特别策划：混凝土产品升级，哪些产品更受青睐？

站立时代潮头  紧贴工程需求

郑捷

（上海建工材料工程有限公司，高级工程师）

商品混凝土的产品升级离不开国家总体发展战略及重点投资方向，必须站立在时代潮头，注重前瞻性研究，做好技术储备，同时紧贴工程需求，在新材料、资源化材料及多元化材料的组合应用上狠下功夫，使混凝土性能既能满足各种工程要求，又能达到降本增效、节能减排的目的。为了提高商品混凝土产品的竞争力，笔者认为在产品升级上可以围绕以下几方面开展研究。

1  防灾减灾混凝土的技术研究

近年来地震、洪水、低温等自然灾害频发，给国民经济及人民生活造成了重大损失。如何提高建筑物的抗震能力，在混凝土材料组成上是大有可为的。而大都市在连日强降雨情况下，部分地段内涝严重，有些城市考虑构筑地下蓄水池，在暴雨期间将路面积水引入地下蓄水池，而在晴天又可清洁城市公共设施，循环利用的价值显而易见。需要研究的是混凝土结构的地下蓄水池如何提高抗渗能力，提高抵御地下水有害物质对钢筋混凝土的腐蚀能力，降低维修费用。又如针对泥石流、暴雨引起的塌方开展混凝土防护工程的研究，也是开拓混凝土市场，在防灾减灾技术中促进混凝土转型升级的一个重要方面。

2  环境适应性混凝土的技术研究

经济社会的高速发展以及城市热岛效应带来的环境问题已越来越引起人们的关注，因此城市的各项建筑设施如何实现生态化即混凝土如何与城市风景相融合，与城市阳光、城市风向相适应，由此产生的改善城市环境的各类混凝土，如彩色混凝土、光触媒混凝土、生态混凝土的配制技术自然而然地被列入了研究范围。在此特别要提一下混凝土道路，与目前使用的沥青路面相比混凝土道路在延长使用寿命、降低维护成本、透水性能及降低噪音方面占有优势，而且夏季还可降低路面温度，有利于废弃物的资源化利用，因此对专用道路、高速公路、普通道路、乡村道路等的不同对象和需求，开发各种性能的混凝土道路以适应社会需求和环境要求是很有必要的。

3  混凝土安全性的技术研究

这里主要是指防辐射混凝土的研制以及低辐射混凝土的配制。核电作为改善大气环境、提供能源支撑和调整能源结构的重要支柱，近年来再次迈入一个发展速度较快、发展规模较大的新阶段。当前核电站需要解决的安全性问题包括两个方面，其一是进一步提高防辐射混凝土的屏蔽性能，其二是核废料的处置问题，以上都涉及混凝土材料的选用、配制，施工、养护、混凝土的物理力学性能等一系列问题。此外，近 50 年来肺癌的发病率显著增高，已成为危害生命健康的一种主要疾病。现代医学的研究表明建筑材料含有的氡是除吸烟以外引起肺癌的第二大因素，而建筑材料恰是室内氡的最主要来源。如花岗岩、砖、砂、水泥及石膏之类，特别是含放射性元素的天然石材，最容易释出氡，当然除了氡以外可能还存在其它放射性物质，为此低辐射混凝土的研制日益引起人们的重视。对混凝土组成材料进行放射元素含量的分析测定，遴选出无放射能或低放射能的相关材料，使人们在居住舒适的同时有一个健康安全的生活环境显得尤为重要。

4  低碳混凝土的技术研究

由于现代化工业社会燃烧过多煤炭、石油和天然气，温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注，减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。在混凝土组成材料中每生产一吨普通硅酸盐水泥的二氧化碳的排放量约 758kg 左右，远远超过其它组成材料。因此商品混凝土企业要实现低碳化，减少水泥的单位用量是关键。要加强胶凝材料中掺合料的应用研究，并开发出新的掺合料，研究大掺量掺合料及复合掺合料对混凝土各种性能的影响以及与混凝土外加剂之间的适应性，从而实现混凝土的低碳化。

