混凝土是目前建筑行業(yè)用途最廣的大宗材料，在工程領(lǐng)域發(fā)揮著其他材料無法替代的作用，而高性能混凝土是建立在聚羧酸減水劑和礦物摻合料兩大科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的六組分新型建筑材料。隨著高鐵等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，為高性能混凝土的發(fā)展提供了持續(xù)的增長空間。
影響混凝土性能的主要因素是多方面的，包括原材料質(zhì)量、配合比設(shè)計、拌合站及現(xiàn)場控制水平。除原材料質(zhì)量波動的因素外，對混凝土影響較大的因素是外加劑性能。施工單位、商混站混凝土性能不佳時，自己調(diào)整的空間很小，僅僅是對砂率、碎石級配、減水劑用量或用水量進行簡單的調(diào)整，混凝土性能始終達不到滿意的狀態(tài)，只有聯(lián)合減水劑廠家來進行調(diào)整，方能達到施工要求的相關(guān)性能。通常，圖紙會明確規(guī)定混凝土耐久性的相關(guān)要求，在進行不大修的情況下，混凝土使用壽命為100年，也有明確的混凝土耐久性規(guī)范，規(guī)定了具體的檢測參數(shù)、指標。為提高各行業(yè)混凝土的質(zhì)量，在以上各影響因素分析的基礎(chǔ)上，如何采取正確的措施來解決混凝土質(zhì)量隱患問題成為亟待研究的重要課題。
01
新形勢下預(yù)拌混凝土發(fā)展中存在的問題
目前，預(yù)拌混凝土存在以下技術(shù)難題：
?、倥浜媳仍O(shè)計不合理（各等級混凝土密度設(shè)計不正確、碎石最大粒徑選擇錯誤、水膠比混亂、用大砂率增加包裹、碎石級配比例選擇不當導(dǎo)致混凝土未形成填充結(jié)構(gòu)、從業(yè)人員對摻合料作用機理及對混凝土的影響認識不深入或過分夸大其作用導(dǎo)致?lián)搅坎徽_）。
?、诠ぷ餍圆睿ɑ炷撩邳S漿、泌白漿、油和碳顆粒析出、不掛漿、泌水、板結(jié)、抓底、無包裹、粘性差、含氣量控制不準確，氣損大，保坍困難等）。
?、凼┕だщy（斷樁、泵送困難、流動性差、振搗困難、坍損大、二次加水、浮漿厚、亂加增稠劑導(dǎo)致氣排不出等）。
④力學(xué)性能差（強度不滿足設(shè)計要求、漿體強度不足、漿和骨料結(jié)合面粘結(jié)力差、骨架結(jié)構(gòu)破壞異常）。
?、輰嶓w工程外觀差（“泛砂”漏骨料、泛白、泛黃、泛黑、魚鱗紋等）。要解決以上混凝土技術(shù)難題，必須從原材料性能、配合比設(shè)計、減水劑復(fù)配、現(xiàn)場混凝土分析與調(diào)整等方面提升相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員理論水平，提高現(xiàn)場解決混凝土問題的綜合能力。
混凝土是理論和實踐相結(jié)合非常緊密的學(xué)科，不能空談理論不去實踐，更不能盲目實踐而不去理論總結(jié)。如新拌混凝土泌水問題，其原因是非常多的，而絕大多數(shù)從業(yè)人員看到泌水問題，往往采取“降低減水劑摻量或用水量，加砂率”，這是錯誤的思路，源于從業(yè)人員對目前混凝土泌水問題的認識深度不夠。導(dǎo)致混凝土泌水主要原因有水泥的因素（級配不良、水泥缺硫、堿含量低、C3A低、石膏問題、混合材多且差等）、碎石級配不良、砂率不足、減水劑母液適應(yīng)性差、復(fù)配差（不消泡、引氣差、不提漿、緩凝劑使用不正確、高保母液使用不當、減水劑復(fù)配加保水增稠劑等）、減水劑過摻、混凝土含氣量不足、氣損大等。以上因素都會導(dǎo)致混凝泌水，但行業(yè)從業(yè)人員往往看到混凝土泌水就盲目采取“降低減水劑用量或水用量，加大砂率”的措施，這種思路是不科學(xué)的。
02
混凝土質(zhì)量下降原因分析
縱觀國內(nèi)混凝土行業(yè)，混凝土技術(shù)水平參差不齊，導(dǎo)致混凝土性能逐年下降，質(zhì)量事故層出不窮，原因是多方面的，主要包括：
?。?）水泥質(zhì)量瘦身嚴重，熟料越來越少筆者曾調(diào)研市場某普硅42.5水泥熟料含量小于45%，而普硅水泥標準要求大于熟料含量大于80%?；旌喜亩嗲也?，如鋼渣、建筑垃圾、粘土等，石膏五花八門（天然二水石膏占極少數(shù)，多數(shù)為脫硫石膏，甚至還有很多磷石膏、廢右膏），水泥標準稠度用水量變大，磨得太細，用量較大的普硅42.5水泥3天強度基本都在28～32MPa后期強度增長少（有近50%的普硅42.5水泥，28天強度不足45MPa）。
