淺談混凝土原材料的檢測和控制

      混凝土是由水、水泥、摻合料、外加劑、砂、石等六大原料組成的。新拌混凝土的工作性能，硬化混凝土的強度、耐久性能很大程度上取決于原材料質(zhì)量。同時因原材料質(zhì)量變化如粉煤灰細度、需水量比變化、外加劑減水率變化、混凝土的配合比也要作相應調(diào)整，并沒有通用的固定的配合比。因此原材料的檢測是試驗室的日常工作，是確定配合比的依據(jù)，是生產(chǎn)控制的依據(jù)。

      對于原材料的檢測，國家有相應的標準規(guī)范，試驗室必須及時掌握標準的修訂情況，同時注意到原材料某個項目可能在不同標準中有不同的檢驗方法，如GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，GB/T18736-2002《高強高性能混凝土用礦物外加劑》兩個標準都有粉煤灰需水量比試驗方法，GB/T1596-2005的方法較為煩瑣。有時使用者需對原材料進行快速檢測以控制生產(chǎn)，或比較幾個產(chǎn)品間優(yōu)劣，需要有可行的檢驗方法，采取的方法未必是國家標準。

1．  生產(chǎn)混凝土用水一般使用潔凈的地下水或自來水，應注意其有害離子（氯離子，硫酸根離子）不能超標。

2．  石子的粒形和級配對混凝土的和易性影響較大。初次使用某個石場的石子應測定其壓碎值，壓碎值大的石子不能用于生產(chǎn)高標號混凝土。針片狀多，級配不好的石子空隙率大，導致混凝土可泵性差，需要較多黃砂和水泥填充，經(jīng)濟性差，應避免使用。采用同一石場的石子，平時應重點檢測其級配，注意針片狀含量。

3．  黃砂應盡量使用II區(qū)中砂，目測其中有無泥塊，及泥塊的多少。一般泥塊多的黃砂含泥量也大，若使用則會影響混凝土的強度和耐久性，含泥量多的濕砂用手搓，手上會有較多泥粉。使用粗砂和細砂應調(diào)整砂率和粉煤灰摻量，平時重點檢測黃砂級配。

4．  混凝土的強度是由水泥和水反應形成的水化產(chǎn)物，及活性摻合料的二次水化產(chǎn)物而逐步發(fā)展而成。水泥強度的高低直接影響混凝土強度的高低。據(jù)水灰比公式C/W=fco/(fce*0.46)+0.07,可知水灰比一定時混凝土強度fco與水泥強度fce成正比。例原設計混凝土強度34.5Mpa(C30等級)，采用P.042.5級水泥拌制,水泥強度48Mpa,可知灰水比C/W=1.63，若因管理不善，誤用P.032.5級水泥，水泥強度38Mpa，水灰比不變混凝土強度為27.3Mpa，混凝土強度不合格。一般P.042.5級水泥強度在45Mpa至52Mpa之間波動，混凝土強度波動在設計強度等級范圍內(nèi)。可見預知水泥強度等級可有效控制混凝土質(zhì)量。由于水泥強度要到28d才知道，這就要求試驗室按批復試水泥強度，還要通過大量試驗數(shù)據(jù)積累，建立早期(1d,3d)強度與28d強度的關系式，就能避免使用不合格水泥。據(jù)筆者經(jīng)驗P.032.5級水泥3d強度小于20Mpa,P.042.5級水泥3d強度25Mpa左右，由此可大致判斷水泥強度等級，另外在檢測水泥強度前，先測量水泥膠砂流動度，可初步判斷水泥需水量多少。

5．  粉煤灰摻入混凝土中可顯著改善混凝土的和易性和流動性，大量用于制備大體積混凝土，泵送混凝土。值得一提的是，不同廠家，不同細度的粉煤灰因煤種不同，生產(chǎn)工藝不同，導致粉煤灰需水量不一樣，不同廠家的粉煤灰檢測以需水量比指標為標準。同一廠家的粉煤灰一般細度越大需水量比越大，可以以細度指標為標準。細度小，活性大，需水量小的粉煤灰摻入混凝土中可節(jié)約水泥，節(jié)約外加劑用量，而需水量大的粉煤灰會向混凝土中引入大量無用的水，造成水灰比過大強度下降，若使用則要增加外加劑用量，往往得不償失。有條件的攪拌站應每車取樣檢測細度，掌握粉煤灰質(zhì)量波動情況，對因粉煤灰細度變化引起混凝土坍落度、強度變化應足夠重視。粉煤灰需水量比檢測方法建議采用GB/T18736-2002標準采用的方法，采用GB/T1767-1999規(guī)定的膠砂測定對比膠砂的流動度，測定試驗膠砂在達到對比膠砂流動度時用水量。也可測定試驗膠砂在用水225ml時流動度，流動度大的粉煤灰需水量小，反之粉煤礦灰需水量大。GB/T1596-2005的方法測定粉煤灰需水量比有3個不便，一是標準砂采用GB/T17671-1999規(guī)定的0.5mm-1.0mm的中級砂，需要對GB/T17671-1999標準砂進行篩分，較為煩瑣且因稱量誤差，篩子誤差導致檢測不準，二是對比膠砂在用水125ml時，其流動度未必在130-140mm范圍之間，對比膠砂用水可能要多次調(diào)整，三是試驗膠砂流動度達到130-140范圍之間用水也要多次調(diào)整，可見GB/T1596-2005的方法達不到準確快速檢驗的目的。

