新常态下混凝土产业面临的痛点和难点

  近年来，我国加大了对环境的治理，提出了双碳战略。严控了矿山开采开发，严格限制了影响河道生态和环境的河砂开采，而与此同时，我国基本的建设的规模却在一直增长。由于疫情影响，2022年第一个任务是稳增长，究竟如何稳增长，那就是以稳投资来稳增长，重点是基建托底。在基础设施领域进行高质量的有效投资，成为2022年中国经济稳增长的主线月，国务院常务会议部署快速推进“十四五”规划《纲要》和专项规划确定的重大项目。

  一方面，混凝土的原材料供应越来越紧张，混凝土的需求慢慢的变大，在这个大前提下，混凝土产业面临的压力巨大。

  水泥本该是最稳定的材料，以最常用的普通硅酸盐水泥为例，GB 175规定其混合材掺量不超过20%。而调研表明，不少水泥厂为了追求利润，把水泥熟料粉磨过细，达到420m2/kg甚至480m 2 /kg，以更多混进混合材减少相关成本，有的混合材掺到60%甚至更多。这样一来，水泥与外加剂相容性变差，混凝土加大了收缩，开裂严重，有的强度倒缩，直接影响结构耐久性和安全性。

  粉煤灰是锅炉电厂烟气中收集的粉尘，由于粉煤灰在混凝土中优异的性能，使得其在混凝土中得到普遍应用，很多地方出现供不应求的现象，于是出现大量以煤矸石、花岗岩等废弃物为材料来粉磨后充当优质粉煤灰使用的现象，使得混凝土出现了大量的质量上的问题。同时，煤的燃烧不可避免地产生了二氧化硫和氧化氮，环保政策下，烟气排放之前一定要进行脱硫和脱销处理，氨法脱硫脱硝使得粉煤灰中又混进了硫酸铵和硝酸铵，而硫酸铵和硝酸铵遇到水泥水化产物氢氧化钙，不可避免地产生氨气，氨气不仅有毒，同时也会降低混凝土强度和拆模后的表观质量。收尘工艺对粉煤灰质量影响很大，这是下一步需要电厂应该给予重视的。

  矿渣粉是炼铁的副产品，磨细后大范围的应用于混凝土。同样，假冒伪劣的“矿粉”登堂入室，利用现行规范的检测的新方法，所有指标都是合格的，但用到混凝土里，后期强度不增长，工作性能不满足规定的要求，给结构安全带来重大隐患。

  不只是以上两种常见掺合料，受利益驱使，以前很多废弃的渣、灰都再一次重见天日，打着废物利用的幌子进入混凝土，更多的不确定因素加剧了混凝土劣化。

  无论是水泥还是混凝土，过多掺配混合材或是掺合料，肯定是不允许的！但另一种不适当的行政干预也误导了混凝土行业。比如，某些省份明文要求，混凝土配合比中，单掺矿物掺合料不超过13%，双掺不超过25%。令人匪夷所思！这是针对32.5标号的水泥，还是42.5的，还是52.5的？是普通硅酸盐水泥，还是矿渣水泥？没有给出解释，简直是一笔糊涂账，令搅拌站苦不堪言，但还不得不遵守。无疑制定政策的初衷肯定是好的，但对混凝土质量和成本控制而言也不一定好！

  环保要求河砂限采、禁采，机制砂不可避免成了混凝土主材，发挥着巨大作用。机制砂的生产有湿法和干法两种，干法除土难度大，一般含粉量也偏大，而湿法可以除土，但存在着级配不良和絮凝剂残留的问题，对混凝土工作性能造成极大影响。湿法制砂在洗砂过程中，为了节约用水，提高产率，常常要用到絮凝剂，迅速除土。絮凝剂种类很多，按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。目前常用的聚丙烯酰胺，也有阴离子型、阳离子型、非离子型、双离子型，分子量变化很大，不一样的种类、不同残留量对混凝土的影响也不同，造成混凝土的工作性波动很大，影响结构质量。另外，一些风化岩石被用来制砂，比如前些年被大量使用的麻刚砂，强度不足、吸水量大，极度影响混凝土质量，直接造成强度和工作性能直线下降，导致出现拆楼事件。另外一些母材吸水性大的火成岩，比如某些凝灰岩，孔隙率高、吸水性大，做粗骨料只能勉强应用，加工成机制砂则很难使用。

  骨料作为混凝土中最大宗材料，常规材料产量不足，一些严格禁用的材料如钢渣也混进粗细骨料，大楼建成封顶还没问题，短期强度也没问题。待到一两年后，钢渣中的过烧石灰开始吸潮发生化学反应，膨胀、胀裂了混凝土，不得不大量拆除，不少地方都出现了这种事故。

  很多外加剂看到了原材料的波动，开发所谓抗泥剂以满足含泥量高的砂石使用，这至多可以使混凝土流动性改善，而强度和耐久性无从谈起。混凝土回弹强度不够，开发所谓混凝土表面增强剂应付检查，蒙混过关，这也给工程的安全性带来非常大隐患，一定要引起足够重视。目前实行建筑工程终身责任制，出了问题害人害己。但如果作为混凝土表面浸渍处理，使混凝土表层更密实，提高其抗腐蚀性，倒无疑是一种好做法。

  双碳战略下，推行节能、减排、节材、节地举措。固废的应用是摆在我们面前的一个选择，但很多地方主管部门对“废”的理解又有歧义，一提到废料、尾矿料都避之不及，以行政命令方式禁止使用，这与目前发展的策略是不符合的！要知道，“废”与“不废”是相对的，比如搅拌站最好的砂石送到冶炼厂全是废料，因为含铁量极低；隧道开挖的石料属于废石，但到了搅拌站很多却是优质原材，用来生产机制砂可变废为宝。可见观念不解决，也制约了固废利用。当然，应用前提就是固废产品质量一定要满足相关规范的要求，特别是放射性、浸出性毒性一定要满足要求。

  历史原因，造成目前一线操作工人的数量不足，年纪也偏大，大部分也没进行过专门培训，对混凝土认识不全面，加水现象普遍，对施工工艺工序也不了解，再好的混凝土，也达不到预期效果，对此也需要加大培训，使其知其然也知所以然。一些单位顺应时代需求，开发机械手代替工人做相关操作，工作起来不知疲倦，效率高、质量稳定。也有开发机器人进行智能浇筑振捣工作，也是补充劳动力不足、规范施工、保障质量的好举措。

  最后也要呼吁相关主管部门加大对原材料的质量监管，特别是砂石，不要把这个压力一股脑推给搅拌站，很多时候搅拌站无从选择，地材质量差而且不稳定，如果只查环保、只是以罚代管、不关注砂石质量，混凝土质量如何保障？结构工程质量如何保障？李玉琳老师去国外考察发现，砂石作为商品，有专门机构对其质量进行全方位检查，搅拌站一般不对砂石质量进行抽查，因为作为商品砂石出场质量必须合格，这也给我们有很多启发，从源头抓起，将隐患扼杀在摇篮里。

  ［作者简介］闻宝联，工学博士，教授级高工，建筑材料工业技术研究所/监督研究中心副总工，北京砼享未来工程技术研究院院长，同济大学、河北工业大学等校硕士生导师。

  全国混凝土标准化技术委员会委员，中国建筑业协会混凝土分会专家组成员，中国商品混凝土行业企业专家委员会副主任，中国散装水泥协会混凝土分会副秘书长，数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。雄安新区特聘专家。

  发表论文七十余篇，获得省部级科学技术进步一等奖一项，三等奖三项，两次带队获全国混凝土设计大赛一等奖，主编地方规范两部。