混凝土原材料的檢測與控制方法

　　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、混凝土的配合比等也要作相應(yīng)調(diào)整，并沒有通用的固定配合比。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(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，試驗室必須及時掌握標(biāo)準(zhǔn)的修訂情況，同時注意到原材料某個項目可能在不同標(biāo)準(zhǔn)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》2個標(biāo)準(zhǔn)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來控制生產(chǎn)，或比較幾個產(chǎn)品的優(yōu)劣，需要有可行的檢驗方法，采取的方法未必是國家標(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(yīng)測定其壓碎值，壓碎值大的石子不能用于生產(chǎn)高標(biāo)號混凝土。針片狀多、級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)濟性差，應(yīng)避免使用。采用同一石場的石子，平時應(yīng)重點檢測其級配，注意針片狀含量。

　　3.黃砂應(yīng)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(yīng)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(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。水泥強度的高低直接影響混凝土強度的高低。按水灰比公式C/W=fco/（fce×0.46）+0.07，可知水灰比一定時混凝土強度fco與水泥強度fce成正比。如原設(shè)計混凝土強度34.5MPa（C30等級），采用P·O42.5級水泥拌制，水泥強度48MPa，可知水灰比C/W=1.63，若因管理不善，誤用P·O32.5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·O42.5級水泥強度在45Mpa～52MPa之間波動，混凝土強度波動在設(shè)計強度等級范圍內(nèi)。可見預(yù)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28天才知道，這就要求試驗室按批復(fù)試水泥強度，還要通過大量試驗數(shù)據(jù)積累，建立早期（1天，3天）強度與28天強度的關(guān)系式，就能避免使用不合格水泥。據(jù)筆者經(jīng)驗P·O32.5級水泥3天強度小于20MPa，P·O42.5級水泥3天強度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以需水量比指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)。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(yīng)做到每車取樣檢測細度，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度坍落度、強度變化應(yīng)足夠重視。粉煤灰需水量比檢測方法建議采用GB/T18376-2002標(biāo)準(zhǔn)采用的方法，采用GB/T1767-1999規(guī)定的膠砂測定對比膠砂的流動度，測定試驗?zāi)z砂在達到對比膠砂流動度時用水量。也可測定試驗?zāi)z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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)砂進行篩分，較為煩瑣，且因稱量誤差、篩子誤差導(dǎo)致檢測不準(zhǔn)；二是對比膠砂在用水l25ml時，其流動度未必在130mm～140mm范圍之間，對比膠砂用水可能要多次調(diào)整；三是試驗?zāi)z砂流動度達到130mm～140mm之間用水也要多次調(diào)整，可見GB/T1596-2005的方法達不到準(zhǔn)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(yīng)性較好，初始凈漿流動度較大，1小時凈漿流動損失很小。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l63mm，1小時后流動度為68mm，該水泥陳化21天再測凈漿流動度達240mm，差距很大。所以檢測外加劑用水泥應(yīng)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(zhǔn)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(zhǔn)膠砂流動度時用水量。

　　試驗室必須準(zhǔn)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l天、3天強度，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(yīng)性。試驗方法：GB50119-2003附錄A外加劑對水泥適應(yīng)性檢測方法，W/C=0.29，P·O42.5級水泥和P·O32.5級水泥為華新水泥，外加劑為TH-Yl，粉煤灰礦來自兩個廠家。試驗結(jié)果分析見下表。

　　1.據(jù)試驗號0304、0305、0310、0311、0313、0319、0320、0323，對該外加劑適應(yīng)性P·O42.5級水泥優(yōu)于P·O32.5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·O42.5水泥中摻入不同細度粉煤灰，膠凝材料對外加劑適應(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(yīng)性越差。

　　3.據(jù)試驗號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，相同細度的粉煤灰摻入水泥中，膠凝材料對外加劑適應(yīng)性并不相同。因此筆者認(rèn)為檢驗粉煤灰品質(zhì)不能僅以細度為指標(biāo)，而應(yīng)以細度和摻粉煤灰的水泥的凈漿流動度2個因素為指標(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)試驗號0313、0319、0320、0323，陳化時間長的P·O42.5級水泥對外加劑適應(yīng)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(yīng)性明顯改善。

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