APP下载

也谈现代混凝土对水泥的诉求及两者的协调发展(续·完)

2011-08-15丁抗生

商品混凝土 2011年8期
关键词:熟料减水剂水化

丁抗生

(建筑材料工业技术情报研究所,北京 100024)

2.5 关于水泥中所用的石膏

不少商品混凝土企业有切身体验,水泥性能是合格的,用之于混凝土则有时会表现出不正常,主要是初期水化性状不良,拌合物稠化、凝结过快,诸如此类。追究这种现象的成因,人们找到了几大“元凶”,或是水泥调凝石膏未用天然二水石膏而用了工业副产石膏及硬石膏之类,或是水泥碱含量高,或是水泥(熟料)C3A 含量高,或兼而有之。就这些“元凶”都提出了“诉求”。面对这个问题,通常纳入高效减水剂与水泥的“适应性”的范畴寻求解决。但不同商品混凝土企业,面临不同的水泥,处理“适应性”的技术能力不同,一般似乎都未能掌握全盘应对技术,不能顺利解决问题。尤其是对“元凶”在于石膏的情况更束手无策。以致不少人听说某水泥用的是工业副产石膏,就有点谈虎色变,并因此形成颇多支持的“诉求”——要求水泥用二水石膏作调凝剂。

这里反映的,其实是水泥初期水化进程调控这个重大问题的一个侧面,有必要对问题作全局性的认识,再考察各个侧面,就有头绪、不迷茫了,应对具体问题才能实事求是、合理处置。

众所周知,熟料矿物C3A 水化极快速,不进行调控的话,将使水泥速凝,拌制的混凝土将来不及应用就凝硬了。于是找到了添加石膏磨制水泥的技术途径。利用“石膏与C3A 的水化产物进一步反应生成钙矾石,钙矾石屏蔽着内层未水化的C3A,阻滞其水化,……”这么一个颇有些复杂而又巧妙的机制,硬是造就出了一种水泥初期水化受调控的“正常”进程,这个进程中呈现有一段时间的水化停滞期,然后在C3S 也加入水化进程后,水泥恢复全面水化状态,进入凝结硬化。凝结前的停滞期则正好提供了一段适当的施工时段,用来进行正常施工。在这个石膏调凝的复杂机制中,有几个前后衔接的反应过程,各受到一些控制环节的制约,建立了一些平衡或失衡的关系。因此,许多因素,包括C3A 的固溶结晶状况、不同品类石膏溶解性能的差异、碱及其他成分的存在状况等等,都对进程和结果状况有重要影响,商品混凝土关注到了这些因素,提出诉求,也不无道理。好在尽管不同水泥企业生产的水泥都是个性化的,材质不可能全同,但都综合协调了左右水泥初期水化机制的因素,实现了水泥初期水化进程的正常受控,这就是水泥的凝结时间(还有安定性)符合水泥标准规定要求的意蕴。

不言而喻,这里的正常水化进程是既定水泥在标准规定的检测条件下的“标准”表现,犹如人们的“标准像”。水化的背景条件若有改变,水化表现或多或少会有相应改变。通常,性能正常、合格的水泥,拌制传统塑性混凝土,背景情况改变都不会很大,混凝土的初期水化进程应该都保持正常。但是,如果是拌制现代商品混凝土,混凝土都是掺用外加剂和掺合料的,像最常用的萘系高效减水剂就或高或低地含有Na2SO4成分,膨胀剂或是硫铝酸钙型或是游离f-CaO 型,掺合料的潜在活性都等待着碱激发和硫酸盐激发进行次生水化反应,这些无疑是极大改变着既定水泥的水化背景;加之商品混凝土多是高流动性的,所要求的水化进程状态并不以塑性为标准,即使混凝土的水化宛如水泥般“正常”进行,也并不符合要求;这一切都将打破原先由水泥自身建立的正常水化“秩序”,要求重新建立该既定混凝土正常水化的“新秩序”。这是商品混凝土提出的新任务,理应由商品混凝土承担,水泥没有额外承担的义务。按商品混凝土性能要求,实现商品混凝土生产,这是商品混凝土技术的体现,在施用商品混凝土技术解决问题之前,试拌的混凝土呈现各种不良表现,都不足怪,“辨症施治”,施用技术手段解决问题,就是正理。把解决问题之前的商品混凝土的不正常水化现象归咎于水泥,提出种种“诉求”,有些推诿责任,不合情理。水泥的责任只限于保证提供的水泥性能合格、正常,并且充分地提供该水泥的详尽生产技术资料。解决商品混凝土配制的技术问题应由商品混凝土自行担待。