?。?）水泥礦物組成不合格或波動大，如水泥高堿導(dǎo)致坍落度損失大或快凝;水泥熟料中C3A偏低致使新拌混凝土泌漿或泌清水、水泥熟料中C3A偏高導(dǎo)致坍落度損失快或快凝現(xiàn)象；磷石膏含雜質(zhì)多導(dǎo)致新拌混凝土泌黃漿而抓底（C3A低時）、磷石膏含雜質(zhì)多導(dǎo)致新拌混凝土坍落度損失大或假凝（C3A高時）等種種問題。
（3）混凝土摻合料質(zhì)量差，目前市場上的粉煤灰質(zhì)量堪憂，假灰非常多，假灰中的有效成分活性成分含量較少。尤其是房建商混用粉煤灰（很多商混站連檢測粉煤灰活性玻璃體SiO2和Al2O3的檢測設(shè)備都沒有配備，很難把控粉煤灰質(zhì)量），假粉煤灰由于沒有活性成分存在或很少，致使粉煤灰不能與水泥水化產(chǎn)生的可溶性堿進行二次水化反應(yīng)使體系致密強度進一步發(fā)展。
?。?）把沒有活性的石粉作為膠凝材料（美其名曰叫礦粉，而混凝土中礦粉系指磨細礦渣粉），石粉沒有反應(yīng)活性，在混凝土中主要起填充、包裹作用，混凝土中摻入一定量的石粉，其包裹性、密實度會增加使得強度不降低，這不代表石粉有活性（當然納米級超細石粉除外）；另外，混凝土體系中摻入一定量石粉（不超過10%），對低等級混凝土是可行的，但也要考慮砂石中的大含泥量、大石粉含量，避免混凝土體系中石粉總含量過高。
?。?）行業(yè)從業(yè)人員總體素質(zhì)較差，業(yè)務(wù)能力有待提高，把控混凝土的能力嚴重不足。比如中鐵，有相當一部分試驗人員是由現(xiàn)場工人，甚至是司機轉(zhuǎn)崗而來，學(xué)歷不高，職稱較低，學(xué)習(xí)能力較差，且很少有機會參加相關(guān)技能培訓(xùn)。
混凝土作為一個系統(tǒng)工程，必須對原材料性能、配合比設(shè)計、減水劑復(fù)配、混凝土性能、現(xiàn)場施工等都非常熟悉，并融會貫通，方能保證混凝土質(zhì)量可控。我們的試驗人員通常只會做原材料試驗，但對原材料的指標對混凝土的影響卻一知半解，比如粉煤灰燒失量，規(guī)范規(guī)定抗凍地區(qū)不大于3%，對于這個指標的含義，很多技術(shù)人員解讀不夠深入。粉煤灰燒失量大，導(dǎo)致對減水劑的吸附作用較大，混凝土坍落度損失較大，尤其是對氣的吸附最為明顯，致使混凝土的氣引不上來，而寒冷地區(qū)的混凝土抗凍主要依靠含氣量，所以，規(guī)范規(guī)定抗凍地區(qū)混凝土入模含氣量最低不小于4%，也因此對減水劑的提漿、引氣、氣損、保坍等提出了更高的要求。從業(yè)人員大多對減水劑不熟悉，尤其不會采取措施提高漿體總量和從漿體進度考慮增加包裹，往往用大砂率增加混凝土包裹，導(dǎo)致配合比不合理，混凝土漿體發(fā)硬、流動性差，混凝土骨架結(jié)構(gòu)破壞，已經(jīng)成為常態(tài)。筆者認為，一旦不熟悉、不會調(diào)整減水劑性能，一會導(dǎo)致配合比不合理（大砂率、小碎石比例偏低、容重設(shè)計偏低、含氣量偏大），二會對混凝土性能的認識、分析不夠深入，調(diào)整措施沒有針對性。
與此同時，混凝土攪拌站往往在混凝土出現(xiàn)問題時過渡依賴減水劑廠家，而很多減水劑廠家技術(shù)人員普遍學(xué)歷較低，非本專業(yè)出生，也未經(jīng)過正現(xiàn)的繼續(xù)教育和崗前培訓(xùn)，跟著師傅學(xué)了幾天，就去現(xiàn)場做試配實驗，殊不知其師傅調(diào)整混凝土措施更多的是經(jīng)驗，并不精通調(diào)整機理。如今原材料質(zhì)量波動很大，對混凝土技術(shù)人員要求越來越高，部分廠家和技術(shù)人員已不能適應(yīng)這種變化，他們不懂混凝土各材料作用原理和核心材料水泥、外加劑的反應(yīng)機理，混凝土泌了就采取錯誤措施收漿，如加纖維素、保水增稠、糊精，導(dǎo)致現(xiàn)場混凝土施工非常被動。殊不知目前新拌混凝土和易性調(diào)整時，減水劑復(fù)配技術(shù)是混凝土技術(shù)的集大成，必須熟悉原材料性能，精通配合比設(shè)計，善于分析混凝土性能，了解現(xiàn)場施工工藝，方能做好減水劑復(fù)配技術(shù)。