5  混凝土综合技术的应用研究

以钢筋混凝土为主的各种用途、各种形状、各种要求、各种创意的建筑物随着现代化的进程呈现出一派日新月异、欣欣向荣的景象。高泵程、深基础、超高强、低收缩、大流动、低渗透、自密实、大体量、大跨度、超缓凝、抗腐蚀等各项新技术层出不穷，实际上每一项新技术都是多项技术综合应用的结果。所以注重混凝土综合技术的应用研究，注重交叉学科之间的交流和融合有利于混凝土技术的突破和提升。

回顾商品混凝土的发展历程，每一次新材料的开发应用都大极大地推动混凝土技术的发展，以外加剂为例，从当初的木质素磺酸钙至以后的萘系减水剂直到今日的聚羧酸系外加剂，新型外加剂的面世都大大促进了混凝土技术的进步。在当前新形势下只要我们勇于创新，敢于探索，努力实践，完全能够迎来商品混凝土发展的新天地。

混凝土产品升级，哪些产品更受青睐？

蒋贤龙

（晟元集团有限公司，高级工程师）

随着我国社会经济的飞速发展，各种基础设施的需求和建设规模日益扩大，对建筑用砂的需求迅猛增长。由于自然资源的限制，作为短时间内不可再生的地材资源，不少地区的优质的天然砂资源已近枯竭，保护环境而限制开采，以及受交通运输限制，可供开采的优质天然砂资源储量日益减少，使得建筑用砂供需矛盾日益突出。而现代混凝土对砂的技术要求越来越高，特别是高强度等级和高性能混凝土对骨料的要求很严，能满足其要求的天然砂数量越来越少，而社会对节约资源、可持续发展的要求越来越高。面对中国经济已进入中高速发展的“新常态”，“新常态”下企业只有通过不断创新技术、产品升级，适应新常态。生产高质量的机制砂以及配制高质量的人工砂已经势在必行，高品质机制砂应用广泛解决了预拌混凝土行业中砂石紧缺的局面，全面推广机制砂对发展循环经济、促进社会经济和技术进步、保护环境和降低成本、推进混凝土结构调整等都具有重要作用，也对人、社会、自然环境的和谐可持续发展具有重要的意义。

据有关统计，2015 年我国预拌混凝土产量将近 48 亿立方米，占全球混凝土产量的 53% 多。而砂石骨料占混凝土质量的 70%～80%。经粗略计算，混凝土和砂浆消耗的水泥、砂石和淡水资源（不含养护和施工用水）将近 20 亿吨、100 亿吨和 10 亿吨！据专家测算，如果按照这种速度，我国可开采的石灰石等资源将在 30 年内消耗殆尽。

由于砂石骨料作为混凝土组成材料中占比最大的部分，使用量巨大，因此要加强研究并推广机制砂在高强度等级混凝土中的应用，减少天然砂的开采，既保护环境，又能提高资源利用率，形成综合效益，符合可持续发展的国策。为实现机制砂在高强度等级混凝土中的广泛应用，应加强机制砂企业的监管，提高机制砂生产从业人员的质量意识；加强机制砂生产工艺及生产设备研究，实现机制砂生产智能化，提高机制砂生产质量稳定性；对机制砂影响混凝土工作性能的机理进行研究，从而寻求根本解决机制砂混凝土缺陷的对策；对已有机制砂混凝土工程进行跟踪监测。

高品质机制砂属于人工砂的一种，是母岩经过去土处理、机械破碎、筛分等工序后制成的，粒径小于 4.75mm 的岩石颗粒，多数呈灰白色或黑色，一般含有 10%～15% 左右的石粉，级配中大于 2.36mm 和小于 0.15mm 的颗粒含量偏多，细度模数普遍在 3.0～3.7 内，表面粗糙，粒形多呈三角形或方矩体。与天然砂相比，机制砂的颗粒表面粗糙、多棱角，细度模数大，级配不良，最明显是机制砂小于 0.075mm 的石粉含量高（这种石粉与天然砂中的泥粉有本质区别）。不同地区所用的矿源、生产设备和工艺不一样，机制砂的性质也会有差异，但是只要满足机制砂的技术指标，就可以在预拌混凝土中使用。