水泥通过恰当施用石膏,合理调控水泥早期水化机制,实现了水泥早期水化的正常进程。商品混凝土在复杂得多的背景情况下来重新调控混凝土的初期水化进程,但仍然是以“水泥式的机制”为施为对象,当然还有“减水剂”、“调凝剂”等的作用机制及相应技术手段等可资利用。这应该是商品混凝土技术的“看家本领”,且足够完备的。

事实上,多年前陈建奎教授就提出了“欠硫化现象”,大致就是水泥用工业副产石膏之类作调凝剂,因石膏溶出速度偏低,商品混凝土水化表现反常的情况。“欠硫化”以及其他与碱、C3A 相关的问题,他都放在水泥与外加剂(超塑化剂)相互“适应性”(“相容性”)的范畴内,通过超塑化剂的配方设计,系统地予以解决了。

不过陈建奎教授的超塑化剂配方以及商品混凝土全配比设计软件还是专利技术,在商品混凝土界的普及面还很有限;商品混凝土的新发展,包括聚羧酸系新一代高效减水剂的应用之类,也待更切实无误地纳入系统软件之中;其他来源的“复配”技术有类似情况;总体而言,还未有规范化的、公认和通用的一套技术在商品混凝土企业中得到普遍运用,不少商品混凝土企业应对严重欠硫化等问题的技术能力或有不足。能够宽容一段时间,让商品混凝土业抓紧普及、提高、完善技术教育,同时暂且减免一些带给商品混凝土生产的困扰,目前还是有现实需要的。而从困扰的源头去看,想要减少C3A 和碱含量并不现实,水泥企业可以缓手的事,就是对工业副产石膏和硬石膏等的限用,这也是对商品混凝土困扰最烈、解决最难的事端。

综合上述,笔者认为已阐明了水泥和商品混凝土水化初期进程调控的分野;原则上讲,商品混凝土是应该自行解决调控技术问题,不应限制水泥对工业副产石膏和硬石膏等的成功利用的;但是,目前商品混凝土企业还有些欠缺技术能力,需要水泥给些照顾,要求水泥企业暂且不用或少用这类石膏的诉求,还是值得考虑和采纳的。

2.6 关于水泥助磨剂的使用

水泥制成使用助磨剂提高粉磨效率,本来是个积极措施,也是允许的,其使用的限制正是不得从其他方面影响水泥的品性。但是,目前有一些人偏要犯禁,借助磨剂之名,冠上“激发”、“改性”、“增效”等前缀,推销贩卖其“专利”性的产品。其实质,不过是把石膏矿渣水泥、石灰烧粘土水泥等过去称为无(少)熟料水泥的碱激发、硫酸盐激发、乃至氯盐激发等技术,以及混凝土减水剂、早强剂等技术,挪用到水泥中,借以增加矿渣、煤渣等混合材在水泥中的掺用量,而又能造成水泥性能(主要是早期强度)“合格”的表象,把这种伪劣水泥蒙混进入市场出售,牟取不义之财。当然,这是得到个别水泥厂的合谋、配合的,都是“明知故犯”。要说,无论是把硅酸盐水泥与其他种类的水泥混合,还是往硅酸盐水泥中掺加除混合材、调凝石膏、以及允许少量使用的经核准的助磨剂之外的一切化学外加剂,都是标准明令禁止、不能被容许的。这些所谓的高效助磨剂都是成分保密的,使你弄不清楚到底是什么名堂,对水泥做了哪些手脚,使水泥用户难以去认清和防止潜藏的危险。这种伪劣水泥当然迟早会暴露出品质问题乃至造成混凝土工程质量事故,但未必能被查究出来,这也是有些人敢于制伪的原因之一。但是,惟其难作事后追究,就更有必要事前严防,要强调防止在助磨剂的包装下往水泥中掺加外加剂的违规行为,保证水泥品质的“纯洁性”和性能的“真实性”。补充说明一下,如果真的有什么新产品新技术,能够改善、增进混凝土的性能而绝不暗藏危害的,尽可以作为商品混凝土的技术开发内容提供出来,经受得住科学验证的话是不会被埋没的,就像曾经被视为“水泥杆菌”的钙矾石,在透彻掌握其机理后得以开发出膨胀剂一样,科学技术是允许创新的,但必须是站得住脚的真创新,盗用混凝土减水剂、早强剂等技术,像化名“凝石”之类的忽悠,则不能被通融。

