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混凝土礦物摻和料應用技術(shù)交流會(huì )之后，一種別樣的感覺(jué)油然而生，深感作為水泥技術(shù)人員對現代混凝土的發(fā)展，是如此地不了解、不協(xié)調、不適應，甚至發(fā)現過(guò)去對混凝土的傳統看法和良好愿望，竟然與這種發(fā)展相背而馳。而且筆者還相信，在閱讀和了解了這些現代混凝土理念和技術(shù)的重大進(jìn)步之后，這種感覺(jué)決非為我個(gè)人所獨有。那么什么是現代混凝土呢？它是以低水膠比、低水泥用量、低單位體積用水量為主要技術(shù)特性的混凝土，它是在***利用***減水劑和大摻量礦物摻和料的基礎上獲得的混凝土，是當今混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。由于現代施工方法的改變，大流態(tài)混凝土成為現代混凝土的主體。為此，混凝土作為多組分平臺，不只要從系統角度對***組分的作用重新認識，而且對其中的粉體——膠凝材料更要有嶄新的認識，因為混凝土中需要水化產(chǎn)物填充的空隙已經(jīng)大大減小，為了達到同樣的混凝土強度，無(wú)須再追求凝膠的數量，也不必對膠凝材料的活性過(guò)分苛求。本文對此展開(kāi)討論。1制作混凝土要從耐久性出發(fā)1.1混凝土強度對水泥的依賴(lài)程度變小盡管現代混凝土對強度等力學(xué)性能有基本要求，但它的關(guān)鍵性能已從著(zhù)眼于強度，轉移到耐久性的長(cháng)遠目標上來(lái)。因為混凝土強度高并不一定耐久性就長(cháng)；相反，強度越高的混凝土由于缺乏整體彈性，反而容易開(kāi)裂，導致建筑物使用壽命的縮短。過(guò)去水泥人對混凝土耐久性也略知一二，無(wú)非是要求***抗凍性能、抗滲性能、抗碳化性能、抗硫酸鹽侵蝕及抗堿骨料反應等，而且還認為要具有這些性能，只有提***標號、降低有害元素含量就是出路。實(shí)際上，即便達到上述這些指標，混凝土也不見(jiàn)得耐久性就好。為此，水泥企業(yè)一定要對單純追求強度的觀(guān)念徹底更新，不能再將生產(chǎn)高標號水泥引以為自豪，當作弦耀質(zhì)量?jì)?yōu)異的資本，甚至不惜增加電耗磨細水泥（***比表面積）、或添加助磨劑等辦法實(shí)現這個(gè)目標。有些企業(yè)為了***低需水量的要求，不是從改善熟料晶相組成及粉磨粒徑控制上想主意，卻從摻入減水劑中尋求出路，反而增大了攪拌站試配的難度……。***這些，都表明水泥制造者已經(jīng)走入了誤區。為了耐久性的***，我們至少應當將防止混凝土開(kāi)裂，作為***水泥性能的基本課題。盡管開(kāi)裂的原因不只來(lái)源于水泥，但依靠磨細產(chǎn)品***高標號的工藝，就是導致混凝土開(kāi)裂的原因，而且必將帶來(lái)水化熱過(guò)高、后期強度過(guò)低等一系列劣質(zhì)性能。有一個(gè)真實(shí)的故事，可以說(shuō)明“追求強度”在行業(yè)中是司空見(jiàn)慣的。在新疆一個(gè)有六十余年歷史的老水泥廠(chǎng)，由于沒(méi)有跟上技術(shù)進(jìn)步的步伐，裝備已經(jīng)陳舊落后。盡管如此，年他們?yōu)槟秤脩?hù)成功生產(chǎn)了52.5號水泥，為此，該廠(chǎng)興高彩烈地準備申請在生產(chǎn)許可證上增加高標號品種�？烧�府��(jīng)辦人員的答復卻是：“你們現在的裝備都已在國家規定淘汰之列，不讓你們立即停產(chǎn)就不錯了�！眹樀迷撈髽I(yè)再不敢提及此事。這就是當前從管理到生產(chǎn)，全行業(yè)對待產(chǎn)品質(zhì)量的縮影：生產(chǎn)者***感興趣的是用戶(hù)的高標號要求，并以此表明自己的水平；而管理者則以裝備規格大小，對企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量說(shuō)事……。