廣州市商品混凝土原材料調查研究與管理分析
2006-08-31 00:00
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摘 要：本文通過對廣州商品混凝土原材料現狀的調查研究，結合國內外原材料管理經驗，對商品混凝土原材料現狀進行了詳細分析，并提出其發(fā)展與管理建議。
關鍵詞：商品混凝土；原材料；管理
目前廣州商品混凝土質量的主要制約因素是原材料的質量。由于當前商品混凝土生產商技術力量欠缺，對原材料的認識不足或片面，原材料供應商對原材料缺少必要的預處理等，均制約了砼原材料，尤其是骨料及外加劑質量的提高。例如人工碎石骨料，大部分廠家均缺少對骨料的清洗處理，而在國外這方面的理念已上升到對骨料“美容”的程度。其實人工骨料在機械破碎制造過程中，不可避免地伴生有石粉微粒礦物。石粉的有害作用及存在的形態(tài)均與粘土礦物相類似，主要是物理危害。例如法國Malpasset 壩的混凝土，雖是硬化25 年的混凝土，其粗細骨料是由機械破碎流紋巖制成的。由于其骨料表面粘附一層紅色石粉，水泥- 骨料界面上膠結薄弱，使骨料從此薄弱界面脫出。這足以證明，沖洗石粉，限制石粉含量，是人工骨料混凝土取得優(yōu)質的關鍵。所以對原材料的技術管理的提高是目前較為緊迫的當務之急。
1 粗骨料調查研究與技術管理分析
1.1 碎石廠的規(guī)模應向大型化、機械化和管理科學化發(fā)展
目前廣州市的石廠較多，而且規(guī)模小、設備落后、技術力量薄弱、生產粗放，不利于提高骨料產品的技術含量和生產工藝素質。這不僅影響骨料市場的良性競爭和進步，而且直接影響建筑物砼的最終質量。所以對碎石廠的立項要嚴格控制，應關閉或整改一些生產粗放落后的石廠。為適應建設發(fā)展的形勢，一個中、大城市應至少興建一座現代化、規(guī)?；乃槭圃熘行模ㄆ髽I(yè)）。例如，英國分布有3 個巨型采石場，生產能力達1000～5000t/h，年生產能力達200～1000 萬噸，礦石儲量可供100 年開采。其碎石的運輸均采取聯(lián)合運輸作業(yè)的經濟運送系統(tǒng)。其中列車運輸占最大比重，每列車運輸量最高達2000～4000 萬砘。因此，目前廣州碎石產業(yè)正面臨著產業(yè)改造的艱巨任務，即設備更新、降低成本、降低能耗、采用提高勞動生產率的科學工藝流程、合理運輸供送、質量控制規(guī)范化和科學化，以及勞動素質提高等一系列改造。
1.2 應就礦山的開采建立科學的技術論證制度
雖然廣州周邊礦山大多屬于花崗巖石，但出于對環(huán)境的保護和對骨料的具體掌控，礦山的開采也應經過科學的技術論證。從粗骨料調查情況看，部分石廠供應的碎石常出現硫化物偏多現象。這些硫化物礦物很少以單獨顆粒存在，往往包裹在巖石的結構中，當處于波特蘭水泥混凝土Ca（OH）2 飽和溶液中，活性的硫化物會氧化成硫酸亞鐵，而構成酸性腐蝕，使顆粒失去強度或粘結力。硫酸亞鐵進一步反應，會形成石膏，引起石膏結晶膨脹，石膏進一步與水泥水化物的鋁酸鹽及Ca （OH）2 反應，生成鈣礬石結晶，起膨脹破壞作用，另外還含有云母等不利成分。所以對于礦山的開采，一方面應對其巖性及風化情況進行技術論證和開采控制，另一方面還應從環(huán)境保護上進行開采規(guī)化。
1.3 建立碎石廠的科學立項評估和監(jiān)管制度
