浅谈混凝土原材料的检测和控制

      混凝土是由水、水泥、掺合料、外加剂、砂、石等六大原料组成的。新拌混凝土的工作性能，硬化混凝土的强度、耐久性能很大程度上取决于原材料质量。同时因原材料质量变化如粉煤灰细度、需水量比变化、外加剂减水率变化、混凝土的配合比也要作相应调整，并没有通用的固定的配合比。因此原材料的检测是试验室的日常工作，是确定配合比的依据，是生产控制的依据。

      对于原材料的检测，国家有相应的标准规范，试验室必须及时掌握标准的修订情况，同时注意到原材料某个项目可能在不同标准中有不同的检验方法，如GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，GB/T18736-2002《高强高性能混凝土用矿物外加剂》两个标准都有粉煤灰需水量比试验方法，GB/T1596-2005的方法较为烦琐。有时使用者需对原材料进行快速检测以控制生产，或比较几个产品间优劣，需要有可行的检验方法，采取的方法未必是国家标准。

1．  生产混凝土用水一般使用洁净的地下水或自来水，应注意其有害离子（氯离子，硫酸根离子）不能超标。

2．  石子的粒形和级配对混凝土的和易性影响较大。初次使用某个石场的石子应测定其压碎值，压碎值大的石子不能用于生产高标号混凝土。针片状多，级配不好的石子空隙率大，导致混凝土可泵性差，需要较多黄砂和水泥填充，经济性差，应避免使用。采用同一石场的石子，平时应重点检测其级配，注意针片状含量。

3．  黄砂应尽量使用II区中砂，目测其中有无泥块，及泥块的多少。一般泥块多的黄砂含泥量也大，若使用则会影响混凝土的强度和耐久性，含泥量多的湿砂用手搓，手上会有较多泥粉。使用粗砂和细砂应调整砂率和粉煤灰掺量，平时重点检测黄砂级配。

4．  混凝土的强度是由水泥和水反应形成的水化产物，及活性掺合料的二次水化产物而逐步发展而成。水泥强度的高低直接影响混凝土强度的高低。据水灰比公式C/W=fco/(fce*0.46)+0.07,可知水灰比一定时混凝土强度fco与水泥强度fce成正比。例原设计混凝土强度34.5Mpa(C30等级)，采用P.042.5级水泥拌制,水泥强度48Mpa,可知灰水比C/W=1.63，若因管理不善，误用P.032.5级水泥，水泥强度38Mpa，水灰比不变混凝土强度为27.3Mpa，混凝土强度不合格。一般P.042.5级水泥强度在45Mpa至52Mpa之间波动，混凝土强度波动在设计强度等级范围内。可见预知水泥强度等级可有效控制混凝土质量。由于水泥强度要到28d才知道，这就要求试验室按批复试水泥强度，还要通过大量试验数据积累，建立早期(1d,3d)强度与28d强度的关系式，就能避免使用不合格水泥。据笔者经验P.032.5级水泥3d强度小于20Mpa,P.042.5级水泥3d强度25Mpa左右，由此可大致判断水泥强度等级，另外在检测水泥强度前，先测量水泥胶砂流动度，可初步判断水泥需水量多少。

5．  粉煤灰掺入混凝土中可显著改善混凝土的和易性和流动性，大量用于制备大体积混凝土，泵送混凝土。值得一提的是，不同厂家，不同细度的粉煤灰因煤种不同，生产工艺不同，导致粉煤灰需水量不一样，不同厂家的粉煤灰检测以需水量比指标为标准。同一厂家的粉煤灰一般细度越大需水量比越大，可以以细度指标为标准。细度小，活性大，需水量小的粉煤灰掺入混凝土中可节约水泥，节约外加剂用量，而需水量大的粉煤灰会向混凝土中引入大量无用的水，造成水灰比过大强度下降，若使用则要增加外加剂用量，往往得不偿失。有条件的搅拌站应每车取样检测细度，掌握粉煤灰质量波动情况，对因粉煤灰细度变化引起混凝土坍落度、强度变化应足够重视。粉煤灰需水量比检测方法建议采用GB/T18736-2002标准采用的方法，采用GB/T1767-1999规定的胶砂测定对比胶砂的流动度，测定试验胶砂在达到对比胶砂流动度时用水量。也可测定试验胶砂在用水225ml时流动度，流动度大的粉煤灰需水量小，反之粉煤矿灰需水量大。GB/T1596-2005的方法测定粉煤灰需水量比有3个不便，一是标准砂采用GB/T17671-1999规定的0.5mm-1.0mm的中级砂，需要对GB/T17671-1999标准砂进行筛分，较为烦琐且因称量误差，筛子误差导致检测不准，二是对比胶砂在用水125ml时，其流动度未必在130-140mm范围之间，对比胶砂用水可能要多次调整，三是试验胶砂流动度达到130-140范围之间用水也要多次调整，可见GB/T1596-2005的方法达不到准确快速检验的目的。

