东莞市混凝土产业技术管理现状分析之五

　　广东省目前人工碎石生产方式仍然以小型采石场为主，大型现代化的采石场还很少。广州市２００２年以前有派安石场（外资）和嘉华石场（港资）为代表的现代大型采石场。它们最重要的特征是单机生产能力大，人工碎石年产量都在100万米3以上，另外还有40％左右的石粉可以加工成人工砂。所以实际上，单机生产能力都在140万米3以上。生产工艺线的主要特点是：

　　（a）采用大型破碎设备，（大型圆锥破碎机及中、细碎圆锥破碎机组成3级破碎）其  破   碎腔大，自破碎能力强，生产效率高，而且产品粒形比较良好和均匀。针片含量较少。（一般针＋片总量<10％）。

　　（b）采用高效率的和良好材质及性能的筛分设备和流水线生产，生产和分离效率都很高，产品粒度集中。有利于生产单粒级和优良粒形的，杂质含量较少的产品。

　　（c）矿山开采采用经过规划的台阶式（高差小）的缓坡作业方式操作和采用履带式车钻钻孔，毫秒雷管引爆开采技术。有利于矿山的水土保持、再绿化并减少粉尘、噪音污染，采石场环境容易控制。生产安全也可以保证。

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　　（d）产品经过出厂品质（粒度、级配、杂质含量等等）检验，质量有较多的保证。

　　这样的采石场有能力保证产品质量、安全生产、环境保护和资源的合理利用。由于大型化的集中开采，对环境的破坏可以减少到较少的程度。产品质量有保证，用户使用也可以放心。因此，是现代化混凝土工业的必备基础。但是，这种采石场一次投资大，折旧费用高，技术工种多，工资水平高，能耗也较高，在生产效率不够高时产品价格比较高，大约比工艺简单的采石场高5～10元/方，在人们还不认识两种产品的性能和综合成本的差别的情况下，被淹没在小型生产线的汪洋大海中，缺乏市场竞争能力。

　　珠三角周边至今星罗棋布着大量的小型采石场，他们成为人工碎石供应的主体。其主要特点是：

　　(a) 用小型的破碎设备（1200mm以下颚式破碎机和中小型圆锥破碎机），破碎效率低。由于破碎腔容量少和主要以挤压方式作业，自破碎能力弱，因此产品粒度难于均匀，基本粒形差，针片含量高（针片含量大于２０％）

　　(b)采用比较简单的、材质较差的筛分设备和筛分流水线作业，分离效率低，筛面破损率高，产品粒度分布范围宽，难以生产单粒级的，或优良粒形的，杂质含量少的产品。

　　(c)矿山开采采用高陡坡，机械钻或空气钻开孔及雷管炸药爆破作业，除了危险性大之外，对自然环境的破坏性更大，水土保持及绿化都很困难。采石场环境也难以控制。

　　(d)由于规模小，素质低，利益驱动，对产品的质量难以控制和检验，一般只能生产连续级配，质量波动范围较大的产品，不利于混凝土质量的提高。

　　这些采石场固定资产投资少，劳动力成本低廉，能耗和经营成本低，因此产品成本比较低，加上本地厂商的抢夺市场的优势。在目前人们对骨料的认识不够的情况下，这种采石场的产品完全占据了市场，对目前商品混凝土的质量的提高起了牵制的作用。

　　（２）人工碎石的基本粒形及针片含量对泵送混凝土质量影响

　　用人工把针片石从上述小型采石场的碎石样品（命名A石，这种碎石除基本粒形较差外，针状石含量4.7％，片状石含量13.8％）中挑选出来，（人工肉眼挑选的误差约为5％左右）。然后按5～45％的片状石和5～20％的针状石含量重新混入到挑选过针片石以后的碎石中，组成针片含量确定的碎石。另外，还把这些针片石混入到基本粒形较好的现代采石场的原产碎石中（命名为B石，针片总量为4.7％）。然后进行下述试验。

　　在C30泵送混凝土的配比（掺有粉煤灰23.6％和萘系高效减水剂，目标坍落度为20±2cm）和C50泵送混凝土配比下（粉煤灰用量占22％和萘系高效减水剂）条件下，测定片状骨料含量对坍落度和流动度的影响。

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　　（ａ）发现片状骨料含量的增加只会使C30泵送混凝土的初始坍落度轻微下降，但却使1小时以后及2小时以后的坍落度大幅下降，即大大增加坍落度的损失，见图１。对于流动度（扩展度）也是这样，但流动度的损失比坍落度的损失明显加大，见图２。

　　（ｂ）另外，片状骨料对泵送混凝土强度的影响是：抗压强度下降比较轻微，见图３。但如果换上基本粒形较好的B石，则片状骨料含量的增加会明显降低混凝土的抗压强度见图４。

　　（ｃ）在C50泵送混凝土条件下，情况基本相似。而且随着片状含量增加，混凝土离析加重，泌浆严重化，严重影响其可泵性。对于高强混凝土的强度，片状骨料的影响也存在，但仍以对基本粒形较好的B石更加显著。参见最后图。

