混凝土原材料的檢測(cè)與控制方法

　　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(qiáng)度、耐久性能很大程度上取決于原材料質(zhì)量。同時(shí)因原材料質(zhì)量變化，如粉煤灰細(xì)度、需水量比變化、外加劑減水率變化、混凝土的配合比等也要作相應(yīng)調(diào)整，并沒(méi)有通用的固定配合比。因此原材料的檢測(cè)是試驗(yàn)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(duì)于原材料的檢測(cè)，國(guó)家有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，試驗(yàn)室必須及時(shí)掌握標(biāo)準(zhǔn)的修訂情況，同時(shí)注意到原材料某個(gè)項(xiàng)目可能在不同標(biāo)準(zhǔn)中有不同的檢驗(yàn)方法，如GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，GB/T18736-2002《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有粉煤灰需水量比試驗(yàn)方法，GB/T1596-2005的方法較為煩瑣。有時(shí)使用者需對(duì)原材料進(jìn)行快速檢測(cè)來(lái)控制生產(chǎn)，或比較幾個(gè)產(chǎn)品的優(yōu)劣，需要有可行的檢驗(yàn)方法，采取的方法未必是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

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

　　2.石子的粒形和級(jí)配對(duì)混凝土的和易性影響較大。初次使用某個(gè)石場(chǎng)的石子應(yīng)測(cè)定其壓碎值，壓碎值大的石子不能用于生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)混凝土。針片狀多、級(jí)配不好的石子空隙率大，導(dǎo)致混凝土可泵性差，需要較多黃砂和水泥填充，經(jīng)濟(jì)性差，應(yīng)避免使用。采用同一石場(chǎng)的石子，平時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)其級(jí)配，注意針片狀含量。

　　3.黃砂應(yīng)盡量使用II區(qū)中砂，目測(cè)其中有無(wú)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(huì)影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性，含泥量多的濕砂用手搓，手上會(huì)有較多泥粉。使用粗砂和細(xì)砂應(yīng)調(diào)整砂率和粉煤灰摻量，平時(shí)重點(diǎn)檢測(cè)黃砂級(jí)配。

　　4.混凝土的強(qiáng)度是由水泥和水反應(yīng)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(qiáng)度的高低直接影響混凝土強(qiáng)度的高低。按水灰比公式C/W=fco/（fce×0.46）+0.07，可知水灰比一定時(shí)混凝土強(qiáng)度f(wàn)co與水泥強(qiáng)度f(wàn)ce成正比。如原設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度34.5MPa（C30等級(jí)），采用P·O42.5級(jí)水泥拌制，水泥強(qiáng)度48MPa，可知水灰比C/W=1.63，若因管理不善，誤用P·O32.5級(jí)水泥，水泥強(qiáng)度38Mpa，水灰比不變，混凝土強(qiáng)度為27.3MPa，混凝土強(qiáng)度不合格。一般P·O42.5級(jí)水泥強(qiáng)度在45Mpa～52MPa之間波動(dòng)，混凝土強(qiáng)度波動(dòng)在設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)范圍內(nèi)?？梢?jiàn)預(yù)知水泥強(qiáng)度等級(jí)可有效控制混凝土質(zhì)量。由于水泥強(qiáng)度要到28天才知道，這就要求試驗(yàn)室按批復(fù)試水泥強(qiáng)度，還要通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，建立早期（1天，3天）強(qiáng)度與28天強(qiáng)度的關(guān)系式，就能避免使用不合格水泥。據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)P·O32.5級(jí)水泥3天強(qiáng)度小于20MPa，P·O42.5級(jí)水泥3天強(qiáng)度25MPa左右，由此可大致判斷水泥強(qiáng)度等級(jí)，另外在檢測(cè)水泥強(qiáng)度前，先測(cè)量水泥膠砂流動(dòng)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(dòng)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、不同粉煤灰因煤種不同、生產(chǎn)工藝不同，導(dǎo)致粉煤灰需水量不一樣，不同廠家的粉煤灰檢測(cè)以需水量比指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)。同一廠家的粉煤灰一般細(xì)度越大，需水量比越大，可以以細(xì)度指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)。細(xì)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(huì)向混凝土中引入大量水，造成水灰比過(guò)大，強(qiáng)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(yīng)做到每車(chē)取樣檢測(cè)細(xì)度，掌握粉煤灰質(zhì)量波動(dòng)情況，對(duì)因粉煤灰細(xì)度變化引起混凝度坍落度、強(qiáng)度變化應(yīng)足夠重視。粉煤灰需水量比檢測(cè)方法建議采用GB/T18376-2002標(biāo)準(zhǔn)采用的方法，采用GB/T1767-1999規(guī)定的膠砂測(cè)定對(duì)比膠砂的流動(dòng)度，測(cè)定試驗(yàn)?zāi)z砂在達(dá)到對(duì)比膠砂流動(dòng)度時(shí)用水量。也可測(cè)定試驗(yàn)?zāi)z砂在用水225ml時(shí)流動(dòng)度，流動(dòng)度大的粉煤灰需水量小，反之粉煤灰需水量大。GB/T1596-2005的方法測(cè)定粉煤灰需水量比有3個(gè)不便，一是標(biāo)準(zhǔn)砂采用GB/T17671-1999規(guī)定的0.5mm～1.0mm的中級(jí)砂，需要對(duì)GB/T17671-1999標(biāo)準(zhǔn)砂進(jìn)行篩分，較為煩瑣，且因稱(chēng)量誤差、篩子誤差導(dǎo)致檢測(cè)不準(zhǔn)；二是對(duì)比膠砂在用水l25ml時(shí)，其流動(dòng)度未必在130mm～140mm范圍之間，對(duì)比膠砂用水可能要多次調(diào)整；三是試驗(yàn)?zāi)z砂流動(dòng)度達(dá)到130mm～140mm之間用水也要多次調(diào)整，可見(jiàn)GB/T1596-2005的方法達(dá)不到準(zhǔn)確快速檢驗(yàn)的目的。