尤其是現(xiàn)在原材料較差，水泥的礦物組分多變，調(diào)新拌混凝土施工性能，更多是調(diào)整減水劑與水泥反應(yīng)的適應(yīng)性。如水泥C3A含量低，減水劑復(fù)配應(yīng)該加什么呢？C3A含量較高，減水劑復(fù)配加什么呢？水泥石膏不足，減水劑復(fù)配加什么呢？水泥低堿或高堿，減水劑復(fù)配加什么呢？混凝土假凝，減水劑復(fù)配用什么呢？這些都是有反應(yīng)機理和反應(yīng)方程式的，須按反應(yīng)機理采取相應(yīng)對策，方能解決現(xiàn)場問題。
?。?）資源緊張導(dǎo)致砂石質(zhì)量急劇下降，也致使混凝土事故層出不窮。近年來，隨著國家加大環(huán)保措施落實力度，砂石資源日趨緊張，且質(zhì)量波動較大，尤其是水泥中摻加的混合材、石膏的品種及摻量五花八門，各種原材料質(zhì)量已經(jīng)遠遠超出了編規(guī)范的、紙上談兵的專家預(yù)期，由此導(dǎo)致的混凝土性能不佳屢見不鮮，質(zhì)量事故層出不窮，如泌水、抓底、板結(jié)、快凝、后滯、包裹性差、流動性差、“泛砂”氣泡、油和碳顆粒析出等，這些問題，已經(jīng)遠遠超出絕大多數(shù)從業(yè)人員的能力范疇，僅僅通過技術(shù)人員簡單的調(diào)整（加減砂率、調(diào)整碎石級配、調(diào)整用水量或減水劑用量）已經(jīng)無法滿足施工需要。
?。?）設(shè)計理念和管理要求不同導(dǎo)致各行業(yè)混凝土性能參差不齊。中鐵的混凝土以耐久性指標為主要設(shè)計參數(shù)，實踐證明滿足耐久性100年的混凝土，其強度是遠超設(shè)計強度等級的。房建商混以抗壓強度作為主要設(shè)計參數(shù)，耐久性次之。
另外，不管哪個行業(yè)，混凝土配合比設(shè)計的行業(yè)默認規(guī)則不同。中鐵系統(tǒng)默認混凝土強度發(fā)展規(guī)律一般是：7天滿足設(shè)計強度，28天達到試配強度，28天之后的增長作為富余。中鐵系統(tǒng)一直在遵循這個原則，比如C30水下混凝土，其試配強度42.7MPa，中鐵各局基本都可以做到，加上后期的增長，56天實際強度達50MPa以上。但房建商混7天強度大多也剛剛達到設(shè)計強度，但28天強度則大多倒縮，比7天強度還低。
產(chǎn)生強度倒縮的主要原因有
?、偈褂脦水泥，磨的太細，后期強度增長少；
?、谒嗷旌喜亩嘤植?，且活性差，甚至沒有活性，后期強度增長少。
③配合比所用摻合料較差，假粉煤灰到處都是，甚至把石粉作為膠材摻到混凝上中，不僅后期強度不增長，反而加劇混凝土碳化。
④大水膠比導(dǎo)致混凝土碳化加劇。
⑤大砂率導(dǎo)致骨架結(jié)構(gòu)破壞。
⑥大含氣量導(dǎo)致混凝土密實度降低、房建商混通常低膠材，摻入增效劑、減膠劑，而配合比中水泥用量較少的話，總的活性一定的，前期拔苗助長，還會加劇后期收縮。
?、呋炷聊z材少了，摻合料質(zhì)量較差，對混凝土施工性能調(diào)整起核心作用的減水劑不提漿，混凝土包裹差、泌水板結(jié)嚴重，無法施工，只有在減水劑中摻加增稠、保水、纖維素、調(diào)節(jié)劑等有害東西增加包裹性，如同燒菜湯多勾芡一樣，假包裹，流動性差，無法施工又加水，導(dǎo)致漿體粘結(jié)力降低、浮漿太厚破壞混凝土填充結(jié)構(gòu)。
03
結(jié)束語
針對目前混凝土行業(yè)現(xiàn)狀，導(dǎo)致混凝土質(zhì)量劣化的原因是多方面的，筆者認為應(yīng)從以下幾個方面改進：一是原材料生產(chǎn)和出廠檢測方面需加強管理。二是重點管理和控制核心組成材料的質(zhì)量。水泥、礦渣、粉煤灰作為膠凝材料，是混凝土的核心組成材料，其質(zhì)量和相關(guān)指標應(yīng)重點管理和控制。三是加強預(yù)拌混凝土行業(yè)材料進場質(zhì)量檢測和管控。四是定期對預(yù)拌混凝土行業(yè)從業(yè)人員進行技術(shù)培訓(xùn)?？傊?，對于預(yù)拌混凝土行業(yè)現(xiàn)狀及存在問題，我們不能盲目樂觀，但也要有足夠信心，相信在原材料質(zhì)量管控和人員繼續(xù)教育方面全面改善之后，中國的預(yù)拌混凝土在質(zhì)量方面會有較大的提升。