水泥生料做化学分析的要求（通用水泥中的混合材超掺问题的一点看法）

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国家标准《通用水泥》（GB175-2007）的修订工作即将开始。根据现在披露的消息，此次修订的一个主要内容变化是取消PC 32.5复合硅酸盐水泥，其理由是现在混合材的使用太混乱。许多水泥厂使用不在标准规定范围内的混合材品种，掺量超出标准规定的限值。由此导致水泥品质波动大，质量差。由于中国水泥产能严重过剩，这些劣质水泥以价格优势挤占了优质水泥的市场，使生产相对规范的大型水泥生产企业的效益下滑。因此行业主管部门和具有较大话语权的大型水泥生产企业试图通过修改产品标准，提高准入门槛的方式来加强竞争力，打压那些生产不规范的小企业。

1 技术标准不能解决市场混乱的问题

改变水泥产品标准能否根本上改变现在的水泥生产乱象，其效果难于评价。2007版的《通用水泥》标准取消了PO32.5水泥，提高了普通硅酸盐水泥中混合材的掺量限值，并规定了混合材的品种，其目的就是为了改变当时非常严重的混合材超掺和混合材品种混乱的现象。7年以后，这种现象没有改变，而且越来越严重。目前由于混合材供应短缺，水泥厂使用的混合材五花八门，化学与矿物组成无人知晓。普通硅酸盐水泥的混合材掺量超过30%；复合硅酸盐水泥的水泥熟料用量在40%左右，惰性的石灰石粉掺量超过20%的情况很普遍。所以2007年的标准修订并没有遏制住混合材品种混乱和掺量超标的问题。即使本次修订取消PC32.5复合硅酸盐水泥品种，在经济利益的驱动下，水泥生产者仍可能寻找新的技术路线，违规生产，以获取最大的利润。生产的规范化是建立在企业的自我约束、完善的市场信用体系和严格的市场监管的基础上，单纯依靠技术标准的变革是不能达到的。

自从工业化革命以来，西方社会的秩序就是建立在契约的基础上，个人与企业的信用是非常重要的。一旦一个企业违规生产被披露，该企业在社会上将无立锥之地，再无翻身之日，所以西方国家生产的产品一般都符合标准。这些标准也是同行业的企业参与制订的，是大家共同的诉求表现，没有理由不执行。中国封建社会数千年的历史，都是统治者制订规则。随着统治者个人意愿的变化，以及统治者的更迭，这些规则不断变化。由于规则的制定者没有信用，所以中国社会的传统不尊重信用体系。这种传统在经济活动中的表现就是普遍的信用缺失。在这样的环境中，不要指望单个的企业会为了遵守社会公德而损害自身的利益。水泥生产现在就处于这样的情况。守法的企业效益差，不守法的企业效益好。在无人监管时，自然大家逐渐都不守法了。

由于不能依靠企业的自律来规范水泥的生产，只有通过质量监督部门来督察水泥的产品质量。但是我国的质量监督部门进行的水泥质量检查中，并不检查混合材的品种和掺量。监管的缺失给企业违规敞开了大门。

从技术的角度来看，混合材超掺不是一个严重的问题。如果水泥厂能够明示所生产的水泥中混合材的品种和掺量，混凝土生产商可据此调整混凝土的配合比，使生产的混凝土性能满足要求，并不会对建筑物的性能造成损害。现在的问题是水泥厂不告知水泥中混合材的品种和掺量，而且经常变化。这会使水泥与外加剂的相容性变化，影响混凝土的施工性能；还会影响混凝土结构的耐久性。如果混凝土生产商不能事先掌握这些变化，就有可能造成生产事故。这是混凝土生产商对于水泥品质不满的重要原因之一。

2 复合胶凝材料是符合可持续发展原则的绿色材料

由于水泥熟料生产技术和水泥粉磨技术的进步，现在生产的水泥，达到标准规定的强度性能，其熟料的需要量不多,这给水泥中的混合材超掺提供了技术可行性。混凝土技术也在飞速发展,目前生产量最大的C30混凝土，其水泥熟料用量仅为150kg/m₃左右即可。混凝土生产商看重的是所使用的水泥性能符合国家标准并稳定，至于使用什么品种的混合材，掺量多大，并不很关心。混凝土生产时还要加入矿物掺合料,且所使用的矿物掺合料也很混乱，活性与非活性的都有。大量使用辅助性胶凝材料，降低水泥熟料用量是水泥工业实现可持续发展的必由之路。我们应该增加混合水泥的生产，降低硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥的产量。对于水泥厂来说，应该争取将所有胶凝材料都在水泥厂生产，使混凝土生产商不再在混凝土搅拌站掺加矿物掺合料。这可提高胶凝材料的均质性，还可增加水泥产量。