骨料的級配、基本粒形、針片狀骨料含量、比重等基本性能指標，對混凝土都有一定的影響。基本粒形好的其實積率也大，空隙率減小，流動性好，可節(jié)約水泥漿體量，增大混凝土流動工作性，而且可以提高混凝土強度。但對于廣州花崗巖骨料來說，其主要不足在基本粒形、針片狀含量、級配情況以及石粉含量等方面。而花崗巖骨料的基本粒形的好壞和針片狀骨料的多少與破碎的機械設備有很大的關系。目前廣州骨料生產不重視工藝流程及工藝設備的選型或改造，生產質量長期低下。例如工藝流程不合理，缺少骨料清洗、砂均化、級配搭配優(yōu)化等環(huán)節(jié)；工藝設備規(guī)模小，這使得粗骨料的破碎不只是骨料之間的碰撞和磨剝而很大部分是骨料與機腔的碰撞和擠壓，造成骨料的針片狀含量增大而且不穩(wěn)定。所以對于立項的碎石廠，行政主管部門要組織專家對其投資及設備和技術水平進行一定的評估和監(jiān)管。
1.4 對碎石廠的工藝及控制技術應做出制度性規(guī)定
石頭除進行常規(guī)破碎外，還應具有顆粒整形、骨料清洗、骨料的初步均化工藝環(huán)節(jié)。目前，這種要求雖在一定程度上增大了骨料的加工成本，但從長遠來說對于提高混凝土硬化后質量與降低砼成本是有較大益處的。例如，人工骨料比之天然骨料，前者粗糙尖棱，后者圓滑。單位立方米混凝土的用水量前者比后者多20～25Kg，水泥用量多40～50Kg。
對于石生產廠，在骨料生產控制方面，應適當嚴格國標規(guī)定的部分指標要求，并進行必要的技術論證。例如對骨料的石粉以及針片狀含量，國標的規(guī)定都較為寬松。其實這些放寬的規(guī)定可能是不適當的，無論骨料所含的是粘土物質還是石粉，它們都是礦物微粒，有害作用是一致的，放寬石粉含量是不科學的。再者，廣州市粗骨料由于生產水平不高，除極少數石廠外，基本粒形均較差，而類針片狀粒形骨料較多，所以我們應適當嚴格針片狀的實際含量，國標的規(guī)定對于廣州市來說相對太寬松。
1.5 對粗骨料生產企業(yè)加強技術監(jiān)管
碎石生產商必須具備一定技術水平的生產控制和產品檢驗制度、技術人員配備及檢測和實驗設備。由于技術力量的薄弱，部分石廠還存在例如采用錐型堆料等簡單錯誤，這是不科學的，往往加重骨料的分離，而且提供的產品顆粒級配波動較大。往往給商品混凝土生產者造成較大困難，對于混凝土質量也不利。
2 細骨料調查研究與技術管理分析
目前廣州市商品混凝土用砂大多采用西江與北江兩地的砂。從理論上及實驗的結果來講，中砂應用效果最好，但由于廣州市采伐點有局限，實際大部分采用的是粗細砂，而且砂的質量波動也較大。
2.1 建立切實可行、科學的立項制度
對于細骨料開采企業(yè)，應建立一定切實可行的開采制度、論證程序及環(huán)境與資源保護制度來對之進行立項審查。使采砂廠必須具備良好的資源條件、投資及投產條件、生產規(guī)模、工藝及設備條件，這對克服破壞生態(tài)環(huán)境的亂采、亂挖、低水平生產導致砂品質低劣的狀態(tài)，以及促進該行業(yè)產業(yè)化、現代化有重要的作用。
2.2 建立砂的分級制備與供應制度
目前，廣州砂的生產只是簡單的江上開采、岸邊堆積、車船運輸簡單原始操作。由于天然砂因季節(jié)的不同隨江水的流態(tài)變化，砂的粒度分布及細度變化較大，若砂生產商只是原始式開采供應，必將加重天然砂的細度變動，如不采用必要的措施，要將其控制在一定范圍內是相當困難的。國外已開始對砂進行分級使用，但在我國還不普遍。據國外經驗，由于砂子的分級使用，混凝土的抗壓強度有可能提高3．0～4．0MPa，對于大體積混凝土來說，大約減少20%水泥用量，而且對小于0．3mm 以下類似云母薄片及粘土質等有害雜質可以除去，因而增進了砂的引氣性能。
所以，廣州應根據實際必須走在骨料生產技術提高的前列，克服目前對我市混凝土質量影響較大的砂的問題。應對細骨料加工企業(yè)提出必備的加工工藝。除常規(guī)開采外，還應對砂進行一定的大致分級（如采用螺旋分級機或水力分級機、多箱式分級機等）、自然脫水、初步均化工藝，每個企業(yè)對提供的產品要有一定的質量范圍規(guī)定，提供的產品必須符合說明，模數偏差不應超過0．2，而且要嚴格執(zhí)行。