关于禁用假冒助磨剂之类,商品混凝土界和水泥界都早有一致共识,当前要做的是堵塞执行中的漏洞,一旦凿实有违规事件,立即予以揭露。

附带说一下,与高效助磨剂有“异曲同工”之“妙”的,在商品混凝土的掺合料供应中,也有掺加“活化”、“增强”、“激发”外加剂的,尤其是做成所谓复合的优质掺合料,更易于做手脚。有的是商品混凝土企业自己这样做,应给予提醒,莫要自误;有向商品混凝土企业推销的,则应告诫,莫要误人。总之,对于假托掺合料贩售虚假效能的事例,应按禁用假冒助磨剂一样,给予抵制。

2.7 关于水泥的碱含量

水泥原料石灰石和粘土含长石类杂质,给熟料(水泥)引入了碱。水泥生产是讨厌碱的,尤其是预分解窑,有碱循环,会形成粘掛、堵塞,需要旁路放风,窑灰又不好处理,还得回掺进水泥,水泥的碱含量高了,对性能又弊多利少。这样,在烧成中,就要控制硫酸盐化度以平衡碱含量,调节C3A 中碱的固溶情况;在制成水泥时,更要调控参数(石膏形态和掺量、细度,窑灰和混合材掺量等)以使水泥凝结正常,安定性合格。水泥中碱和硫总是关系密切,在同一个机制中保持平衡,一并实现“安定和谐”。由水泥到商品混凝土,水化背景情况有很大改变,水泥含碱量高和石膏溶出量低等问题又会重新呈现出来,这时又需要用商品混凝土外加剂技术再次进行调整处理,大致是调控超塑化剂的复配配方,增减点硫碱(R2SO4)之类,重建水化液相中的C3A-SO3平衡和[R+]+[Ca2+]/[OH-]间的平衡关系,实现混凝土正常的早期水化进程,这个进程中稠化、凝结都更放缓了些,以符合对混凝土流动性更高的要求。这些和前面第5 节讲的其实是同一回事,同样的意思。

除此之外,水泥碱含量与混凝土的碱—集料反应有关联,这是确凿无讹的。好在这种“过街老鼠”着实罕见,警惕了,预防着,必要时选用低碱水泥,就行了。还有一种说法,认为水泥碱含量高增大混凝土开裂危险,降低耐久性能,国外专家有这种考察结论。已知水泥含碱量高确实对安定性不利,但安定性合格,后来的耐久性仍然要大打折扣?则尚缺乏机理解说及有力论证,不足以使人信服。所以,普遍性地要求限制水泥含碱量,巴不得都是低碱水泥,恐怕是过分了,既无必要,也无可能。

其实,水泥厂多半是向往生产低碱水泥的,工艺平衡,品性优良,何乐而不为?!可惜原料使然,含碱量高上去了,能不用它?通过技术措施,能维持生产流程工况正常,制出品性合格的熟料和水泥,含碱量是高点,又还能怎样要求呢?随着水泥原料资源的日渐枯竭,品位降低,过去敢不用,今后就得用,总体趋势水泥含碱量将走高。对混凝土来说,水泥含碱量高点低点通常不碍事,是好用或可用的,特殊情况下,讲究一次,购买低碱水泥来用,就可以了。不同水泥厂家,原料不同,水泥含碱量自会不同,从市场上寻购低碱水泥,并不困难。

