廣州市商品混凝土原材料調(diào)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(xiàn)狀的調(diào)查研究，結(jié)合國內(nèi)外原材料管理經(jīng)驗(yàn)，對商品混凝土原材料現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)分析，并提出其發(fā)展與管理建議。
關(guān)鍵詞：商品混凝土；原材料；管理
目前廣州商品混凝土質(zhì)量的主要制約因素是原材料的質(zhì)量。由于當(dāng)前商品混凝土生產(chǎn)商技術(shù)力量欠缺，對原材料的認(rèn)識不足或片面，原材料供應(yīng)商對原材料缺少必要的預(yù)處理等，均制約了砼原材料，尤其是骨料及外加劑質(zhì)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(shí)人工骨料在機(jī)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(xì)骨料是由機(jī)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(jié)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(zhì)的關(guān)鍵。所以對原材料的技術(shù)管理的提高是目前較為緊迫的當(dāng)務(wù)之急。
1 粗骨料調(diào)查研究與技術(shù)管理分析
1.1 碎石廠的規(guī)模應(yīng)向大型化、機(jī)械化和管理科學(xué)化發(fā)展
目前廣州市的石廠較多，而且規(guī)模小、設(shè)備落后、技術(shù)力量薄弱、生產(chǎn)粗放，不利于提高骨料產(chǎn)品的技術(shù)含量和生產(chǎn)工藝素質(zhì)。這不僅影響骨料市場的良性競爭和進(jìn)步，而且直接影響建筑物砼的最終質(zhì)量。所以對碎石廠的立項(xiàng)要嚴(yán)格控制，應(yīng)關(guān)閉或整改一些生產(chǎn)粗放落后的石廠。為適應(yīng)建設(shè)發(fā)展的形勢，一個(gè)中、大城市應(yīng)至少興建一座現(xiàn)代化、規(guī)?；乃槭圃熘行模ㄆ髽I(yè)）。例如，英國分布有3 個(gè)巨型采石場，生產(chǎn)能力達(dá)1000～5000t/h，年生產(chǎn)能力達(dá)200～1000 萬噸，礦石儲量可供100 年開采。其碎石的運(yùn)輸均采取聯(lián)合運(yùn)輸作業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)送系統(tǒng)。其中列車運(yùn)輸占最大比重，每列車運(yùn)輸量最高達(dá)2000～4000 萬砘。因此，目前廣州碎石產(chǎn)業(yè)正面臨著產(chǎn)業(yè)改造的艱巨任務(wù)，即設(shè)備更新、降低成本、降低能耗、采用提高勞動生產(chǎn)率的科學(xué)工藝流程、合理運(yùn)輸供送、質(zhì)量控制規(guī)范化和科學(xué)化，以及勞動素質(zhì)提高等一系列改造。
1.2 應(yīng)就礦山的開采建立科學(xué)的技術(shù)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(hù)和對骨料的具體掌控，礦山的開采也應(yīng)經(jīng)過科學(xué)的技術(shù)論證。從粗骨料調(diào)查情況看，部分石廠供應(yīng)的碎石常出現(xiàn)硫化物偏多現(xiàn)象。這些硫化物礦物很少以單獨(dú)顆粒存在，往往包裹在巖石的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)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(gòu)成酸性腐蝕，使顆粒失去強(qiáng)度或粘結(jié)力。硫酸亞鐵進(jìn)一步反應(yīng)，會形成石膏，引起石膏結(jié)晶膨脹，石膏進(jìn)一步與水泥水化物的鋁酸鹽及Ca （OH）2 反應(yīng)，生成鈣礬石結(jié)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(yīng)對其巖性及風(fēng)化情況進(jìn)行技術(shù)論證和開采控制，另一方面還應(yīng)從環(huán)境保護(hù)上進(jìn)行開采規(guī)化。
1.3 建立碎石廠的科學(xué)立項(xiàng)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(biāo)，對混凝土都有一定的影響?；玖Ｐ魏玫钠鋵?shí)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(qiáng)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(jī)械設(shè)備有很大的關(guān)系。目前廣州骨料生產(chǎn)不重視工藝流程及工藝設(shè)備的選型或改造，生產(chǎn)質(zhì)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(shè)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(jī)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(xiàng)的碎石廠，行政主管部門要組織專家對其投資及設(shè)備和技術(shù)水平進(jìn)行一定的評估和監(jiān)管。