6．  混凝土的許多性能由外加劑來調(diào)節(jié)，水泥的需水量與初凝時間相比外加劑減水率與緩凝時間對混凝土性能的影響小得多。減水率差的外加劑用于混凝土，為使坍落度不變，需增加用水量或調(diào)整外加劑摻量。測量外加劑凈漿流動度一般能反映外加劑減水率高低，但有時會引起誤判，陳化時間較長的水泥，其正電性較小，適應性較好，初始凈漿流動度較大，1h凈漿流動損失很小，筆者多次做過試驗，用同樣批次的外加劑測量新鮮水泥的凈漿流動度為163mm，1h后流動度為68mm，該水泥陳化21d再測凈漿流動度達240mm，差距很大。所以檢測外加劑用水泥應為新鮮并冷卻至室溫的水泥，總之檢測外加劑注意水泥的時效性，比較準確的是拌制混凝土，但較費時，我們一般檢測外加劑砂漿減水率。測定一定摻量外加劑膠砂達到基準膠砂流動度時用水量。

   試驗室必須準確快捷地檢測原材料質(zhì)量，將隱患處理在苗頭之中，及時調(diào)整配合比以穩(wěn)定生產(chǎn)。水泥的1d、3d強度，粉煤灰細度，外加劑凈漿流動的檢測可作為快速控制原材料的方法。

  下面以凈漿流動度試驗檢驗水泥、粉煤灰、外加劑之間相互適應性。試驗方法：GB50119-2003附錄A外加劑對水泥適應性檢測方法，W/C=0.29,P.042.5級水泥和P.032.5級水泥為華新水泥，外加劑為TH-Y1，粉煤礦灰來自兩個廠家。以下是試驗結果分析。

1．  據(jù)試驗號0304、0305、0310、0311、0313、0319、0320、0323，對該外加劑適應性P.042.5級水泥優(yōu)于P.032.5級水泥，使用不同水泥的混凝土要達到同等坍落度外加劑摻量并不相同。

2．  據(jù)試驗號0301、0302、0303、0304、0306、0307、0308、0316、0317，P.042.5水泥中摻入不同細度粉煤灰，膠凝材料對外加劑適應性明顯惡化，提高外加劑摻量適應性改善，且因外加劑批號不同改善程度不同（試驗號0308、0322）粉煤灰細度越粗，膠凝材料適應性越差。

3．  據(jù)試驗號0303、0304、0308、0309、0312、0314、0315、0318、0321、0322、0323，不同電廠粉煤灰因煤種與工藝不同，相同細度的粉煤灰摻入水泥中，膠凝材料對外加劑適應性并不相同，因此筆者認為檢驗粉煤灰品質(zhì)不能僅以細度為指標，而應以細度和摻粉煤灰的水泥的凈漿流動度雙因素為指標。劣質(zhì)粉煤灰摻量減少后，膠凝材料適應性改善，而優(yōu)質(zhì)粉煤灰摻量大膠凝材料適應性稍降低。外加劑摻量提高后，膠凝材料適應性明顯改善。

4．  據(jù)試驗號0313、0319、0320、0323，陳化時間長的P.042.5級水泥對外加劑適應好，但摻量再提高，凈漿流動度增加不大，較新鮮水泥外加劑摻量提高，適應性明顯改善。

        總之細度大的粉煤灰對混凝土性能有負作用，粉煤灰品質(zhì)不能僅以細度為指標，外加劑對膠凝材料有一個最佳摻量，對不同品種水泥、不同膠凝材料體系摻量不同，水泥混合材摻量大對外加劑適應性變壞。需要指出的是，凈漿試驗方便快捷，但凈漿試驗結果與膠砂試驗、混凝土試驗相比因膠凝材料用量及內(nèi)部比例，骨料用量及內(nèi)部比例影響，指標有放大或縮小趨勢，最終結果應以一定配比混凝土試驗為準。