　　这些试验结果表明：片状骨料含量的增加，在大流动度混凝土中，主要增大混凝土的工作度的损失，使混凝土长距离运输以后，难以达到泵送的要求，而且均匀性严重下降，影响质量。同时对刚出槽的混凝土也加重了其离析、泌水、泌浆等现象。对于抗压强度的下降似乎不是主要的。但这只是对基本粒形较差的骨料而言的，如果粗骨料的基本粒形较好（可以用球形系数、方正率或凹凸系数等

　　表示，一般可达0.8以上），则片状骨料含量的增加明显降低了其抗压强度。反映片状骨料的底部积水在混凝土静置后很容易失去，导致混凝土坍落度的过快损失，它的形状也严重破坏球状紧密堆积的结构，而对片状很多的堆积结构，影响却不大。

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　　对于针状骨料的影响，这次试验结果表明，总的规律与片状骨料相似。即对即时坍落度的影响并不明显，但坍落度的经时损失有所增大，相对而言，对即时流动度及流动度损失的影响要更大一些。但是，针状骨料的影响比起片状骨料要轻微得多。对抗压强度的影响，在一定掺量条件下，甚至还会有增强作用。起码没有损失。即针状骨料（实际上含量很小）不是影响混凝土性能的主要因素。这可能是因为针状骨料并没有明显削弱混凝土的结构。

　　总结起来，珠三角地区花岗岩人工碎石中，基本粒形好与差对于混凝土的流动度（流速和扩展度）、混凝土用水量以及均匀性，特别是流动度的经时损失有重要影响。基本粒形较好骨料配制的混凝土，单方混凝土用水量可以减少5-15kg，不减水时流动度增加十分明显，流动性的损失也比基本粒形差的混凝土少。片状骨料含量的增加主要影响混凝土的流动度和流动度的损失。因而影响泵送性能及混凝土质量。这种影响在粗骨料基本粒形较好时更为显著，针状骨料则不是主要因素。因此我们建议：

　　商品泵送混凝土用人工花岗岩碎石（石灰岩碎石规律相同）的片状骨料含量，在高强混凝土情况下，不宜超过5％，考虑到实际人工检测的误差，执行上宜控制在10％以内；在普通混凝土情况下，不宜超过10％，执行上宜控制在15％以内。

　　在泵送混凝土条件下，应当全部采用基本粒形比较好的粗骨料，以便增加流动性和减少流动性损失。即泵送混凝土不宜采用中小型采石场骨料。

　　（３）河砂细集料的生产方式

　　珠三角地区混凝土细集料几乎完全采用天然河砂，没有采用人工砂。河砂主要来源是西江（产量最大）、东江和北江。建筑用河砂目前完全依赖个体户或乡镇企业的采砂泵船供应。这种生产方式对产品没有进行监控，对资源利用也缺乏有力的规划和监管，生产河砂产品的质量存在不少问题，急待改革。

　　从采砂泵船的生产方式可以看到目前河砂的质量问题所在。

　　（ａ）采砂泵船在西江、北江等河道上根据水流分选河砂规律在不同的位置采集河砂，沥掉水分后运往岸边，利用船载运输机在岸边稍加堆放或不堆放，直接运到用户中，出场河砂含水量一般都在10％以上，达到用户手中时，平均含水量仍然可达6～8％，湿涨的砂子的实际容重减轻近5％。

　　（ｂ）由于这种开采方式没有资源调查与开采规划，采砂船凭借经验在河道随意采沙。为了采到好砂（细度模数在2.2～3.0的中砂），大量采砂船集中在河道中心线附近作业，堵塞河道，影响交通。现在河道有了交通管理以后，只能在远离中心线的河岸或凸岸附近采砂，水流速度慢，只能采到细砂。因此近年来市场大部分西江河砂的细度模数在2.2～2.4附近，而且含泥量也愈来愈大，甚至大于2.0％，这是砼用砂质量下降的原因。生产方式落后的特征表现在产品没有任何储存中均化和认真淘洗的过程，采到什麽供应什麽。质量稳定性没有任何保证。

　　（ｃ）这种生产方式的另一个重大问题是对资源进行掠夺性的开采，既影响河道的交通，更影响河道的安全，加重洪水的威胁。因此国家不得不进行限制，建筑工程经常处于“无米之炊”之中