1.4 對碎石廠的工藝及控制技術(shù)應(yīng)做出制度性規(guī)定
石頭除進(jìn)行常規(guī)破碎外，還應(yīng)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(yuǎn)來說對于提高混凝土硬化后質(zhì)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(chǎn)廠，在骨料生產(chǎn)控制方面，應(yīng)適當(dāng)嚴(yán)格國標(biāo)規(guī)定的部分指標(biāo)要求，并進(jìn)行必要的技術(shù)論證。例如對骨料的石粉以及針片狀含量，國標(biāo)的規(guī)定都較為寬松。其實(shí)這些放寬的規(guī)定可能是不適當(dāng)?shù)?，無論骨料所含的是粘土物質(zhì)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(xué)的。再者，廣州市粗骨料由于生產(chǎn)水平不高，除極少數(shù)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(yīng)適當(dāng)嚴(yán)格針片狀的實(shí)際含量，國標(biāo)的規(guī)定對于廣州市來說相對太寬松。
1.5 對粗骨料生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)管
碎石生產(chǎn)商必須具備一定技術(shù)水平的生產(chǎn)控制和產(chǎn)品檢驗(yàn)制度、技術(shù)人員配備及檢測和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。由于技術(shù)力量的薄弱，部分石廠還存在例如采用錐型堆料等簡單錯(cuò)誤，這是不科學(xué)的，往往加重骨料的分離，而且提供的產(chǎn)品顆粒級配波動較大。往往給商品混凝土生產(chǎn)者造成較大困難，對于混凝土質(zhì)量也不利。
2 細(xì)骨料調(diào)查研究與技術(shù)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(shí)驗(yàn)的結(jié)果來講，中砂應(yīng)用效果最好，但由于廣州市采伐點(diǎn)有局限，實(shí)際大部分采用的是粗細(xì)砂，而且砂的質(zhì)量波動也較大。
2.1 建立切實(shí)可行、科學(xué)的立項(xiàng)制度
對于細(xì)骨料開采企業(yè)，應(yīng)建立一定切實(shí)可行的開采制度、論證程序及環(huán)境與資源保護(hù)制度來對之進(jìn)行立項(xiàng)審查。使采砂廠必須具備良好的資源條件、投資及投產(chǎn)條件、生產(chǎn)規(guī)模、工藝及設(shè)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(chǎn)導(dǎo)致砂品質(zhì)低劣的狀態(tài)，以及促進(jìn)該行業(yè)產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化有重要的作用。
2.2 建立砂的分級制備與供應(yīng)制度
目前，廣州砂的生產(chǎn)只是簡單的江上開采、岸邊堆積、車船運(yùn)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(xì)度變化較大，若砂生產(chǎn)商只是原始式開采供應(yīng)，必將加重天然砂的細(xì)度變動，如不采用必要的措施，要將其控制在一定范圍內(nèi)是相當(dāng)困難的。國外已開始對砂進(jìn)行分級使用，但在我國還不普遍。據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，由于砂子的分級使用，混凝土的抗壓強(qiáng)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(zhì)等有害雜質(zhì)可以除去，因而增進(jìn)了砂的引氣性能。
所以，廣州應(yīng)根據(jù)實(shí)際必須走在骨料生產(chǎn)技術(shù)提高的前列，克服目前對我市混凝土質(zhì)量影響較大的砂的問題。應(yīng)對細(xì)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(yīng)對砂進(jìn)行一定的大致分級（如采用螺旋分級機(jī)或水力分級機(jī)、多箱式分級機(jī)等）、自然脫水、初步均化工藝，每個(gè)企業(yè)對提供的產(chǎn)品要有一定的質(zhì)量范圍規(guī)定，提供的產(chǎn)品必須符合說明，模數(shù)偏差不應(yīng)超過0．2，而且要嚴(yán)格執(zhí)行。
2.3 加強(qiáng)砂的技術(shù)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過粗骨料級配。所以生產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)必須采取如下措施來優(yōu)化供應(yīng)的產(chǎn)品：①粗、細(xì)砂按適當(dāng)比例摻配混合，使之達(dá)到級配規(guī)范要求；②當(dāng)原砂料某粒級范圍偏粗時(shí)，將其粗、細(xì)粒級分級出來，然后磨細(xì)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(gè)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(shù)、級配、含水率等進(jìn)行控制外，還要定期對其含泥量、云母含量進(jìn)行檢測和控制，這部分工作應(yīng)重點(diǎn)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(dāng)云母在骨料中的含量達(dá)到2%時(shí)，混凝土工作度損失幾乎達(dá)到50%；當(dāng)云母含量達(dá)到10%時(shí)混凝土的坍落度降低到零。另外，云母含量對混凝土強(qiáng)度也有顯著的影響，強(qiáng)度損失百分率隨云母含量增加而增加。而在實(shí)際中這方面的檢測較少，有的基本沒有進(jìn)行。所以這方面的監(jiān)管工作加強(qiáng)。