总之,笔者认为,在一些文章中,对水泥含碱量偏高的危害说得有些夸张;商品混凝土技术应对含碱量等问题有一套综合性的处理方法,归纳在超塑化剂的复配配制技术中,行之有效;防范碱—集料反应等特殊情况下,可以选购低碱水泥用;有了这几条,一般性的要求限制水泥含碱量,就没有必要了,反显得缺乏(水泥)生产观念,也不可能被采纳。

2.8 关于熟料矿物成分

对混凝土的各种性能或表现,分析成因和影响因素,经常可追溯到水泥熟料矿物成分上说事。突出的有两件,一是大体积混凝土防止温度应力造成开裂,探究到水泥水化热的释放,分辨各熟料矿物成分的表现;二是探究水泥与高效减水剂的相互“适应性”(“相容性”),分辨各熟料矿物成分的不同吸附效果。其他还有从水化物浆体自收缩大小考虑;从水泥石脆性或韧性大小考虑;从抗化学腐蚀性强弱考虑;乃至从强度发展和耐久性考虑认为早强型不如晚强型等等。诸多探究都似乎显示,熟料矿物中C3A 的表现最为不良,其次是C3S,最表现良好、不惹是非的是C2S,由此引申出的结论似乎是要颠覆熟料矿物组成的高C3S、高C3A 模式,要推荐贝利特熟料、高铁熟料了,也确实有人是这样提议了。怎么说呢?!笔者认为,在这些追究中,基本上都体现着同一种逻辑思维:“你看,水化了,产生出水化的新状态,状态继续变化着,呈现出方方面面的现象,说不准哪个方面会出现问题,追究问题发现当然都是水化惹的祸,而主导水化的就是问题的主因。如果不水化就什么问题也没有,没介入水化的也没责任。”这不很像是“干活的有错,不干活的免咎”的逻辑吗?这种逻辑中有片面性和表面性,但容易迷惑人。C3A 在水泥水化中是“先锋队”,主导着初期水化性能,造出种种结果,是不能从中分辨正误是非的。就拿使水泥浆快速增稠来说,C3A 水化快,增稠快,C2S 不水化,不增稠,于是C3A 造成坍损,C2S 不造成坍损,从减少坍损衡量,水泥中宜含C2S 不宜含C3A。能够这样分析归纳吗?!要问,试想,若无C3A 的水化增稠,即使是让C3S 来领军水化,也将是水泥拌合几个小时后才有明显的水化动静和状况。在这几个小时内,混凝土能经历静置而不严重离析泌水抓底吗?这种样子的混凝土该如何浇注成型?待到稠化程度与原来C3A 水化者仿佛时再施工?那排斥C3A 又有什么意义,排斥与不排斥C3A 又究竟利弊如何?倘或更极端化,真要是C2S 当家的水泥,那能用吗?!所以,说到底,当前的一切,从水泥性能标准到混凝土的施工进度,都是以水泥企业普遍采用、大同小异的熟料矿物组成方案为基础搭建起来的,水泥的水化模式基本一致,就是C3A “打先锋”,主导初期水化进程和状态;C3S 随即跟进,“接掌帅印”,长期“主持大局”;C4AF“打边鼓”;C2S 起“殿后”作用。这种格局是历史和实践造成的,行之有效又稳定少变。暂时还看不到有更好的格局可以取代它。至于进行分析研究,从整体格局或局部细节上“指点江山、激扬文字”评说“是非得失、成败臧否”,那也很自然和必然,科学技术总是发展的嘛。

回到对熟料矿物组成进行评说的话题上来,“成也萧何,败也萧何”,若非颠覆C3A主导初期水化的模式,但精细考察个中利弊,用以指导商品混凝土生产,还是需要的。实际上,除了大坝工程的确选用特定熟料矿物组成和水泥组成的专用的大坝水泥之外,通常的大体积混凝土,多半还是采用普硅P·O 水泥,顶多选择C3A 相对稍低的品牌,但大力采用多掺掺合料、组成适宜的配合比、限制和降低原料温度、组织适宜的工艺(浇注方法,保温养护等)、布置测量温度和水冷降温设置等综合措施,再经过切实的热工计算,验证预期的温差在允许限度内,最后按全部计划认真实施,就都大功告成了。这里大家都没有直接去限定水泥的C3A 含量,但做得都正确、成功,值得玩味。