2.3 加強砂的技術監(jiān)管， 建立規(guī)范使用制度
砂子級配對于混凝土和易性及澆筑性能的重要性遠遠超過粗骨料級配。所以生產商在生產時必須采取如下措施來優(yōu)化供應的產品：①粗、細砂按適當比例摻配混合，使之達到級配規(guī)范要求；②當原砂料某粒級范圍偏粗時，將其粗、細粒級分級出來，然后磨細粗粒級再摻配混合；③如果砂料資源充沛，將原砂顆粒分成幾個粒級，棄掉其中某些粒級的多余部分，再摻配混合。
除對砂的常規(guī)模數、級配、含水率等進行控制外，還要定期對其含泥量、云母含量進行檢測和控制，這部分工作應重點針對砂開采加工商。骨料中云母含量對混凝土的工作度有較敏感的影響，當云母在骨料中的含量達到2%時，混凝土工作度損失幾乎達到50%；當云母含量達到10%時混凝土的坍落度降低到零。另外，云母含量對混凝土強度也有顯著的影響，強度損失百分率隨云母含量增加而增加。而在實際中這方面的檢測較少，有的基本沒有進行。所以這方面的監(jiān)管工作加強。
混凝土攪拌站應對砂的含水率加強控制，且具備生產檢測和控制及生產調整的臺帳記錄。砂子含水率穩(wěn)定與否，對貧配合的大體積混凝土來說，其影響大于富配合混凝土。對于貧配合混凝土來說，當含水率波動2%，其水灰比有可能相差0．05 左右，混凝土的強度波動能達2．0～3．0MPa 另外砂子的含水率還和砂子的分離現象有關，當含水率達5%～8%，基本上不產生分離，也不會產生級配的變化，但當含水率很低，在3%以下時，其分離現象則很嚴重，所以攪拌站不應用含水率太低的砂。
3 外加劑及摻合料調研與技術管理分析
目前，從宏觀來講，廣州混凝土外加劑及摻合料市場存在的主要問題是：企業(yè)規(guī)模小，數目多，低水平重復建設和低層次競爭；市場開拓不夠；大部分外加劑廠管理粗放。部分外加劑廠短期行為突出，部分性能差或假冒產品無序競爭沖擊市場。而且很大一部分外加劑性能指標低、濃度低、氯離子和堿含量高。摻合料產品單一，技術儲備不足。
3.1 以產品結構調整為重點加強行政管理
政府部門應把重點放在調整廣州市外加劑的產品結構調整上，提高高技術含量產品的比率。對于新立項的外加劑廠項目要嚴格把關，指導方向應以發(fā)展高性能、高濃度、環(huán)保型、智能型的外加劑，逐步淘汰低性能、低濃度、高堿含氯、對環(huán)境有污染的外加劑品種；推廣液態(tài)產品，限制粉狀產品。
目前，廣州外加劑市場主要是減水劑、泵送劑、少部分的防水劑和膨脹劑。減水劑應積極研制、開發(fā)、推廣使用高濃度低堿的萘系高效減水劑和聚合物類高效減水劑；泵送劑應積極開發(fā)以高濃度萘系高效減水劑、三聚氰胺類、胺基苯磺酸鹽系的高性能泵送劑，限制低性能泵送劑發(fā)展；防水劑應只允許無氯、低堿、高性能的進入廣州市場；膨脹劑更應嚴格控制，淘汰摻量大、堿含量高的，必須應用高性能產品。
同時，控制廣州市外加劑的生產總量，制止低水平基礎上的過度競爭，以往的準用證制度執(zhí)行較松，基本沒起到控制質量和監(jiān)督的作用。支持產品結構優(yōu)化、生產條件完善、產品開發(fā)和技術服務能力強、經營行為自律的骨干企業(yè)加快發(fā)展，提高行業(yè)的生產集中度和整體素質。
3.2 加強對外加劑廠的技術水平要求
對于本地外加劑企業(yè)及外地進駐外加劑技術服務機構，應完善已有規(guī)定或進一步制定有關規(guī)定來加以管理。主要從配備技術力量及配備設備水平進行管理?；炷镣饧觿┑纳a應逐步更新設備、采用全機械化生產線，同時實現自動計量。在生產管理上進行ISO9000 標準質量體系認證，或首先建立以此為目標的企業(yè)質量保證體系。從總體上提高外加劑的技術水平和服務力量。