混凝土攪拌站應(yīng)對砂的含水率加強(qiáng)控制，且具備生產(chǎn)檢測和控制及生產(chǎn)調(diào)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(dāng)含水率波動2%，其水灰比有可能相差0．05 左右，混凝土的強(qiáng)度波動能達(dá)2．0～3．0MPa 另外砂子的含水率還和砂子的分離現(xiàn)象有關(guān)，當(dāng)含水率達(dá)5%～8%，基本上不產(chǎn)生分離，也不會產(chǎn)生級配的變化，但當(dāng)含水率很低，在3%以下時(shí)，其分離現(xiàn)象則很嚴(yán)重，所以攪拌站不應(yīng)用含水率太低的砂。
3 外加劑及摻合料調(diào)研與技術(shù)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(shù)目多，低水平重復(fù)建設(shè)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(chǎn)品無序競爭沖擊市場。而且很大一部分外加劑性能指標(biāo)低、濃度低、氯離子和堿含量高。摻合料產(chǎn)品單一，技術(shù)儲備不足。
3.1 以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整為重點(diǎn)加強(qiáng)行政管理
政府部門應(yīng)把重點(diǎn)放在調(diào)整廣州市外加劑的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整上，提高高技術(shù)含量產(chǎn)品的比率。對于新立項(xiàng)的外加劑廠項(xiàng)目要嚴(yán)格把關(guān)，指導(dǎo)方向應(yīng)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(chǎn)品，限制粉狀產(chǎn)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(yīng)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(yīng)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(yīng)只允許無氯、低堿、高性能的進(jìn)入廣州市場；膨脹劑更應(yīng)嚴(yán)格控制，淘汰摻量大、堿含量高的，必須應(yīng)用高性能產(chǎn)品。
同時(shí)，控制廣州市外加劑的生產(chǎn)總量，制止低水平基礎(chǔ)上的過度競爭，以往的準(zhǔn)用證制度執(zhí)行較松，基本沒起到控制質(zhì)量和監(jiān)督的作用。支持產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生產(chǎn)條件完善、產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)服務(wù)能力強(qiáng)、經(jīng)營行為自律的骨干企業(yè)加快發(fā)展，提高行業(yè)的生產(chǎn)集中度和整體素質(zhì)。
3.2 加強(qiáng)對外加劑廠的技術(shù)水平要求
對于本地外加劑企業(yè)及外地進(jìn)駐外加劑技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，應(yīng)完善已有規(guī)定或進(jìn)一步制定有關(guān)規(guī)定來加以管理。主要從配備技術(shù)力量及配備設(shè)備水平進(jìn)行管理?；炷镣饧觿┑纳a(chǎn)應(yīng)逐步更新設(shè)備、采用全機(jī)械化生產(chǎn)線，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動計(jì)量。在生產(chǎn)管理上進(jìn)行ISO9000 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量體系認(rèn)證，或首先建立以此為目標(biāo)的企業(yè)質(zhì)量保證體系。從總體上提高外加劑的技術(shù)水平和服務(wù)力量。
同時(shí)，要求生產(chǎn)廠家增加外加劑產(chǎn)品的透明度。目前廣州市外加劑的產(chǎn)品所提供給客戶的產(chǎn)品說明書缺乏透明度，這使商品混凝土生產(chǎn)商難以根據(jù)實(shí)際來指導(dǎo)實(shí)踐。同時(shí)使部門對之的監(jiān)管難度也增大。
3.3 強(qiáng)化終身責(zé)任制， 引入產(chǎn)品標(biāo)識與追溯制度