　　（４） 河砂质量对商品混凝土的影响。

　　珠三角地区所用的三江砂，总体说来，上游河砂比下游干净。但是，随着砂源位置的变化，季节的变化尤其工业污染物排放量的增加，河砂的质量总体上在下降。含泥量的变化最为明显。近年来河砂产品的含泥量有愈来愈大的趋势。过去河砂含泥量普遍在1％以下，而近年来已经上升至1.5～2.0％，甚至以上。上升了50％～100％和以上。这对商品混凝土的强度、干缩性和耐久性产生不利的影响。其它有害物质方面，工业污染物的增加，有可能对混凝土的性能、特别是凝结时间、早期强度生产不利的影响。目前珠三角河砂的主要质量问题是：（1）细度模数波动过大生产难以控制；（2）碱活性问题可能影响混凝土耐久性（3）出海口河砂含盐量问题可能会加速钢筋锈蚀。

　　综上所述，天然河砂作为混凝土细骨料虽然有很多优点，但是，目前的河砂细骨料的生产方式过于落后、存在问题较多，已经不能适应现代混凝土产业的生产方式和混凝土质量水平提高的需要，必须进行改革。

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　　（５）目前商品泵送混凝土的适宜砂率的问题

　　对于大流动度（泵送）商品混凝土来说，由于目前建筑工程泵送操作对混凝土可泵性的要求过高，已经超越了目前原材料水平所允许的限度。这是泵机操作技术水平和不同体制的问题所致。为了获得可泵性很高的混凝土，商品混凝土中的砂率有愈来愈高的趋势。即使目前的偏细砂，泵送混凝土中的砂率也被设计成在42～45％之间，如果采用偏粗砂（细度模数2.6-3.0），按此要求的砂率将会达到50％左右，这种高砂率的配方对混凝土的性能有什么影响，有必要进行认真研究。

　　作者采用三种不同细度模数的河砂（细度模数分别为2.1、2.7和2.9），在C30泵送混凝土（加有20％左右的粉煤灰和高效减水剂）的工作性要求下调整不同的砂率（34％～45％），首先观察新拌混凝土的流动性、保水性和粘聚性以及根据目前工地的要求确定其可泵性。然后测定其各龄期的强度以及长龄期混凝土的干缩值。

　　从混凝土的和易性和可泵性看，三种模数的砂子在34％砂率下实际上都不可泵：模数2.1的砂虽然泌水但还勉强可泵，但从2.7的砂到2.9的砂就离析愈来愈严重，砂浆量明显不够。38％砂率和42％砂率对于2.1砂和2.7砂看来都比较合适。2.1砂偏向于38％砂率，如果砂率达到45％，则1～2小时的损失较大，可泵性下降；2.7砂则偏向于38％～42％之间的砂率。对于2.9砂来说，38％砂率则比较差，42％砂率表现很好，45％砂率也不错。

　　总结起来，不同模数砂子的泵送混凝土从和易性及泵送性来说比较适合的砂率范围如下：

　　另外，从上述砂子不同砂率的混凝土的抗压强度来看，模数2.1砂不同砂率的28天抗压强度基本没有差别，但3、7天强度明显不同，以38％砂率的为最好，即砂率以较低为佳。模数2.7砂的规律相似，但以38％～42％的砂率的混凝土抗压强度较好，也是早期强度更明显。模数2.9砂则无论早期还是后期，均以42％砂率的为最好。可见这规律与工作性能的规律基本相同。

　　再看上述不同砂子在各个砂率情况下配制的混凝土的干缩试验的结果：

　　模数2.1砂子的混凝土的180天的干缩率存在一个最佳砂率为38％，模数2.7砂子和模数2.9砂子看来都是砂率越大，干缩率越大；90天及28天时干缩值规律与180天时基本一致。也是2.1砂子有最佳砂率38％～42％，但2.7砂子和2.9砂子则是砂率越高，干缩越大。

　　由此看来，泵送混凝土的最适宜砂率，必须根据砂子细度模数的不同而不同。但无论是细砂、中砂或粗砂，都不应当追求过高的砂率以达到过大的砂浆富余量和过分的可泵性，否则，和易性和可泵性虽好，但工作性能的经时损失就会增大，强度反而下降，而且干缩值明显增加。增大开裂的可能性。目前搅拌站所用的砂率相对于细度模数来说，普遍偏大，应该充分注意。

　　同时，本实验也指出，细度模数在中砂范围（2.7±0.2）的砂子，无论从工作性能与用水量的关系和强度性能与水泥用量的关系来说，效果都是较好的。这与文献资料是一致的。因此应当尽可能保证商品混凝土产生所用的砂子靠近中砂的范围以获得最好的经济效益和技术效益。同时，如果细度模数波动过大，则生产出来的混凝土的质量必然波动过大。因为搅拌站还普遍难以根据砂子细度模数变化及时调整配方。因此，应当尽可能控制生产方供应的砂子有一个细度模数可接受的波动范围。根据经验，在一个生产周期和某一个工程使用周期内，河砂产品的细度模数的波动范围应控制在±0.2的范围之内。

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　　东莞市供应的河砂目前存在问题之一是细度模数波动太大，可以在2.1~3.2范围变化，给配方调整带来一定困难。前面已经说过，不同模数的适宜砂率是不一样的，其影响不仅是工作性能及其损失，而且影响强度和干缩性，不可等闲视之。因此，搅拌站应该大量进行不同细度模数的试验，掌握好细度模数与最佳砂率之间的规律，以作为调整之用。