　　6.混凝土的許多性能由外加劑來(lái)調(diào)節(jié)，水泥的需水量與初凝時(shí)間相比，外加劑減水率與緩凝時(shí)間對(duì)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(cè)量外加劑凈漿流動(dòng)度一般能反映外加劑減水率高低，但有時(shí)會(huì)引起誤判，陳化時(shí)間較長(zhǎng)的水泥，其正電性較小，適應(yīng)性較好，初始凈漿流動(dòng)度較大，1小時(shí)凈漿流動(dòng)損失很小。筆者多次做過(guò)試驗(yàn)，用同樣批次的外加劑測(cè)量新鮮水泥的凈漿流動(dòng)度為l63mm，1小時(shí)后流動(dòng)度為68mm，該水泥陳化21天再測(cè)凈漿流動(dòng)度達(dá)240mm，差距很大。所以檢測(cè)外加劑用水泥應(yīng)為新鮮并冷卻至室溫的水泥，總之檢測(cè)外加劑注意水泥的時(shí)效性，比較準(zhǔn)確的是拌制混凝土，但較費(fèi)時(shí)，我們一般檢測(cè)外加劑砂漿減水率。測(cè)定一定摻量外加劑膠砂達(dá)到基準(zhǔn)膠砂流動(dòng)度時(shí)用水量。

　　試驗(yàn)室必須準(zhǔn)確快捷地檢測(cè)原材料質(zhì)量，將隱患處理在苗頭之中，及時(shí)調(diào)整配合比以穩(wěn)定生產(chǎn)。水泥的l天、3天強(qiáng)度，粉煤灰細(xì)度，外加劑凈漿流動(dòng)的檢測(cè)可作為快速控制原材料的方法。

　　下面以?xún)魸{流動(dòng)度試驗(yàn)檢驗(yàn)水泥、粉煤灰、外加劑之間相互適應(yīng)性。試驗(yàn)方法：GB50119-2003附錄A外加劑對(duì)水泥適應(yīng)性檢測(cè)方法，W/C=0.29，P·O42.5級(jí)水泥和P·O32.5級(jí)水泥為華新水泥，外加劑為T(mén)H-Yl，粉煤灰礦來(lái)自?xún)蓚€(gè)廠家。試驗(yàn)結(jié)果分析見(jiàn)下表。

　　1.據(jù)試驗(yàn)號(hào)0304、0305、0310、0311、0313、0319、0320、0323，對(duì)該外加劑適應(yīng)性P·O42.5級(jí)水泥優(yōu)于P·O32.5級(jí)水泥，使用不同水泥的混凝土要達(dá)到同等坍落度外加劑摻量并不相同。

　　2.據(jù)試驗(yàn)號(hào)0301、0302、0303、0304、0306、0307、0308、0316、0317，P·O42.5水泥中摻入不同細(xì)度粉煤灰，膠凝材料對(duì)外加劑適應(yīng)性明顯惡化，提高外加劑摻量適應(yīng)性改善，且因外加劑批號(hào)不同改善程度不同（試驗(yàn)號(hào)0308、0322）粉煤灰細(xì)度越粗，膠凝材料適應(yīng)性越差。

　　3.據(jù)試驗(yàn)號(hào)0303、0304、0308、0309、0312、0314、0315、0318、0321、0323，不同電廠粉煤灰因煤種與工藝不同，相同細(xì)度的粉煤灰摻入水泥中，膠凝材料對(duì)外加劑適應(yīng)性并不相同。因此筆者認(rèn)為檢驗(yàn)粉煤灰品質(zhì)不能僅以細(xì)度為指標(biāo)，而應(yīng)以細(xì)度和摻粉煤灰的水泥的凈漿流動(dòng)度2個(gè)因素為指標(biāo)。劣質(zhì)粉煤灰摻量減少后，膠凝材料適應(yīng)性改善，而優(yōu)質(zhì)粉煤灰摻量大，膠凝材料適應(yīng)性稍降低。外加劑摻量提高后，膠凝材料適應(yīng)性明顯改善。

　　4.據(jù)試驗(yàn)號(hào)0313、0319、0320、0323，陳化時(shí)間長(zhǎng)的P·O42.5級(jí)水泥對(duì)外加劑適應(yīng)好，但摻量再提高，凈漿流動(dòng)度增加不大，較新鮮水泥外加劑摻量提高，適應(yīng)性明顯改善。

　　總之細(xì)度大的粉煤灰對(duì)混凝土性能有副作用，粉煤灰品質(zhì)不能僅以細(xì)度為指標(biāo)，外加劑對(duì)膠凝材料有一個(gè)最佳摻量，對(duì)不同品種的水泥、不同膠凝材料體系摻量不同，水泥混合材摻量大對(duì)外加劑適應(yīng)性變壞。需要指出的是，凈漿試驗(yàn)方便快捷，但凈漿試驗(yàn)結(jié)果與膠砂試驗(yàn)、混凝土試驗(yàn)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(biāo)有放大或縮小的趨勢(shì)，最終結(jié)果應(yīng)以一定配比混凝土試驗(yàn)為準(zhǔn)。