众所周知,水泥熟料的矿物组分方案,像含碱量一样,是由原料、工艺条件、性能追求三方面统筹协调的结果。预分解窑烧成工艺,提供了迄今最强有力的烧成能力,但原料条件制约着生料配料方案,不是想怎么烧就能怎么烧的,现在的熟料率值,未必比过去湿法长窑时代有多大改变,那种说当今水泥厂无限制地追求提高C3S 和C3A 含量的情况并不真实。实际情况反而是因为水泥原料石灰石和粘土资源品位下降趋势,熟料C3S 和C3A 将呈减少趋势。当然,绝大多数水泥厂会努力维持高C3S 和较高C3A 的熟料组成,因为综合平衡各种组成方案在熟料烧成工艺和水泥性能表现两方面的利弊得失后,公认为高C3S 和较高C3A 最为可取。至于C3S 和C3A 取值多少?则主要取决于原料。C3A 取得“二号”地位的原因主要不是早强性能,而是其水化“先锋”的性能。这也不光是因为它水化快速,而是它与石膏、碱等等成分构筑了一套可调节其水化的反应机制,通过这种有些复杂的机制,恰当地使C3A主导的水泥初期水化进程符合混凝土生产应用的工艺要求,同时也提供了对水泥中C3A、碱、石膏等含量和状态发生变化时的包容能力,稳定水化进程少受干扰。这是个巧夺天工的有用机制,在商品混凝土技术中仍然被有效利用。这一番议论前面已经说过,这里又反复地说,意在提请领悟这种商品混凝土技术的关键性的立足点。同时也以水泥生产观点指出:设想出理想的熟料矿物组成,想让水泥厂去采纳,是不现实的。

最后,对本节开始处提到的水泥和高效减水剂的“适应性”或“相容性”概念,谈点看法。直接了当地说,对这个概念的现行定义和应用的若干说法,笔者感到难以理喻,认为说法不妥。本来水泥水化,拌合水一部分成了水化物的结合水,一部分成了水化物聚集结构的束缚水和吸附水,剩下的游离水渐少,浆体变稠、凝结,拌合物流动性变差、丧失。高效减水剂通过吸附—屏蔽—分散—解聚—释水—降粘的作用机制,改变拌合水分的分划,重建拌合物流动性的格局。这里对水泥和减水剂的相互关系说得够清楚了。C3A 水化、稠化快,需要减水剂的作用来维持流动性,吸附足够量的减水剂后达到目的;C2S 几乎不水化,无须引入减水剂作用“释放”游离水(水本来就未被束缚)。结果却说C3A 与减水剂“相容性”差,C2S 与减水剂“相容性”好,令人费解。照此说法,不妨说说混凝土与减水剂的“相容性”,结论是不是水泥与减水剂“相容性”最差,石子与减水剂“相容性”最好?不是吗?!常规概念,喻如治病救伤要输血,需要血型相匹配,不匹配不能输,这叫“不相容”;血型可配合(包括O 型供血有普适性),按需要多输些或少输些,都叫“相容”,不会是少输者叫“相容性好”,多输者就“相容性差”了。反观商品混凝土界现在对与减水剂的“相容性”的说法,是否意蕴错乱,叫人莫明其妙?这样得出的评判,如C3S“相容性差”,C2S“相容性好”之类,有什么正确性?想是误导视听。

2.9 总结

以上,笔者就商品混凝土对水泥的主要诉求事项梳理分类、辨析判断,一一给出了解说。笔者不存理想水泥标样的臆想,只求水泥和商品混凝土行业在彼此尊重“核心利益”方面做到协调配合、统筹兼顾,避免形成对立和冲突,共谋互利双赢的发展。这样,笔者认为,水泥生产采纳如下一些做法就是合适的:

熟料生产:

根据原料和工艺条件,继续按适宜的率值方案生产熟料,无须改变,无须刻意满足所谓商品混凝土的要求。

但若愿意变更,也适合于变更的话,不妨把高C3A 含量适当降低点,高C3S 含量也可稍有降低。原料石灰石和粘土资源的品位下降时,可顺水推舟改变率值方案,不必努力维护高C3S 高C3A 的熟料生产。