　　（６）东莞市河砂含盐量问题的对策

　　东莞市供应的河砂目前存在问题之二是在天然河砂资源紧缺情况下不得不采用河道出海口河砂甚至海砂的问题。由于氯离子导致混凝土钢筋锈蚀问题的严重性和高度敏感性，这是一个必须十分认真对待的大问题。目前各混凝土公司实际上都不同程度上应用东莞河道采挖的河砂，其含盐量（氯离子含量）变化比较大，据分析，最高含盐量（氯离子含量）可以超过0.06%(相对于河砂干物质的重量百分数，下同)。最低也有0.001%以上。因此，绝不能简单看成是河砂，但是，它与海砂仍然有一定区别。

　　根据建设部建标〔2004〕43“关于加强建筑用砂管理的通知”的要求，一方面禁止使用海砂，另一方面又规定了建筑用砂中氯离子最高限量的要求。其意思是明显的，只要认真控制河砂中氯离子的含量，河道出海口的砂是可以一定范围内使用的。另外，作者根据多年防治钢筋锈蚀的经验，认为建设部这个规定是正确的，但是，仍然必须十分慎重处理这个问题。

　　如果计算一下这种河砂可能带入的氯离子数量，就可以知道，实际上必须按照不同混凝土严格控制这种河砂的使用范围。

　　首先必须说明，所谓河砂氯离子含量，应该是指河砂干物质中氯离子的重量的百分数，即氯离子测定结果相对于950oC下河砂灼烧重量的百分比。河砂含水量比较大，计算方法不同，得到结果差别较大。

　　0.06%氯离子含量的河砂用于C25－C30混凝土中时，单是河砂一项带入的氯离子已经达到水泥用量（300kg）的0.2%，即钢筋混凝土氯离子含量标准的极限，实际上其它混凝土原材料也可能引入氯离子，例如拌和水、外加剂等，因此，河砂中氯离子含量应当小于0.06%。

　　如果混凝土等级高于C30,,水泥用量的会增加，河砂用量可能减少，河砂引入氯离子会减少，但是，高强混凝土的钢筋使用量往往也增加，钢筋锈蚀带来的风险也会增加，因此不能降低对河砂的氯离子要求。特别重要的是，高强混凝土中很多是预应力钢筋混凝土，它们对钢筋锈蚀问题非常敏感，一旦钢筋开始锈蚀，预应力就松弛，混凝土就会失效。因此必须更加严格要求氯离子含量。

　　有鉴于此，作者认为东莞市实际上可以放开除了海砂以外的出海河道砂的使用，但是必须严格监控河道砂的含盐量，其标准建议是：

　　（a）对于不掺钢筋或钢纤维的素混凝土，只要它存在部位不接触或远离钢筋混凝土，可以使用这种河道砂而不对其氯离子含量加以限制；

　　（b）普通钢筋混凝土使用的河道砂的氯离子含量应该执行比0.06%更严格的标准，建议为0.04%;

　　(ｃ)　预应力钢筋混凝土一定要使用这种河砂时，河砂氯离子含量的应该要求在0.01%以下。

　　（７）河砂碱骨料反应活性问题及其对策

　　东莞市供应的河砂目前存在叁大问题之三是潜在的碱活性问题。众所周知，碱骨料反应是影响混凝土耐久性的重要因素之一，是砂或石中的碱活性矿物与水泥中过量的碱（钾和钠的氢氧化物）反应形成凝胶物质，后者一定条件下吸水膨胀产生破坏力。它一般在几年后开始，直至几十年都会产生影响，产生的内部膨胀应力超过其抗拉强度而导致混凝土结构膨胀性开裂，使混凝土工程加速走向寿命终结。它与其它混凝土破坏因素（如钢筋锈蚀、硫酸盐腐蚀，各种化学腐蚀等）往往互为表里，交叉协同，共同作用，加速混凝土的破坏进程。华南理工大学在这个领域做出了重要的贡献（2）。

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　　从1998年开始，华南理工大学，香港土木工程署和澳门工程界就陆续观察到，广东西江、东江采挖的河砂出现了碱活性问题。利用美国ASTM1260标准和中国《建筑用砂》标准（实际上是一个标准）都测试到砂样出现一定程度的碱活性。发现西江砂出现的几率最高，几乎达到100%，东江砂也有很大几率（可能>70%），只有北江砂还没有发现明显的碱活性。为此，华南理工大学提出广东要认真注意在建筑工程中抑制和防止碱骨料反应破坏的问题（3）。