上上下下都在與混凝土性能的發(fā)展嚴重脫節，但似乎都還是那么一本正經(jīng)地履行職守。再退一步說(shuō)，即便混凝土需要強度，也已經(jīng)用不著(zhù)完全依賴(lài)于水泥。實(shí)驗證明，當外摻料細磨后，也會(huì )依靠顆粒間界面的范德華力增加強度；更何況在減水劑作用下，不僅***了混凝土施工對流動(dòng)度的要求，而且由于大幅降低混凝土的水膠比，必然大幅減少拌合物中留下的空隙，這種增強渠道才是溯本追源，它并不亞于水泥水化膠合物的充填作用。因此，水泥生產(chǎn)者更應關(guān)心混合材與熟料粉磨后的粒徑組成，盡量減少水泥不合理粒徑組成為混凝土帶來(lái)的孔隙。對比當今水泥企業(yè)控制水泥質(zhì)量仍張口閉口以篩余、比表面積說(shuō)事，且不說(shuō)觀(guān)念陳舊所帶來(lái)的盲目，與當前物料粒徑組成的檢驗技術(shù)相比，業(yè)已如此落后，如果從***混凝土性能的目標相比，更有如南轅北轍。正是由于減水劑的使用，當混凝土的水膠比越發(fā)低于0.5時(shí)，就能大幅縮減混凝土中水泥的用量，這不僅降低了混凝土的成本，而且這樣才可能降低需水量。水化熱降低，有利于減少混凝土開(kāi)裂的可能，極大地***混凝土的關(guān)鍵性能——耐久性。如此看來(lái)，原來(lái)混凝土中***小水泥用量的規定，現在不僅沒(méi)有積極意義，反倒成為阻礙混凝土技術(shù)進(jìn)步的障礙。由此覺(jué)得“廢除某些水泥標準便可以緩解水泥供大于求”的決策有些可笑，簡(jiǎn)直不能與混凝土節能減排的大手筆——減少水泥用量相比。1.2外摻料發(fā)揮的作用越來(lái)越大在對待外摻料態(tài)度上，現代混凝土有了翻天覆地的變化，以前，不論是水泥工作者，還是混凝土工作者，都以為摻加混合材就是為了降低成本，是一種變相的“摻假”。然而，現在外摻料的正確添加，已經(jīng)成為***水泥、混凝土性能中不可少有的手段。以粉煤灰的添加為例，過(guò)去總是在***考慮水泥和骨料的特性基礎上，如何按照等量或***量替代計算其摻量，而且常以試驗室固定水膠比的試驗配方為指導。在這種單一線(xiàn)性關(guān)系的分析方法中，即使摻量不大，與不摻的混凝土相比，28 d以上齡期的養護強度都會(huì )降低，收縮增大，抗碳化、耐磨耗等耐久性指標也隨之明顯下降。因此多摻粉煤灰，就成了摻假的代名詞，只有限制摻量了事。但實(shí)踐已證明，現代混凝土使用***及復合減水劑后，大幅降低拌合物的水膠比，通過(guò)大摻量粉煤灰（50%），反而極大地***了現實(shí)中混凝土的施工性能及使用性能。這說(shuō)明，只有從整體角度分析影響因素時(shí)，才會(huì )重視水膠比這個(gè)影響強度的***敏感的因素。此時(shí)需要用“壓實(shí)因數”作為評價(jià)指標，而不應再延用“等坍落度值”作為配比設計依據，后者只能評價(jià)拌合物剪切極限，而反映不出其塑性粘度的變化。甚至應當將粉煤灰視為獨立組分計算配料，因為一方面在拌合物加水初期，粉煤灰對水分有吸附作用，有利于補充水泥在繼續水化過(guò)程中不足的水，起到“內養護”作用；另一方面，粉煤灰水化速度慢，可以降低水化熱，緩解混凝土施工中溫升較快的傾向，減小了混凝土構件的體積變化，有利于防止構件的開(kāi)裂。從這種概念出發(fā)，說(shuō)明當前粉煤灰的分級標準并不恰當，不僅不利于所謂低等級粉煤灰的利用，還不能準確表現粉煤灰對水膠比的影響，反而錯失了它改善混凝土性能的機會(huì )。對照當今水泥行業(yè)中對混合材使用的研究，在近年相關(guān)雜志發(fā)表的論文中，盡管先驅者也在考慮讓它與熟料的粒徑組成能合理組配，但更多看到的卻仍是纏綿于混合材在水泥中的化學(xué)活性作用，而且還無(wú)法擺脫0.5的標準水灰比試驗驗證。我們的不少標準仍是過(guò)多糾纏在對材料組成、生產(chǎn)過(guò)程的指令性指標上，而不是加強性能型指標的規定，比如控制各類(lèi)水泥中混合材的加入量，就與混凝土要規定水泥的***少摻用量一樣。