目前廣州膨脹劑的應(yīng)用及研究較薄弱。有的摻量較大，引入混凝土堿量較高；有的膨脹作用較小；有的膨脹較大甚至引起混凝土開裂。所以對進(jìn)入廣州市場的膨脹劑應(yīng)嚴(yán)格控制。鑒于此，應(yīng)堅(jiān)決執(zhí)行建設(shè)項(xiàng)目終身責(zé)任制，這是防止假冒偽劣和不合格膨脹劑進(jìn)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(zhì)檢部門要嚴(yán)格檢查，按“建筑法”加強(qiáng)監(jiān)督，獎罰分明。
同時(shí)，對在廣州生產(chǎn)高效外加劑的生產(chǎn)廠家，建議也應(yīng)引入高性能混凝土外加劑產(chǎn)品標(biāo)識與質(zhì)量追溯制度。該制度要求必須對進(jìn)廠的每一種、每一天來的原材料進(jìn)行標(biāo)識，對生產(chǎn)中每個(gè)過程、全部情況進(jìn)行標(biāo)識，對生產(chǎn)每一批產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)識，標(biāo)識必須要有記錄。使用單位在出現(xiàn)問題時(shí)必須對其進(jìn)行上述方面的有關(guān)調(diào)查。廣州商品混凝土大部分為C60 以下的標(biāo)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(qiáng)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(fù)雜，而且當(dāng)發(fā)現(xiàn)高性能混凝土問題時(shí)，需要馬上能追溯外加劑質(zhì)量情況，除確定事故責(zé)任歸屬外，關(guān)鍵是方便采取適當(dāng)科學(xué)的解決措施。
3.4 加大開發(fā)摻合料品種力度， 加強(qiáng)站內(nèi)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(qiáng)高性能混凝土對礦渣有極少量應(yīng)用，由于產(chǎn)品單一，摻合料在很多時(shí)候相對供不應(yīng)求，混凝土生產(chǎn)商為了降低產(chǎn)品成本，緊要時(shí)不管什么質(zhì)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(dāng)務(wù)之急。
另外，還應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)站內(nèi)摻合料的檢測管理和控制。目前站內(nèi)對粉煤灰的控制主要是細(xì)度和需水比，而且對摻合料的作用缺乏正確的認(rèn)識，粉煤灰的燒失量對混凝土影響較大，但實(shí)際中缺少控制。所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際制定更嚴(yán)格的規(guī)定，在國標(biāo)范圍內(nèi)強(qiáng)制增強(qiáng)粉煤灰的檢測項(xiàng)目，而且除要求混凝土生產(chǎn)廠家具有完整的檢測記錄臺帳，攪拌站還應(yīng)必須配備建材專業(yè)技術(shù)人員。
4 有關(guān)水泥技術(shù)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(zhì)量較穩(wěn)定。但水泥廠應(yīng)從水泥與外加劑的相容性角度更進(jìn)一步改善水泥的化學(xué)組成和物理性質(zhì)；而且對于目前廣州周邊立窯水泥廠水泥，應(yīng)有限制的進(jìn)行準(zhǔn)入，對于一些大型、技術(shù)力量強(qiáng)的立窯廠水泥可以準(zhǔn)入低標(biāo)號混凝土，質(zhì)量相對穩(wěn)定的也可介入高強(qiáng)混凝土?？傊獙α⒏G水泥做出必要的控制。
5 結(jié)語
通過以上的調(diào)查研究和技術(shù)管理分析，只有規(guī)范原材料的生產(chǎn)與使用，完善原材料生產(chǎn)與供應(yīng)體系，才能保證混凝土質(zhì)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(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃方面，應(yīng)朝建立一個(gè)完善的建筑混凝土質(zhì)量保證體系而努力。最終形成：①一個(gè)穩(wěn)定供應(yīng)的質(zhì)量保證的水泥生產(chǎn)基地；②一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)上檔次的，資源及加工兩方面的質(zhì)量都有保證的砂、石骨料生產(chǎn)基地；③一個(gè)能生產(chǎn)系列化產(chǎn)品的外加劑生產(chǎn)基地或一套完善的外加劑供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；④一套多品種、多功能的混凝土摻合料供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；⑤一個(gè)具備合理的工藝布置、設(shè)備選型、計(jì)量精度、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)管理水平、原材料及產(chǎn)品檢驗(yàn)和混凝土設(shè)計(jì)水平，并且選點(diǎn)合理的混凝土攪拌站布局；⑥一個(gè)技術(shù)資質(zhì)合格、裝備配套的、嚴(yán)格管理的現(xiàn)場混凝土施工隊(duì)伍；⑦一套適合本地資源和建筑施工特點(diǎn)的嚴(yán)格的商品混凝土生產(chǎn)技術(shù)管理規(guī)程。 |
| 原作者： 徐海軍 文梓蕓 |
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