　　由此可见，东莞市也必须注意使用河砂的碱活性问题。要作为一个工程耐久性因素列入工程规划、设计和施工之中。第一，要经常检测河砂的碱活性，尤其对于港口码头、轨道交通、高层建筑、市政核心工程、地下重要工程，河砂的使用前一定要做骨料碱活性检测和报告，还要做水泥、掺合料和外加剂地碱含量分析报告，尽量排除这个因素；第二，重点工程设计、施工一定要做好防止碱骨料反应破坏的措施，尤其是混凝土材料（水泥、外加剂、掺合料）中的碱含量较高时，必须更认真地做好预防工作。预防工作方法很多，要作为一个专题来做。第三，河砂氯离子含量与碱活性问题会形成交叉效应，可能会加重耐久性问题的严重性，应该认真对待。一方面作为一个专题研究，另一方面要加强河砂氯离子含量的控制，防止交叉效应的出现。

　　（８）发展和使用人工砂是混凝土行业的必然出路

　　综上述，河砂在广东和珠三角地区除了资源紧缺、质量难以控制的基本问题以外，还存在碱活性以及氯离子含量的大问题。资源紧缺与河道安全，环境保护联系在一起，属于政策性的长远控制甚至封杀性的措施，随时都可能威胁河砂的供应。但是，如果我们从更深层次考虑河砂的问题，它的质量和安全性实际上已经难以满足现代混凝土工程的要求，仅此因素，我们都不得不考虑改弦更张，另谋出路了。

　　开发和使用人工砂是混凝土行业必须另谋的出路。这已经是世界性的过程和经验。我们总不能待到资源环保问题和工程质量问题总爆发时才采取措施。现在起步虽然有点晚，但是也是来得及的。东莞市是经济发展总量和经济质量都十分重要的城市，具有比较雄厚的投资实力，应该为自己建设一些建设工程的后方基地（包括水泥、砂石和重要建材产品在内）。

　　因此，作者建议，东莞市政府鼓励东莞企业家在周边地区选择投资一些现代化的大型砂石采挖加工矿场，规模每个应该在年产碎石100万立方以上和人工砂60万立方以上。产品专门供应东莞市建设工程需要。

　　3、混凝土外加剂问题及其对商品混凝土质量的影响

　　对外加剂产业而言，目前我国的问题是入行门槛低，利润高，企业数目和品牌繁多。外加剂虽然实行认证书制度，但实际市场反映是控制较松，起不到对其进行规范管理作用，导致外加剂生产技术水平相差很大，外国品牌、国内大型企业的技术水平较好，但国内很多企业属于简单的复配加工企业，技术水平不高，没有严格的工艺措施和品质保证，没有科研能力，没有对用户技术服务的能力，生产出来的外加剂性能指标低、浓度低、部分原料组分不够优化。同时，由于市场竞争激烈，外加剂推销手法名目繁多，不正当行为严重，导致外加剂质量更难以保证。因此，目前我国外加剂市场鱼龙混杂、良莠不齐的现状，给工程质量留下了隐患。

　　对商品混凝土产业而言，市场占有率较大的混凝土公司使用的外加剂品种相对比较固定，但对外加剂的控制及检测严重不足，除个别混凝土公司外，大多数混凝土公司不作外加剂对强度、凝结时间、收缩性能影响等的对比试验，只考虑其对流动性和缓凝性能的影响；由于对外加剂的有害离子缺乏检测，往往造成混凝土许多较复杂的事故。另外，部分混凝土公司缺少对外加剂的技术储备，即大量开展各种外加剂性能试验，所以应用较被动。在生产实际中往往由于改变水泥或外加剂品种造成混凝土闪凝、工作性损失过大，或由于外加剂控制不严造成混凝土长时间不凝、强度达不到要求等工程事故。

　　对东莞市商品混凝土产业来说，同样存在上述的普遍问题，但由于东莞市商品混凝土产业是近几年才快速发展壮大的，对外加剂选择和正确使用还没有足够的认识和重视，这是目前外加剂使用中最需要重视和解决的关键技术问题。

　　（1）外加剂的选择

　　混凝土外加剂的选择根据工程设计对混凝土性能的要求而定，如强度标号、抗掺性、抗冻融性、耐久性、弹性模量等物理力学性能，以及施工工艺、施工季节、浇筑的部位和体积等。另外，还要考虑实际工程提供的原材料：水泥品种和标号、砂石质量等。在此基础上选择符合使用要求的外加剂品种和牌号。

　　在选择外加剂时，必须采用实际工程用的原材料进行混凝土试配试验，根据试配结果从中确定技术经济最合适的外加剂。

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　　试验评定外加剂的理由是：(1)检测外加剂是否符合使用要求；(2)根据施工现场条件和现场使用的材料来评定外加剂对混凝土性能的影响；(3)检查每批产品的匀质性和稳定性；(4)生产厂家提供的资料是否符合试配检验结果。

　　选择外加剂的根本原则：第一是性能符合工程使用要求：第二是经济的合理性。在某些情况下，决定外加剂在混凝土工程中使用的主要因素是外加剂的成本，这就要求生产厂家根据平时使用外加剂的经济效果开发和生产新产品。

