度損失加大，從而收縮加大，尤其是到了氣溫高的夏天，砂石料的溫度也高，對混凝土的影響更大。

2 礦粉應(yīng)用中存在的問題

（1）礦粉活性不夠

由于環(huán)保影響，鋼鐵行業(yè)的減產(chǎn)限產(chǎn)，造成水淬礦渣的量減少，礦粉的價格也越來越高，礦粉廠水淬礦渣來源就不充足、不穩(wěn)定，摻了部分活性低的礦渣粉磨，造成礦粉的活性變低；還有的礦粉廠家為了降低成本，在粉磨礦粉時摻石粉和粉煤灰一起粉磨，造成礦粉的活性降低。

（2）礦粉添加劑影響

現(xiàn)在有的礦粉試驗的活性合格，但是在混凝土中與外加劑的適應(yīng)性變差，真正的水淬礦渣磨出來的礦粉磨出來是白色的，這種礦粉的顏色發(fā)灰或者發(fā)紅，做礦粉試塊成型時漂浮著黑色物質(zhì)，是因為在礦粉粉磨的過程中摻了粉煤灰和石粉，為了增加礦粉的“活性”在粉磨的時候摻加了堿激發(fā)劑和氯鹽早強劑，造成混凝土的和易性差，28 天活性雖然合格，但 28 天以后活性可能倒縮。

（3）摻假礦粉

有的礦粉廠商為了提高效益，在罐車上部裝質(zhì)量合格的礦粉，底部用不合格的 S75 級礦粉或者摻有大量粉煤灰和石粉的劣質(zhì)礦粉，這種礦粉的均勻性非常差，活性嚴重不足，需水量增加，容易產(chǎn)生質(zhì)量事故。

3 粉煤灰應(yīng)用中存在的問題

（1）“蓋帽”粉煤灰和摻假粉煤灰

真正電廠除塵的Ⅰ級粉煤灰和Ⅱ級粉煤灰越來越少，原來幾十元一噸的粉煤灰價格上漲到近 200 元一噸，而且攪拌站大多用的粉煤灰都不是直接從電廠購進，很多是從粉煤灰代理商也就是供應(yīng)商購進，造成了粉煤灰從源頭的質(zhì)量不可控，供貨商為了賺取更大利潤不擇手段，經(jīng)常在罐車頂部裝部分合格Ⅰ級粉煤灰進行“蓋帽”，底部摻 Ⅲ 級粉煤灰或者原狀灰、磨細粉煤灰等不合格的粉煤灰；還有的將原狀粉煤灰或爐渣磨細后當(dāng)Ⅰ級灰賣，造成混凝土的需水量大幅提高，坍落度損失巨大，同時摻假粉煤灰活性基本都低于 60%，嚴重影響混凝土質(zhì)量。

（2）脫硫灰和脫硝灰

電廠為了滿足環(huán)保排放要求，對粉煤灰都會進行脫硫和脫硝處理，由于脫硫工藝的影響，有的粉煤灰在脫硫后粉煤灰中會留有 CaSO3、CaSO4，如果殘留量過多的話會延長水泥的凝結(jié)時間，造成混凝土緩凝。粉煤灰脫硝過程中粉煤灰中會存有 (NH4)2CO3，在混凝土中水泥水化產(chǎn)生熱量會使 (NH4)2CO3分解成 NH3、CO2和H2O，從而產(chǎn)生刺激性的氨氣，試驗表明少量氨氣的產(chǎn)生對混凝土的強度影響不大，但是如果氨氣量過大，使混凝土中的氣泡過多，會嚴重降低混凝土的強度甚至在頂板和路面的部位出現(xiàn)混凝土的鼓包現(xiàn)象，這都是由于混凝土含氣量過高無法排除造成。

（3）輕質(zhì)粉煤灰和浮黑灰

一般來說粉煤灰的密度越大，孔隙率越小，含碳量越小，質(zhì)量越好，現(xiàn)在有的粉煤灰細度和燒失量符合Ⅱ級粉煤灰的標(biāo)準(zhǔn)，但是密度小，只有普通粉煤灰的一半左右，堆積密度只有 600kg/m3（一般的粉煤灰堆積密度在 1000kg/m3以上），使用這種粉磨灰時一定要注意，尤其是做混凝土路面，由于粉煤灰太輕，混凝土易泌水或者振搗后極宜造成粉煤灰上浮，凝結(jié)表面起粉嚴重。

浮黑灰是因在煤燃燒過程中加入重油助燃，這些助燃劑沒有徹底燃燒就會在粉煤灰內(nèi)有殘留的油脂。試驗表明浮黑灰只要含量不大對混凝土的強度影響不大，主要是影響混凝土的表面質(zhì)量，使混凝土表面產(chǎn)生黑斑。本文對含量大的浮黑灰暫時沒有相關(guān)研究。

（4）粉煤灰需水量比的影響

筆者認為需水量比是粉煤灰對混凝土最重要的影響因素，燒失量再低、細度再小，需水量不合格也不行，需水量比小會減少混凝土中的用水量，粉煤灰真正起到“滾珠軸承”的潤滑作用，使混凝土的水膠比減小，從而提高了混凝土的強度和耐久性，但是國家標(biāo)準(zhǔn)對需水量比規(guī)定的范圍過于寬泛，Ⅱ 級粉煤灰需水量比的標(biāo)準(zhǔn)是≤105%，現(xiàn)在大多數(shù)攪拌站使用的都是Ⅱ級粉煤灰，需水量比 98% 和需水量比 103% 的粉煤灰都屬于Ⅱ級粉煤灰，但是在混凝土中需水量比 103% 的粉煤灰會嚴重影響混凝土外加劑摻量，且混凝土的坍落度損失加大，流動性變差，所以即使是Ⅱ級粉煤灰也盡量把需水量比控制在 100% 以下。

4 控制措施

（1）選擇大型企業(yè)、有一定規(guī)模的水泥廠家和礦粉廠家，粉煤灰盡量直接從電廠采購，避免從中間商購進粉煤灰。

（2）合同中應(yīng)注明各項技術(shù)指標(biāo)，同時要求如果材料質(zhì)量不合格造成混凝土的損失由廠家承擔(dān)，若進場發(fā)現(xiàn)有摻假和“蓋帽”行為，進行 10 倍以上處罰，出現(xiàn)質(zhì)量問題要承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。

（3）加強進場檢測，水泥進場檢測溫度和水泥凈漿性能；礦粉進場首先觀察顏色和檢測比表面積；粉煤灰進場除檢測細度外，還要檢測粉煤灰堆積密度、簡易需水量（100g 粉煤灰加入 30g 水的流動性）和用 50 倍顯微鏡觀察粉煤灰顆粒形狀。礦粉和粉煤灰的進場應(yīng)用取樣器從多個罐口進行取樣，在打灰過程中還要在打灰口加裝二次取樣裝置進行二次取樣。

5 結(jié)語

由于砂石料的變化最直觀，所以我們平時較多關(guān)注的是砂石料變化對混凝土的影響。現(xiàn)在膠凝材料的變化也非常大，所以必須加大各膠凝材料進場檢測力度，當(dāng)混凝土狀態(tài)出現(xiàn)問題的時候應(yīng)用單因素變化進行混凝土試驗，分析是哪種材料變化對混凝土的影響，并及時作出處理，減少和避免膠凝材料不合格對混凝土質(zhì)量帶來的安全隱患。