這種習慣性思維，不僅嚴重束縛了混合材對混凝土質(zhì)量的貢獻，還會(huì )導致大量所謂劣質(zhì)混合材的無(wú)法使用。實(shí)際上，為了混凝土的耐久性，抗氯離子滲透性能、抗凍性能試驗、抗硫酸鹽侵蝕性能等都是經(jīng)常要求的指標。而礦粉及粉煤灰的分別摻加，或復合摻加，只要有合理的配比，并取代水泥，都會(huì )使這些性能得到***。當摻量較大時(shí)（一般不***過(guò)50%），對它們的改善程度越高。外摻料種類(lèi)繁多，完全可以因地制宜，除貫用的粉煤灰、礦渣粉外，石灰石粉等材料也日益得到青睞，而且摻量在粒徑合理時(shí)可大幅增加，以代替水泥用量。當今混凝土協(xié)會(huì )下都設有不同的外摻料分會(huì )，就足以說(shuō)明外摻料對混凝土性能的重要性。對于不同種類(lèi)的外摻料要有不同摻量設計，尤其復合使用后，會(huì )獲得更好效果。對此，水泥企業(yè)要將自身混合材的選用與配料，與混凝土企業(yè)聯(lián)手，進(jìn)一步合作尋找將水泥混合材與混凝土外摻料統一計算配方的途徑，研制并生產(chǎn)***的外摻料，才是成為兩個(gè)行業(yè)走向共贏(yíng)的重要渠道。1.3對骨料的要求在變隨著(zhù)優(yōu)質(zhì)河砂資源的枯竭，機制砂正在成為現代混凝土生產(chǎn)的主要砂源，因此，對骨料質(zhì)量的研究及要求將會(huì )實(shí)現跨躍性***。骨料要求的重點(diǎn)將是粒徑比及粒形合理，它是關(guān)系水泥用量及混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節，而不是曾被想像的那樣骨料的硬度越高越好，相反，過(guò)硬的骨料反倒會(huì )破碎成更多片狀、條狀等不理想粒形，也易形成級配不合理，粗、細顆粒都偏多的呈啞鈴型組成，它們只能制造漿體較多、用水量較高的混凝土。因此，凡是要想向骨料生產(chǎn)線(xiàn)發(fā)展的水泥企業(yè)，就應該重視這些標準，重新審視與選擇骨料的來(lái)源。2混凝土施工性能與產(chǎn)品性能的***性混凝土為了要求耐久性，還必須先***它的施工性能�？梢韵胂�，如果沒(méi)有和易性做保障，就無(wú)法保證混凝土的均勻密實(shí)成型，水膠比雖低了，但強度并不一定高，耐久性也并不一定好。反之，如果中低強度混凝土施工不接受對坍落度較低的控制，就難以增加粉體用量，前述的***性能也必將難以實(shí)現。獲取高施工性能的關(guān)鍵之一是，***水泥與外加劑的相容性，即在盡可能少使用外加劑的情況下，同樣的需水量，混凝土就能獲得足夠的流動(dòng)性、泵送性。因此，水泥企業(yè)需要開(kāi)展與用戶(hù)使用相對應的外加劑相容性的檢驗和控制，而且要做與攪拌站實(shí)際水灰比條件下的相容性，而不能只按標準水灰比進(jìn)行。如果用0.5標準水灰比檢測外加劑的質(zhì)量，并不能表明水泥在混凝土中與外加劑相容的實(shí)際水平。只有用實(shí)際水灰比檢測，才可能為混凝土控制質(zhì)量創(chuàng )造條件。水泥走向市場(chǎng)的這種必要性，雖然已被不少同行所認識，明確它已不再是可有可無(wú)的檢驗項目，但在摸索水泥生產(chǎn)環(huán)節中如何***相容性，仍有相當長(cháng)的路要走。獲取高施工性能的關(guān)鍵之二是，應該重視粉體的作用。粉體所具有的優(yōu)良需水特性，及應該有合理顆粒級配，而不是過(guò)高的活性，尤其不要求早期的高活性，才能為混凝土施工創(chuàng )造更好的條件�？梢赃@樣理解，只有早期的低活性，才表現需水量小，才有可能表現為良好的***細填料行為，才能與水泥顆粒共同構成合理的膠凝材料。因此，那種石灰石粉料或與質(zhì)量并不理想的粉煤灰按比例配制的新型礦物摻和料，都將是更受歡迎的增加混凝土和易性的材料。這個(gè)結論與對水泥生產(chǎn)中一直摻用石灰石粉的認識所不同，以為摻用石灰石粉僅僅是一種降低成本或追求早強的惰性混合材，這種認識實(shí)在是過(guò)于膚淺。