　　（2）混凝土外加剂的掺量

　　外加剂的最佳掺量是获得最好的技术效果和经济效果的重要因素。外加剂的最佳掺量是通过混凝土试配结果确定的，根本的原则是在满足混凝土性能要求的前提下，采用最低掺量。生产厂家的产品说明书中提供的是某种外加剂使用时的掺量范围，而使用单位必须通过混凝土试配确定外加剂的合理掺量。

　　不同类型的外加剂的掺量是有一定规律的，通常，普通减水剂0.2%~0.3%，高效减水剂0.5%~1.0%。同一种外加剂用于不同混凝土时掺量也不尽相同，例如：高效减水剂用于蒸养混凝土时掺量为0.3%~0.5%，用于普通混凝土掺量为0.5%，用了流态混凝土掺量为0.75%，用于高强混凝土掺量为1.0%。复合高效减水剂在相同减水率时比单一高效减水剂掺量减少一半。后掺法不但使超塑化剂掺量减少，而且对其它外加剂也有同样效果。

　　此外，水泥品种、细度、矿物组成、混合材等也影响外加剂的掺量。如对矿渣水泥高效减水剂掺量少于普通硅酸盐水泥。比表面积大、C3A含量高的水泥高效减水剂掺量应多一些。

　　从以上事实，可以认为决定外加剂掺量的因素如下：(1)外加剂的品种；(2)外加剂的应用范围；(3)水泥品种和活性、比表面积、矿物组成及混合材等；(4)混凝土组成材料及其配合比、单位水泥用量、单位用水量等；(5)外加剂复合方式（成分与比例）；(6)外加掺入方法（同掺或后掺)。

　　总之，只要掌握了外加剂和混凝土的性能，及其变化规律，并通过试验确定外加剂的合理掺量，就可以以最少掺量获得最好的技术经济效果。

　　（3）混凝土外加剂使用方法

　　使用外加剂时要仔细看产品说明书，其中包括使用方法。

　　外加剂产品有两种形式，即液体和固体粉末。液体产品以体积计量，有时生产厂提供可溶性固体产品，使用前配制成一定浓度的水溶液。固体产品中一般有载体，如粉煤灰、火山灰、矿粉等，其目的是使外加剂计量准确、分散均匀和防止受潮结块。固体外加剂通常是以重量计量。

　　掺量准确：外加剂掺量确定后，根据搅拌机一次搅拌混凝土体积和单位水泥用量折算外加剂的用量。使用外加剂的可采用人工、半自动和自动计量，根本要求是计量准确。如果是液体，液体浓度要准确测定；如果是粉剂应均匀准确加入，使其误差控制在±2%之内。超剂量地使用，不但造成浪费，影响混凝土的性能，而且还会造成工程事故。特别是掺缓凝剂、缓凝减水剂和引气剂时一定要剂量准确，一旦超剂量使用就使浇筑的混凝土不凝结硬化或严重降低强度，造成工程事故。

　　掺加均匀：一定要设法使外加剂在整个拌和物中均匀分布，使其充分发挥作用，避免局部过浓产生不良后果。粉剂如与水泥一起加入，应散布开，并适当延长搅拌时间；液剂也要散布均匀，防止集中在一点。

　　另外，在同时使用两种外加剂时应注意它们之间的相容性，特别是引气剂应分别掺用。

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　　4、混凝土矿物掺合料问题及其对商品混凝土质量的影响

　　东莞市商品混凝土产业在使用矿物掺合料方面主要存在以下问题：

　　（1）掺合料基本都是粉煤灰，品种单一，对磨细矿渣粉作掺合料还没有形成全面的认识；

　　（2）粉煤灰市场供小于求，致使其价格较高，而且在需求旺季粉煤灰质量难以得到保证；

　　（3）一般都说是二级灰，实际上往往是“统灰”，低于二级灰指标。

　　（4）粉煤灰通过中间商采购，粉煤灰来源不稳定，更大程度上导致了同一混凝土公司采用的粉煤灰的质量不稳定；

　　（5）对粉煤灰的控制及检测严重不足，对来样主要控制其细度和需水比，多数混凝土公司不作烧失量、三氧化硫、游离氧化钙和安定性，粉煤灰对混凝土强度影响（活性指数）的检测方法时间长，等到检验结果出来，粉煤灰已经全部使用完了。

　　（6）对粉煤灰作用机理缺乏认识，仅从降低成本角度出发，往往造成粉煤灰掺量盲目加大，而且在粉煤灰供应紧张时不管粉煤灰质量盲目掺加。

　　粉煤灰品质不仅对混凝土工作性能有较大影响，而且对硬化混凝土性能如强度、收缩、碳化、冻融等有较大影响。由于上述现象的存在，往往造成混凝土离析泌水严重，混凝土表面“起粉”、“起砂”，混凝土出现开裂、强度偏低较多等现象。