机制砂混凝土的性能。机制砂混凝土配合比设计应符合 JTJ 55－2011《普通混凝土配合比设计规程》，在普通混凝土组分的基础上，根据机制砂的特点进行混凝土配合比设计，通过合理利用机制砂中的石粉，调整机制砂的砂率，再掺入缓凝高效减水剂、粉煤灰等掺合料，在低水灰比条件下，配得坍落度损失小、泵送性好、和易性好、强度和耐久性高的混凝土。机制砂普通混凝土的砂率较天然河砂混凝土高 2%～4%，一般应在 38%～46% 之间；机制砂普通混凝土砂率应根据机制砂自身细度模数、颗粒级配、石粉含量，并按所选水灰比及碎石最大粒径通过试验确定，如机制砂的石粉含量或细度模数、级配发生变化，应及时进行砂率调整，用于泵送混凝土的砂率应相应增加。配制混凝土时宜优先选用 Ⅱ 类砂，当采用Ⅰ类砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性。砂石的品质要放在混凝土整个原材料体系中总体考虑，既要满足相关砂石标准和有关应用标准，又要跟其他原材料相匹配，以降低成本，混凝土质量也才能得到保证。

面对可采天然砂资源的日益减少，发展高品质机制砂生产技术意义重大，推广机制砂的使用力度，需要加强机制砂的科学研究、提高机制砂产品质量，高品质机制砂的使用是预拌混凝土技术可持续发展的必经之路，也符合国家提升建筑质量、节能减排的大趋势，是经济新常态下的产业新机遇，将极大综合促进预拌混凝土行业中机制砂的持续、绿色健康可发展。

混凝土产品升级——哪些产品更受青睐?

崔鑫

（山东建泽混凝土有限公司，工程师）

混凝土的出现，为人类社会的发展做了极其巨大的贡献。随着社会的进一步发展，混凝土不仅应是最普通、应用最广的建筑材料，更应成为引领科技进步的特种建筑材料。面对混凝土产品升级，哪些产品更受青睐呢？笔者以为：

1  普通混凝土方面

1.1  自密实混凝土

自密实混凝土，即不需要或需要极少外力就可达到密实的混凝土。虽然已有此种混凝土，但由于多方面因素的原因，自密实混凝土还远没有达到普及的程度。目前施工中，还是多使用普通混凝土，既需要振捣成型使混凝土达到密实，即需要大量人力，又浪费能源。

1.2  体积稳定性混凝土

混凝土的收缩，是此种材料固有的问题。混凝土的收缩会引起混凝土开裂、耐久性不良、新旧混凝土结合面粘结不良等一系列问题。为此，如能开发出体积稳定性好或绝对体积稳定的混凝土，将解决混凝土工程应用中诸多问题。

1.3  废弃物再利用混凝土

从降成本、资源化、绿色发展等方面综合考虑，发展废弃物再利用混凝土都是预拌混凝土发展的一个重要方向。如对废弃混凝土回收再利用方面，可将骨料回收，浆体磨成粉做掺合料等，在水泥制备过程中也可应用。

2  特殊混凝土方面

2.1  自愈合混凝土

混凝土工程应用中，难免会受到外力作用，当力大到一定程度且不使混凝土结构倾覆的情况下，混凝土会出现裂纹。此种裂纹的长期存在，会严重影响混凝土的力学性能、耐久性能等。如在有水渗入裂纹的情况下，混凝土通过自身胶凝物质的迁移，使混凝土细小裂纹愈合，将使混凝土的综合性能大大提升。

2.2  均一混凝土

从宏观而言，混凝土是均一材料，但骨料、粉料、水、气等使混凝土成为一种极不均一的材料，且正是由于其不均一性而影响混凝土的综合性能。如能生产出一种混凝土，或者说一种材料，在其凝结以后形成类似石质的材料，即达到石头的密实度、均一度，将极大地提升混凝土的耐久性。