6．  混凝土的许多性能由外加剂来调节，水泥的需水量与初凝时间相比外加剂减水率与缓凝时间对混凝土性能的影响小得多。减水率差的外加剂用于混凝土，为使坍落度不变，需增加用水量或调整外加剂掺量。测量外加剂净浆流动度一般能反映外加剂减水率高低，但有时会引起误判，陈化时间较长的水泥，其正电性较小，适应性较好，初始净浆流动度较大，1h净浆流动损失很小，笔者多次做过试验，用同样批次的外加剂测量新鲜水泥的净浆流动度为163mm，1h后流动度为68mm，该水泥陈化21d再测净浆流动度达240mm，差距很大。所以检测外加剂用水泥应为新鲜并冷却至室温的水泥，总之检测外加剂注意水泥的时效性，比较准确的是拌制混凝土，但较费时，我们一般检测外加剂砂浆减水率。测定一定掺量外加剂胶砂达到基准胶砂流动度时用水量。

   试验室必须准确快捷地检测原材料质量，将隐患处理在苗头之中，及时调整配合比以稳定生产。水泥的1d、3d强度，粉煤灰细度，外加剂净浆流动的检测可作为快速控制原材料的方法。

  下面以净浆流动度试验检验水泥、粉煤灰、外加剂之间相互适应性。试验方法：GB50119-2003附录A外加剂对水泥适应性检测方法，W/C=0.29,P.042.5级水泥和P.032.5级水泥为华新水泥，外加剂为TH-Y1，粉煤矿灰来自两个厂家。以下是试验结果分析。

1．  据试验号0304、0305、0310、0311、0313、0319、0320、0323，对该外加剂适应性P.042.5级水泥优于P.032.5级水泥，使用不同水泥的混凝土要达到同等坍落度外加剂掺量并不相同。

2．  据试验号0301、0302、0303、0304、0306、0307、0308、0316、0317，P.042.5水泥中掺入不同细度粉煤灰，胶凝材料对外加剂适应性明显恶化，提高外加剂掺量适应性改善，且因外加剂批号不同改善程度不同（试验号0308、0322）粉煤灰细度越粗，胶凝材料适应性越差。

3．  据试验号0303、0304、0308、0309、0312、0314、0315、0318、0321、0322、0323，不同电厂粉煤灰因煤种与工艺不同，相同细度的粉煤灰掺入水泥中，胶凝材料对外加剂适应性并不相同，因此笔者认为检验粉煤灰品质不能仅以细度为指标，而应以细度和掺粉煤灰的水泥的净浆流动度双因素为指标。劣质粉煤灰掺量减少后，胶凝材料适应性改善，而优质粉煤灰掺量大胶凝材料适应性稍降低。外加剂掺量提高后，胶凝材料适应性明显改善。

4．  据试验号0313、0319、0320、0323，陈化时间长的P.042.5级水泥对外加剂适应好，但掺量再提高，净浆流动度增加不大，较新鲜水泥外加剂掺量提高，适应性明显改善。

      总之细度大的粉煤灰对混凝土性能有负作用，粉煤灰品质不能仅以细度为指标，外加剂对胶凝材料有一个最佳掺量，对不同品种水泥、不同胶凝材料体系掺量不同，水泥混合材掺量大对外加剂适应性变坏。需要指出的是，净浆试验方便快捷，但净浆试验结果与胶砂试验、混凝土试验相比因胶凝材料用量及内部比例，骨料用量及内部比例影响，指标有放大或缩小趋势，最终结果应以一定配比混凝土试验为准。