对熟料含碱量,以及其他Cl、S、MgO、P 等微(少)量成分的控制亦随顺常规,无须改变。

根据市场需要可以组织低热水泥、低碱水泥、道路水泥等的熟料的生产,但不必把常规生产向专用水泥转移。

水泥生产:

水泥制成是当前和今后水泥工业发展的焦点课题,也是与商品混凝土在核心利益上统筹协调的关键性课题。

水泥厂的粉磨—分级工艺技术沿节能—增效方向的发展将持续下去。同时应规划粉磨产品的增多和变化并相应改组和增设粉磨—分级工艺系统,使得能够实现多种粉磨产品的并行生产。

水泥生产的前景——为有效和节约地利用熟料,宜合理组成分粒级熟料组分的配合比。合理组成水泥的连续级配的分粒级组分的配合比,其细粒部分由熟料的组合所充担,其极细粒部分和粗粒部分由混合材相应充担。这样组成的水泥具有较正常的细度,有科学的颗粒级配和优越性能。这种水泥应归属于P·O 或P·Ⅱ。

在改产上述水泥之前,也基本上只生产P·O 和P·Ⅱ水泥。除非有大户长期定单,不生产P·S、P·P、P·F、P·C 等。亦即坚决地只生产混合材用量低的水泥,保证商品混凝土使用掺合料的充裕空间。

同样坚定地加工生产供商品混凝土使用的掺合料产品,并保证其优良性能。

除了单纯的助磨剂外,那些还含有激发剂、增效剂、减水剂、增强剂等成分的伪助磨剂一概禁用。

水泥调凝最好是用天然二水石膏,以方便商品混凝土实施调控。若用其他类型石膏,应保持其品质稳定,在水泥中的施用情况也稳定,制成的水泥水化凝结性能稳定,不易起波动。

水泥出厂前一定要陈放足够长的时间,使其温度冷却至接近室温,最高不超过40℃。

资料提供:

水泥厂宜与商品混凝土企业建立长期持久的对口供求关系。并须向商品混凝土全面提供详尽的技术信息,供商品混凝土透彻了解水泥的品质和性能。

3 水泥和商品混凝土如何协调发展——走向重新融合

3.1 当前水泥和商品混凝土协调发展、走向融合的需要与可能

按照前面一节所说的去做,水泥生产和商品混凝土生产将能避免明显的矛盾冲突,各守本分,相安无事。不过,这只是较低程度的协调,达到“并行不悖”。其实双方还有合作融合的深层需要,也有可能重新融合,共同发展。

水泥行业当前总体上处于完成了一场重大工艺变革后的逍遥时期:窑外分解技术瓜熟蒂落,新型粉磨系统处于“收官”阶段。就水泥生产本身而言,看不到还有什么发展变革的新前景、新任务。跨出水泥自身范畴,倒是有两个现实的领域可以进军,其一是利用水泥工业兼行垃圾处理,但中国的有关衙门似乎在这方面还不敢作出战略决断;其二就是商品混凝土产业,水泥工业有先天的优势和足够实力可以对其渗透、融合、兼并。水泥科研——水泥化学方面,在水泥自身范畴,研究得差不多到头了,近几十年早已蹒跚而前、进展不多。打开门来,看到现代混凝土,一大片新领域值得投身开发,作为水泥水化跨越出去的延伸领域,水泥科研大举介入,也理直气壮。总之,以现代混凝土“马首是瞻”,统筹协调水泥生产和科研的近期发展,是很合情合理的,也是大有价值和前景的,水泥界应该当机立断、勿误时机、大力投入、积极进取,进行一场新的战略性发展变革。

