经营管理：混凝土转型升级的方法途径探讨
邢东海
（北京肇倩工程技术有限公司）
［摘要］混凝土转型升级走绿色发展之路势在必行，作者提出采用超细高强水泥、水泥内掺抗渗粉、利用粉体改性技术掺加无机微纳米材料、适应泵送性提高密实性和利用纳米硅作载体，开发多功能绿色混凝土等方法，呼吁建材建筑业联合攻关，互相配合，共同实现混凝土绿色和耐久的工程！
［关键词］超细水泥，内掺抗渗粉，粉体改性，绿色工程
0 前言
水泥混凝土是世界上最大量的建筑材料，也是最复杂的活性复合材料制品。混凝土的质量关系社会资源消耗，人类生存及生命安全，如何走可持续发展的绿色混凝土道路，是值得高度重视的社会问题。
回顾中国混凝土发展的历程，存在一条波浪式前进的主链，大致是：水灰比学说引起合理用水；浇注成型方法不断改进；化学品辅助改性；掺合料品种增多；减水剂普遍使用；高性能混凝土得到发展；泵送混凝土提高了施工效率；防水抗渗广泛重视；废弃混凝土再生利用；混凝土的本质缺陷即将改变。
对比国外材料变革的发展现象，主链条似较简单：70 年代出现各种混合水泥、化学水泥、聚合物水泥等；90年代大力推广超细高标号水泥，搅拌和泵送机械率先普及。因为超细水泥的推广应用，混凝土质量和施工效率明显提高，建筑自重减轻……
对比国内外的差距是，国内大量使用传统水泥带来了十分严重的资源环境破坏，混凝土次生灾害严重，危及人类生存安全。面对现实，混凝土行业迫切需要转型升级，争走绿色道路。
1 推广采用超细高强水泥
超细水泥指粒度小于10um的水泥颗粒占90%的高标号水泥，水泥标号与细度成正比关系。国内超细水泥发展慢，325um（45u）的水泥也称“超细水泥”。90年代上海浦东高层建筑每年进口超细水泥十几万吨，是国外设计图纸的技术要求。十多年来，东南亚国家的建筑工程已普及采用超细水泥。中国至今只有几家中外合作企业生产少量超细水泥，军工需要一直靠高价进口。
笔者曾发表一篇《水泥混凝土改性增强原理及方法》，全文阐述与水泥混凝土结构疏松多孔需要超细补强的长寿观念及方法。水泥的强度主要决定于小于10um的水泥颗粒比例，粗颗粒只起填充作用，存在后期活性危害性。水泥超细后，小于10um颗粒成倍增。水泥快硬高强，混凝土的致密性也因此提高，耐久性自然增长。
超细水泥电耗高不是主要问题，笔者研究20年的难点是设备大型化困难。研究出小型化的工艺设备方案，100万设备费，便可生产2～3万吨/年超细水泥。单位产品电耗不到200度/吨。与网上投资6亿建50万吨超细水泥厂的可行性研究报告相比，6亿投资可在搅拌站建600套小型机组，使产品升级，水泥产能可达1000万吨以上。
2 水泥中掺加纳米二氧化硅
试验证明，水泥中掺加2%～3%的纳米级二氧化硅，水泥混凝土的抗渗标准可提高到P15以上等级，能彻底解决水泥混凝土渗漏问题。但这种外掺方法存在混合均匀性问题，也给搅拌站操作带来不便。有效的方案是在粉磨站水泥磨前计量配料加入纳米级二氧化硅粉磨。
值得指出，必须加入小于100nm占50%以上的纳米级二氧化硅（气相法来达标），才能在磨内起分散作用，提高水泥流动性，既有助磨作用，也有使用减水效果。对比水泥内掺和混凝土外掺两种添加纳米二氧化硅的方法，超细水泥内掺入少量纳米二氧化硅是理想方案，在传统水泥中掺入2%～3%的纳米二氧化硅则是最方便方案。
3 利用粉体改性技术掺加无机微纳米材料
水泥的细度仅180目（88um），一般不会因为细度而产生表面静电。水泥的碱性特点是化学成份决定的，为提高和易性，减少吸水量，采用减水剂进行，是行之有效的方法。
水泥表面改性目的是提高分散性、和易性，混合均匀性，达到均质减水、密实增强效果。掺加微细粉比表面积大、吸水量大，微粉需改性疏水，有利减水，也缓和速凝。如果使用掺有纳米二氧化硅的水泥，由于流动性改善，水泥颗粒表面极性降低，混凝土的用水量会自然减少。
掺加无机材料需要辅助改性的是极性强、流动性差的微纳米粉体，如纳米二氧化硅，纳米偏高岭石粉等。
4 适应泵送性、提高密实性
适应泵送性的有效办法是采用流动性好的粉煤灰。添加纳米二氧化硅吸水增稠防泌水，可增加流动性。在油田固井行业，为适应泵送钻探深井操作需要掺加纳米二氧化硅，掺量大至20~30%，可大大提高流动性，延长稠化时间，又减轻浆料体重方便泵送。
提高密实性的方法较多，如搅拌、振捣、引气、颗粒级配设计，减水剂改性等。改性的原理应掌握粉体酸碱度的特性，按正负电性或粘性调节。合理使用高分子材料交联、整合、渗透，延长硅氧链网构，发挥有机与无机材料相结合的凝固作用，是值得重视研究应用的。
5 利用纳米硅作载体，开发多功能绿色混凝土
纳米二氧化硅的光、电、磁、波、热、力学、化学性能有独异功能，因为带负电，磁性强，可吸收紫外波，是吸光材料、光电材料、储能材料，也是性能稳定的化工催化剂、药物、颜料、金属粉的载体材料。利用多孔高比表面积的纳米二氧化硅作载体，可开发各种多功能材料，如压光、消光、吸波、抗紫外、耐老化、抗菌、自洁、抗静电、防辐射、导电等高性能多功能水泥混凝土。
6 结语
本文简述了与转型升级相关的个人见解，希望能抛砖引玉。笔者认为，混凝土的人性化发展目标是健康长寿，超细微纳米材料的合理使用是解决水泥及混凝土质量的根本方向，群众路线要发动建工建材两大阵营的科技力量联合攻关，有了高质量的超细水泥品种，何苦需要各种添加剂减水、防水、抗渗、抗冻？何必生产专用抗渗剂、纤维网？笔者在四川盆地工作过18年，在山脚河边到处见到过天然混凝土（砂石泥沉积岩类），因为结构致密，它们沉睡了多少万年，只有地质学家可推算。人造混凝土何时喊万岁？走混凝土绿色道路则可看到！