由于石灰石粉表面能較低，易于分散，達到同樣流動(dòng)性時(shí)需水量可減少，而***細石灰石粉更表現出優(yōu)異的減水增塑效果，在低中強等級混凝土中，它能在同樣坍落度時(shí)單位體積用水量明顯減少；而對高強等級混凝土，它可以使其粘度顯著(zhù)降低，同樣有利改善流動(dòng)性。應該明確，石灰石粉不完全是一種惰性混合材料，后期可以生成三碳水化鋁酸鈣和單碳水化鋁酸鈣；早期具有一定的促進(jìn)水化的加***應，一定摻量下對早期強度影響不大；又由于不是自身水化，混凝土水化溫升并不高。***這種特性再次說(shuō)明，將***粉體作為膠凝材料統一對待才是明智之舉；對這些特性的應用也說(shuō)明，沒(méi)有放之四海而皆準的***材料，只有合理利用它的特性為我所用的先進(jìn)理念。3混凝土對水泥性能的高要求水泥人必須清楚，現代混凝土對水泥強度的依賴(lài)程度大幅降低，32.5號水泥照樣可以輕松配制C60混凝土。今后，混凝土將以水泥性能的穩定性、產(chǎn)品的均質(zhì)程度、對外加劑的相容性好等標準，作為區別水泥性能優(yōu)劣的關(guān)鍵�？梢灶A測，未來(lái)這些性能不佳的42.5號水泥，其售價(jià)將很難比性能俱佳的32.5號水泥高，甚至將來(lái)可能以出廠(chǎng)水泥主要性能的標準偏差大小來(lái)劃分水泥等級、評定價(jià)格。穩定***這些性能，將是對每個(gè)水泥企業(yè)的嚴峻挑戰。它決不與企業(yè)規模大小成正比，相反生產(chǎn)規模越大，生產(chǎn)均勻性的要求將越高。那些存在這些劣習的企業(yè)，諸如不能控制或不想控制進(jìn)廠(chǎng)原燃料質(zhì)量穩定（比如對石灰石礦山不開(kāi)采、讓沒(méi)有資質(zhì)的企業(yè)承包開(kāi)采、購買(mǎi)原材料拚命壓低價(jià)格）的，也不重視使用可靠計量設施（不重視在線(xiàn)儀表檢測、仍按盤(pán)庫計算產(chǎn)量、消耗指標）的，設備不能完好運行（企業(yè)仍是低價(jià)采購裝備、設備運行仍然依靠維修為主）的企業(yè)，勢必無(wú)法讓產(chǎn)品進(jìn)入具有穩定性能的行列。4結束語(yǔ)應該坦率承認，在我國水泥十余年產(chǎn)能的大發(fā)展中，對高性能水泥的研究并不多，在市場(chǎng)上，也很難見(jiàn)到高性?xún)r(jià)比水泥的蹤影，甚至高性能水泥并沒(méi)有以高價(jià)售出。***糟糕的是，大家都在比拼壓低價(jià)格的同時(shí)，卻以為水泥已經(jīng)“同質(zhì)化”，在質(zhì)量上不求進(jìn)取，這是理念上的誤區和差距，它已經(jīng)成為***水泥質(zhì)量的絆腳石，必須盡快更新。當然，混凝土行業(yè)自身的技術(shù)如此迅速發(fā)展，并不代表整個(gè)行業(yè)都跟上了這個(gè)脈博，從年吳中偉院士提出高功能混凝土的概念，到現在已有二十余年，仍是在逐步深入的過(guò)程中，但畢竟變成了實(shí)踐。據說(shuō)***數千個(gè)混凝土攪拌站，已有企業(yè)在大膽嘗試生產(chǎn)高性能混凝土，盡管為數不多。因此，水泥行業(yè)當下的不理解還不必過(guò)分責備，也還有情可原，但是能被諒解的時(shí)間不會(huì )太長(cháng)。因為這將是水泥與混凝土行業(yè)節能減排帶有方向性的進(jìn)步，過(guò)去的工藝認識，讓我們多耗能而并未得到高質(zhì)量的歷史，隨著(zhù)***領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，必然會(huì )被改寫(xiě)�？梢灶A言，有了值得追求的新技術(shù)、新思路，對此技術(shù)發(fā)展理解的速度與深度，既是對混凝土行業(yè)，也是對水泥行業(yè)的又***大浪淘沙，那些不肯理解者，在當今水泥、混凝土已遠供大于求的市場(chǎng)中，勢必被無(wú)情淘汰。