商品混凝土行业目前是独自站立于水泥和施工业之间的中间产业,其独立地位主要是生产经营意义上的,值得长久保留下去。但商品混凝土业属于小型企业,企业数量多但都较弱小,各自为政,难以形成合力;行业植根不深,原料、市场都仰求于人,在商业转变中处于被动和弱势。而盲目发展和无序竞争更造成混乱局势且难以整顿。这种种情况都不利于商品混凝土业的健康成长和持续发展。怎么办才行呢?似乎要靠行会式的整合,由实力雄厚的靠山或大佬企业组织联营,组织建设原料基地,整顿经营秩序,抱团应对困难……这里,水泥大企业,尤其是水泥集团公司,肯定是最佳“靠山”、它们推出的商品混凝土企业适合担当行业的“组织者、领头人”。

商品混凝土打开了一大片技术领域,技术开发前景广阔、课题无尽,但行业自身技术力量很薄弱,大体上只能应付企业的生产运作,没有成建制、有规模的科研队伍,技术开发过去和现在都靠外力进行,外力首推水泥科研界,高等院校建材专业科室等也是主力军。目前来看,介入的力量还是不足的,在开发外加剂等热门课题上吸引了较多投入,其他课题甚少有人开展,一些基础性研究亦未接续前人做下去,商品混凝土技术发展任重道远,需要水泥科研界全力投入、责无旁贷。

总之,水泥和混凝土原本是不可分割的,分则两伤,合则两利,而像混合材和掺合料之争这样的现实问题,放在一家子内部协调更容易处理,水泥和混凝土应该重新融合为一体求发展,这是历史的宿命。水泥应该积极主动去拥抱混凝土,走向融合。这里,只有水泥能当主动者,水泥必须主动。要从产业和科研两个方面全面进军商品混凝土领域,齐头并进,进驻商品混凝土领域。

3.2 水泥工业应全面举办“泛商品混凝土圈产业”,并取得对商品混凝土产业的主导权

水泥集团公司或大水泥厂,直接出资兴建商品混凝土

企业,这应该加速进行。应该在各地率先兴建有足够规模、起“标兵”作用的商品混凝土站,并从几个方面“保驾护航”,使之成为当地商品混凝土业的“龙头企业”。一是技术装备先进,建站时的起点水准就要高,目前国内商品混凝土企业普遍存在的薄弱环节是砂石堆存和调运,水泥业这方面最是强项,适当地运用于商品混凝土就把技术等级拔高了;二是通过直供水泥和其他原料的巨大优势,保证商品混凝土站优质生产;三是通过水泥厂的技术力量(通常远强于商品混凝土站)提供支援服务,保证商品混凝土站以高技术水平运行;四是水泥厂在财务上有较强实力,适当发挥“靠山”的作用,有助于保证商品混凝土正常经营;五是水泥厂其他软实力也有助于商品混凝土站的相关业务。商品混凝土是个开放型产业,不能禁止各行各业介入,但水泥工业应当介入最多、最深、最给力,要占据主导地位。

水泥工业应该全面生产商品混凝土生产所需的主要原材料,包括砂石、掺合料、高效减水剂等等。应该秉持商品混凝土的基础理论(例如颗粒密实堆积的连续级配理论)统筹安排各项生产,把各方面的优化配置的产品,整合到商品混凝土中综合性地体现出来,必将能大幅提升商品混凝土的品质性能。

如前面§2.3 所述,组织生产完全符合科学级配设计的水泥。

全面生产商品混凝土用的各种优质掺合料及复合掺合料。如前§2.4 所述,水泥厂严格限用混合材,以供商品混凝土顺利使用掺合料,但应充分发挥粉磨工艺技术优势,为商品混凝土生产提供优质掺合料。商品混凝土本身缺乏按颗粒紧密堆积原理更科学更有效地使用掺合料的技术能力,水泥厂可以代为考虑、预作适当处置,帮助商品混凝土用好掺合料。这在方面,没有水泥和商品混凝土紧密的通盘配合实施,是永远做不到的。

为商品混凝土生产加工供应优质砂石。商品混凝土用天然砂石资源日益枯竭,机制砂石已成主流,目前供应商品混凝土砂石的都是装备和技术都极其落后的村镇小采石场,产品质量极差,如碎石不可或缺的5~15mm 粒级的,俗称“瓜子片”,确实都呈扁平片如瓜子状,严重的粒形不合格,严重败坏石子的整个级配状况,这是全国性的老大难问题,其实是很容易解决的——把小采石场的颚破改成锤式或反击式破碎机就行,可惜就是做不到。水泥厂矿山开采和破碎加工装备技术是最先进的,若生产砂石,绝对保证优质。为满足商品混凝土需要,水泥厂应该生产砂石,结合合理利用低品位矿石和节约资源,开展石料的多种经营。