为什么水泥厂要将本是矿渣水泥或复合水泥的产品，想方设法作为普通硅酸盐水泥销售？这实际是陈旧的观念作祟。以前水泥熟料与混合材混合粉磨，由于熟料比混合材容易粉磨，所得水泥中混合材较粗，水化活性低。因此混合水泥的性能低于普通硅酸盐水泥，使许多重要工程明文规定只能使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，导致混合水泥售价低，市场小。但是在现代水泥厂中，熟料与混合材分别粉磨，混合材的细度高于熟料。混合材的潜在活性能够充分发挥，完全可以生产高品质的混合水泥。水泥厂由于是工业化生产，其混合水泥的均质性远高于搅拌站现场掺加矿物掺合料所得复合胶凝材料，有利于制备高性能混凝土。对于一些有特殊耐久性要求的结构物，如海洋环境中的结构物，使用矿渣水泥制备的混凝土的耐久性更好。所以新加坡出售的矿渣水泥的价格高于普通硅酸盐水泥。因此针对不同环境条件，使用不同品种的水泥，所制备的混凝土更能满足性能要求。当混合水泥的售价可以提高，水泥产品就不会鱼目混珠了，标准的问题自然就解决了。

3 应根据工程实际情况选择合适的胶凝材料

混凝土的组成及性能与使用环境密切相关。如高层建筑的大体积混凝土底板，处于封闭潮湿环境中，钢筋保护层厚，外部有防水措施，不存在对结构耐久性不利的因素。对于这种结构，所用混凝土只要强度性能满足要求，对于耐久性能没有额外要求。这种结构对于混凝土的水化温升控制严格，以避免温度裂缝。大体积混凝土结构的验收龄期一般较长，常为60d，甚至90d。因此这种混凝土可以大幅度降低水泥熟料用量，增加矿物掺合料用量，以充分利用矿物掺合料的潜在水化活性，降低温升，提高混凝土的密实性。这样既改善混凝土的性能，还充分利用固体工业废渣，减少水泥生产过程排放的CO₂温室气体和资源能源消耗，改善人类生存环境，是一条符合可持续发展原则的技术路线。

我们已在多个超高层建筑工程中成功执行这一技术路线，效果很好。如目前北京最高建筑——国贸三期A塔楼的大体积混凝土底板，采用C45R60混凝土，使用P·O 42.5 水泥230 kg/m³，I 级粉煤灰190kg/m³；深圳最高建筑——平安金融中心的大体积混凝土底板，采用C40R60混凝土，使用P·O42.5水泥220kg/m³，II级粉煤灰180kg/m³。另即将开始施工的北京“中国尊”大楼的大体积混凝土底板，采用C50R90混凝土，使用P·O 42.5水泥230kg/m³，II级粉煤灰230kg/m³。这些C40强度等级以上的混凝土，即使按照水泥标准规定的组成来计算，其水泥熟料的用量也仅有180kg/m³左右。实际工程施工结果显示，在验收龄期，混凝土强度能达到设计强度的120%以上，结构内部最高温升不超过45℃，不开裂。这种大掺量矿物掺合料混凝土的造价低，性能好，制备与施工容易，受到混凝土生产与使用单位的欢迎，是绿色高性能混凝土。

但是对于建筑物内承受弯曲荷载、强度等级不高的梁、板构件，断面小、保护层薄，易遭受碳化，此时混凝土中的水泥熟料用量就不能过低，应以耐久性作为混凝土配合比设计的主要考虑因素。

4 能否制订以性能为基础的水泥标准

有人提议水泥标准应以性能为基础，即不考虑水泥的组成，只按照性能来对水泥分级。这种方法对于组成单一的水泥品种是可行的。如高铝水泥和硫铝酸盐水泥，都是按照性能分级，不规定水泥的组成；甚至油井水泥、白色水泥等用纯水泥熟料制备的硅酸盐水泥，都是以性能分级。但是对于通用水泥，由于组成成分多，不同的组分间性能差异大，如果只按照性能分级，将出现混乱。按照性能分级，只能考虑水泥的强度。但是同样的强度等级的水泥，其组成可以差别很大，对于混凝土的流变性能和耐久性能影响很大。目前没有简便快捷的方法检测不同组成的水泥对于混凝土的流变性能和耐久性能的影响。所以世界上的含有混合材的混合水泥标准，都规定了组分要求，并不单纯考虑水泥的性能。

5 结语

目前水泥生产的乱象是经济活动中信用体制缺失的结果，不能靠修改技术标准来解决。应该改变建筑行业中对于混合水泥的片面认识，根据工程实际需要选择合适的水泥品种，从而提高混合水泥的声誉，促进混合水泥的生产，使水泥行业走上可持续发展之路。（来源：《水泥工程》2014.01）

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