　　针对产业现状，目前最关键的技术问题是如何对粉煤灰质量进行控制及检测。

　　从生产和使用考虑，矿物掺合料的品质要求应包括以下几个方面：（1）是否含有对人体有害的物质，如放射性限值等指标。（2）矿物掺合料中有害物质含量限值。考虑混凝土的体积稳定性以及耐久性能，需对矿物掺合料中的有害物质(如碳、氯离子、碱含量、三氯化硫)等进行限制。（3）细度要求。从混凝土中各种材料合理级配的角度考虑，希望活性较水泥熟料低的矿物掺合料具有较水泥更细的粒度，以调整粉体材料的颗粒级配，因此必须规定细度指标。    （4）对工作性能的影响。现代混凝土中通常都掺有减水剂，矿物掺合料对混凝土工作性能的不良影响可通过减水剂掺量进行调节，但也应有一定的限制，以避免减水剂掺量过大。    （5）对力学性能的影响。强度是混凝土的重要性能参数，应按活性指数对矿物掺合料进行分级，以方便使用。（6）对体积安定性的影响。体积安定性是水泥的一个重要指标，将传统的水泥混合材料单独作为矿物掺合料使用后，仍需特别注意其体积安定性。（7）对耐久性能的影响。在不同的环境条件下，混凝土的耐久性能要求不同，建议在矿物掺合料产品定型时，进行耐久性能试验(如碳化、抗硫酸盐侵蚀性能等)，以指导矿物掺合料的应用。（8）其它要求。包括矿物掺合料中的化学组成、密度和水分含量等。

　　在检测指标方面，对于生产厂家，应规定进行全部指标的检测，并提供相应的检测报告。对于产品的使用者，至少应规定进行矿物掺合料的细度、对砂浆工作性能和力学性能影响的检测。考虑到矿物掺合料使用者的实验室条件，常规检测项目应尽量避免进行化学分析方面的检测，对于矿物掺合料其它性能的检测，可通过随机抽样送检的方式进行。

　　建议用以下方法对矿物掺合料来样进行较快速、简单的检测：

　　（1）细度检测方法

　　在水泥中，用以表示细度的指标有筛余量和比表面积2种，除硅酸盐水泥是用比表面积进行表征外，其余均采用筛余量进行表征。在现有的矿物掺合料标准中，粉煤灰采用筛余进行细度表征，矿渣粉采用比表面积进行表征。从检测的角度看，筛析法最为简单快速，勃氏法测试比表面积操作繁琐，建议统一采用筛析法进行细度检测，并规定最大筛余量限值。目前《水泥细度检验方法筛析法》中已经包含了45µm筛，建议将矿物掺合料的细度检验方法与水泥的检验方法统一，以避免出现检测方法的误用现象。

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　　（2）砂浆工作性能的检测方法

　　在现有的规范中，矿物掺合料对砂浆工作性能影响的检测方法分为2种，一种是在相同胶砂跳桌流动度下需水量的比值，另一种是在同样配合比下跳桌流动度的比值。如果以需水量比进行评定时，往往需要拌制2次以上的砂桨才能得到结果，费时费力，而且所要求的相同跳桌流动度也可以存在±5mm的差别，这也使得不同人员操作得到的需水量比存在差异。而采用流动度比进行评定时，1次即可得到结果，而且人为因素影响小。建议统一采用流动度比表征矿物掺合料对砂浆工作性能的影响。

　　（3）砂浆力学性能的检测方法

　　由于混凝土搅拌站的场地有限，不能大量堆放原材料，因此必须尽快对进场的矿物掺合料质量进行评定。

　　在目前的矿物掺合料品质要求中，通常活性指数是判断矿物掺合料质量的重要因素，而活性指数的检测往往需要1个月的时间，这给矿物掺合料的质量评定带来一定难度。为解决这一问题，建议参照JC/T738-2004《水泥强度快速检测方法》，建立矿物掺合料活性指数快速试验方法。通过建立快速试验方法结果和常规试验方法结果间的关系，以快速评定矿物掺合料的质量。

　　在检测矿物掺合料对砂浆性能影响时，有些标准中规定采用基准水泥，这样做虽然可以在一定程度上提高检测数据的可重复性，但是矿物掺合料也存在和水泥的相容性问题，采用基准水泥检测的数据未必与实际效果相同，而且基准水泥的质量也存在一定波动，因此建议采用P.Ⅱ425或P.O425的水泥进行检验。

　　5、应用于商品混凝土的水泥的质量及其管理

　　相对于其它原材料，水泥质量相对较稳定，大多数混凝土公司已接受了新型干法回转窑生产的水泥，而不采用立窑水泥。但同是新型干法回转窑生产的水泥，配制混凝土的建筑性能也有所差别，选用质量稳定性高需水性小，流动性好，强度高的水泥，可以节省水泥用量。