水泥厂应介入生产商品混凝土用的高效减水剂。高效减水剂是商品混凝土必需使用的,又是必需经过恰当的复配加工、个性化地有效使用的。商品混凝土企业需要掌握复配技术才能用好减水剂,为此当然需要掌控减水剂性能。减水剂的复配和应用是商品混凝土核心技术,减水剂的开发有特殊重要性,水泥界进入商品混凝土业,就一定要掌控这些核心技术,包括生产高效减水剂,并处于领先位置。这是可以做到的,因为几代高效减水剂的研发,水泥科研力量都是参与者乃至主持者。高效减水剂生产厂应该是中心厂 ,产品母液提供给各个复配站去做复配加工后交付拌楼使用。这就是水泥厂应该为所建商品混凝土站相应建构的减水剂应用网络。必不可少。

除了上述商品混凝土基本原料外,其他原料的生产供应是否水泥也都介入,那可以酌情考虑,如膨胀剂生产、防冻剂生产、陶粒陶砂生产、增强纤维生产等等,从技术上讲和水泥都能沾点靠点,水泥要去兼办多少有些优势。当代产业的发展,独守一门的已少见了,似乎都在向周边各处渗透。水泥业产业链延伸到商品混凝土,把商品混凝土所需主要的或关键的原材料的生产供应包揽在内,是顺势而为,势所必为的。

至于商品混凝土再作延伸,那就是“水泥制品”产业范畴,当前是有些技术要求很严而油水也很足的业务的,像隧道的盾构、高铁的轨枕之类。作为水泥应用的最前端,给予必要的关注、适当的参与,似亦无不妥。

3.3 水泥科研应全力投入现代混凝土技术领域,把水泥科学向水泥基混凝土科学推进

水泥科学曾经辉煌,可惜在水泥本身的范畴内,基本上已发掘殆尽,可以归档封存了。现代混凝土打破了水泥的藩篱,展现了一大片新技术领域,等待着水泥科研大军进驻屯垦。水泥科研还能走向何方?笔者想像不出来,只看到眼前现代混凝土是片待开发的沃土。无可游移、无可疑虑,挥师而进、安营扎寨吧!

想到这里,笔者眼前浮想联翩,似乎抓来就是研究课题,例如研究全系统贯彻颗粒紧密堆积理论,实现混凝土结构和性能的全新设计,把砂率之类的“鸡肋”概念扔进历史的垃圾堆,……但且打住!人们自会耕耘、自会播种、自有收成,还是乐见其成吧。笔者相信水泥科研界的能力,半个世纪前,初次学习水泥水化,曾有疑问:何以叫“化学”,不叫“物理”或“力学”?后来才有所领悟,叫“化学”太贴切了,它最具有实证精神,材料科学凭实证探索才能真正建立起来,像混凝土这种材料,用力学的方法,搞个力学—数学模型,推演概念,议论一番,空洞不实,终于悬在半空,进退维谷,不切实用。像混凝土的流变学,更有像裂缝成因按力学原理的解说,都是空洞的“八股”,久闻令人厌恶。期待着水泥科研界,兼承水泥化学的实证求索精神,耕耘现代混凝土,取得丰硕成果。

猜你喜欢

熟料减水剂水化
水泥熟料优选原燃材料及改善配料方案的实践探讨
基于净浆扩展度的减水剂与水泥相容性分析
搅拌对聚羧酸减水剂分散性的影响
桥梁锚碇基础水化热仿真模拟
低温早强低水化放热水泥浆体系开发
水溶液中Al3+第三水化层静态结构特征和27Al-/17O-/1H-NMR特性的密度泛函理论研究
水化硅酸钙对氯离子的吸附
新型无熟料碱渣固化土的工程特性
残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响
聚羧酸减水剂与减缩剂的相容性研究