同時，要求生產廠家增加外加劑產品的透明度。目前廣州市外加劑的產品所提供給客戶的產品說明書缺乏透明度，這使商品混凝土生產商難以根據實際來指導實踐。同時使部門對之的監(jiān)管難度也增大。
3.3 強化終身責任制， 引入產品標識與追溯制度
目前廣州膨脹劑的應用及研究較薄弱。有的摻量較大，引入混凝土堿量較高；有的膨脹作用較?。挥械呐蛎涊^大甚至引起混凝土開裂。所以對進入廣州市場的膨脹劑應嚴格控制。鑒于此，應堅決執(zhí)行建設項目終身責任制，這是防止假冒偽劣和不合格膨脹劑進入市場，防止某些施工單位和混凝土攪拌站偷工減料等行為的根本措施。監(jiān)理和質檢部門要嚴格檢查，按“建筑法”加強監(jiān)督，獎罰分明。
同時，對在廣州生產高效外加劑的生產廠家，建議也應引入高性能混凝土外加劑產品標識與質量追溯制度。該制度要求必須對進廠的每一種、每一天來的原材料進行標識，對生產中每個過程、全部情況進行標識，對生產每一批產品進行標識，標識必須要有記錄。使用單位在出現問題時必須對其進行上述方面的有關調查。廣州商品混凝土大部分為C60 以下的標號，但也有部分用到C80。而配制高性能混凝土就需要高效減水劑，而且減水劑的作用較大，為滿足高性能的要求，極少部分科研能力強的外加劑廠提供的外加劑是多功能高效減水劑。減水劑的成分相對較復雜，而且當發(fā)現高性能混凝土問題時，需要馬上能追溯外加劑質量情況，除確定事故責任歸屬外，關鍵是方便采取適當科學的解決措施。
3.4 加大開發(fā)摻合料品種力度， 加強站內檢測控制
目前，廣州商品混凝土所用摻合料基本都是二級粉煤灰，部分高強高性能混凝土對礦渣有極少量應用，由于產品單一，摻合料在很多時候相對供不應求，混凝土生產商為了降低產品成本，緊要時不管什么質量的灰都會用，這就為將來的混凝土帶來較多潛在隱患。所以開發(fā)摻合料品種是目前當務之急。
另外，還應重點加強站內摻合料的檢測管理和控制。目前站內對粉煤灰的控制主要是細度和需水比，而且對摻合料的作用缺乏正確的認識，粉煤灰的燒失量對混凝土影響較大，但實際中缺少控制。所以應根據實際制定更嚴格的規(guī)定，在國標范圍內強制增強粉煤灰的檢測項目，而且除要求混凝土生產廠家具有完整的檢測記錄臺帳，攪拌站還應必須配備建材專業(yè)技術人員。
4 有關水泥技術管理意見
總的來說，目前廣州商品混凝土市場水泥的問題不大。其中大型水泥廠如珠水、石井、廣水等占有了大部分市場，所以水泥質量較穩(wěn)定。但水泥廠應從水泥與外加劑的相容性角度更進一步改善水泥的化學組成和物理性質；而且對于目前廣州周邊立窯水泥廠水泥，應有限制的進行準入，對于一些大型、技術力量強的立窯廠水泥可以準入低標號混凝土，質量相對穩(wěn)定的也可介入高強混凝土。總之要對立窯水泥做出必要的控制。
5 結語
通過以上的調查研究和技術管理分析，只有規(guī)范原材料的生產與使用，完善原材料生產與供應體系，才能保證混凝土質量發(fā)生真正意義上的總體水平提高。廣州市在砼及其原材料長遠發(fā)展規(guī)劃方面，應朝建立一個完善的建筑混凝土質量保證體系而努力。最終形成：①一個穩(wěn)定供應的質量保證的水泥生產基地；②一個生產設備及技術上檔次的，資源及加工兩方面的質量都有保證的砂、石骨料生產基地；③一個能生產系列化產品的外加劑生產基地或一套完善的外加劑供應網絡；④一套多品種、多功能的混凝土摻合料供應網絡；⑤一個具備合理的工藝布置、設備選型、計量精度、計算機控制和數據管理水平、原材料及產品檢驗和混凝土設計水平，并且選點合理的混凝土攪拌站布局；⑥一個技術資質合格、裝備配套的、嚴格管理的現場混凝土施工隊伍；⑦一套適合本地資源和建筑施工特點的嚴格的商品混凝土生產技術管理規(guī)程。 |
| 原作者： 徐海軍 文梓蕓 |
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