　　按照欧美日等国家水泥出厂的实际情况，作者在国外工作时的调查，一个厂的月水泥强度标准偏差不会超过±1MPa，很多牌子水泥在0.5 Mpa以下。反映在配制混凝土的标准偏差上，一个完整的工程的普通标号混凝土的标准偏差一般只有1.5～2MPa。而我国目前的状况是，大部分干法回转窑水泥月水泥强度标准偏差达不到±1Mpa以内的要求，尤其是小型生产线（小于2000吨/日），这个标准偏差值往往超过2.0 Mpa。一般情况下不同等级工程混凝土的平均标准偏差，最好的情况也要在3Mpa以上。即同样工程施工混凝土的标准偏差比国外大一倍，甚至超过一倍。这主要是由于我们的原材料波动组成的，其中水泥质量的波动（包括出厂强度值的波动，需水量、流动性的波动以及与外加剂相容性的波动等）是主要的原因。

　　水泥质量稳定性的好坏一般以胶砂28天抗压强度的标准偏差大小来衡量。若水泥胶砂28天抗压强度的一个月出厂水泥的标准偏差小于1MPa，该水泥质量稳定性好，配制混凝土的强度偏差也小，混凝土质量稳定，不需要时常调整混凝土配合比。如果更严格要求，水泥的稳定性还应包括凝结时间的稳定性和标准稠度用水量的稳定性。这方面起始也应该建立一些要求，但目前恐怕难以实现。

　　商品混凝土普遍使用外加剂后，水泥与外加剂的相容性变得非常重要，选用对外加剂适应范围广、相容性好的水泥成为更高的要求。

　　就水泥而言，其与外加剂的相容性主要与水泥的需水性和化学活性有关，需水性越大，化学活性越高，则相容性越差。而水泥的需水性、化学活性受水泥的化学和矿物组成、混合材品种与掺量、水泥比表面积和颗粒粒度分布的影响。

　　水泥熟料的溶剂矿物越多，溶剂矿物中C3A含量越多，硅酸盐矿物中C3S含量越多，水泥的需水性越大，化学活性也越高。

　　水泥中碱含量增大，水泥水化速度加快，流动性变差，与外加剂的相容性变差。水泥中石膏的形态和掺量不同，会影响其与外加剂的相容性，石膏是作为缓凝剂来抑制C3A的水化速度的，其溶解度和溶解速度大小会影响其缓凝效果，二水石膏溶解度小于硬石膏，但其溶解速度大于硬石膏，故若用硬石膏代替二水石膏作缓凝剂，要加大用量。而外加剂对二水石膏和硬石膏的溶解度有不同程度的影响，如糖蜜减水剂对二水石膏溶解度影响不大，但会大幅度降低硬石膏的溶解度，导致水泥在使用过程中与外加剂相容性差。

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　　掺入适量混合材会相应减少熟料矿物的含量，水泥的水化速度减慢，有利于改善水泥与外加剂的相容性，但混合材自身的需水性对相容性影响也很大。一般石灰石自身需水性小，Ⅱ级粉煤灰次之，矿渣需水性较大，煤渣需水量更大。

　　水泥的比表面积越大，需水性越大；颗粒分布范围较宽，粉体堆积密度大，需水性越小，但水泥的化学活性都越大。其中掺入的混合材对水泥颗粒分布的调整作用不可忽视，在相同比表面积下，若混合材的易磨性较好，将使水泥颗粒分布变宽，混合材更好地填充熟料颗粒间的空隙，使粉体堆积密度增大，接触点增多，从而需水性减小，化学活性增加。一般石灰石易磨，煤渣次之，矿渣较难磨。

　　东莞市混凝土产业使用的水泥包括湿法回转窑水泥、新型干法回转窑水泥、回转窑与立窑搭配的水泥，且不同水泥厂家使用的混合材品种各异，这对水泥与外加剂的相容性影响很大，应该针对与各自混凝土公司采用的水泥进行与外加剂相容性的试验，从而选择外加剂品种和掺量。

　　（4）关于混凝土矿物掺合料问题，粉煤灰质量差，好灰少，价格高；矿渣粉资源缺乏，价格高企，都是买方市场。但是必须认识到，矿物掺合料不仅仅是搅拌站降低混凝土成本的手段，更重要的是改善混凝土性能的手段。如果没有它们，商品混凝土不仅价格高企，而且无法达到施工要求，开裂问题更严重，耐久性也更差。所以必须千方百计解决。作者建议，一是管理好现在的粉煤灰供应渠道，千方百计拓宽好灰的来源，严格控制劣质灰流入东莞市场。规范搅拌站对粉煤灰的使用，禁止使用劣质灰，控制粉煤灰用量在合理水平。二是大力推广高炉矿渣粉的使用。要认真学习矿渣粉对混凝土性能改善的知识，改变误解和偏见。同时大力推广使用经验，大力寻找矿渣粉资源。