摘要：从原材料的选择、混凝土配合比设计两方面，分析如何在生产混凝土的过程中通过节约水泥，降低混凝土的生产成本，同时达到节能减排的目的。
关键词：混凝土；成本；水泥；控制
前言
随着近些年城市建设脚步的加快，混凝土的重要性越来越突显，水泥作为混凝土中最重要、价格也是最高的一种组分，它的节约将大大降低混凝土的成本。由于水泥在生产过程中会导致大量有害气体的排放，因此水泥的节约，在另一方面也会起到一定的环保作用。节约水泥用量，不仅降低混凝土的生产成本，而且减少环境污染。本文作者结合几年来在混凝土生产过程中总结的经验，阐述一下在混凝土生产过程中可通过控制哪些要素，达到降低水泥用量，控制生产成本的目的。
1 在原材料选择方面
混凝土的组成材料主要包括：水泥、砂（细骨料）、石（粗骨料）、外加剂、掺合料、水六部分，下面，针对这几种组成材料分别进行阐述。
1.1水泥
水泥在混凝土中的作用是和水组成水泥浆，包裹在骨料的表面并填充在骨料的空隙中，在混凝土拌合物中起到润滑作用，赋予混凝土拌合物施工所需的流动性，并在混凝土硬化后起到胶结作用，使混凝土具有所需的强度和耐久性。对于它的选择，应保证选择的水泥强度等级标准值为混凝土强度等级标准值的1.5-2.0倍为宜，尤其在生产低强度混凝土时，更要坚持这个原则，因为在配合比设计规程中，明确规定了水泥最小用量，对于低标号水泥，这个用量完全可以满足低强度混凝土的强度要求，若采用高标号水泥则会造成一定的浪费。例如，生产强度等级为C15的泵送混凝土，在配合比设计规范中，规定了泵送混凝土的胶凝材料用量不宜小于300公斤/立方米，当采用300公斤P.O 32.5水泥组成的胶凝材料配制时，混凝土的强度等级可达C20，完全达到了所需的强度，如果采用P.0 42.5或更高等级的水泥则会造成很大的浪费；同时在选择水泥时，应尽量选取性能稳定且富裕系数大的水泥。
当水泥富裕系数越大时，水泥的28天抗压强度实测值fce就越大，水灰比就越大，从而在相同用水量的情况下，水泥用量就越少，即节约了水泥。
1.2砂石（粗细骨料）
砂石的选择主要从级配和粗细程度两个角度考虑，混凝土的内部结构其实就是各组成材料之间的相互填充，如图1，若骨料的粒径分布全在同一规格范围内，即级配不合理，则会产生很大的空隙率；如图2，若骨料的粒径分布在两种规格范围内，空隙率就会相对减少；如图3，若骨料的粒径分布在更多的规格范围内，则空隙率就更小了。由此可见，只有良好的级配才能形成较小空隙率，从而使用来填充空隙的水泥用量减少。同样，骨料的粗细程度同样影响着水泥的用量，相同重量的骨料，粒径大的骨料相对于粒径小的骨料总表面积小，因而大粒径的骨料所需包裹其表面的水泥浆量就少，水泥用量也就少，因此，选则级配及粗细程度合理的粗细骨料，能节约水泥。
1.3掺合料
近几年常用的掺合料主要有粉煤灰和矿粉，这些掺合料掺入混凝土中可以取代部分水泥，并以细颗粒充当细骨料或其填料，改善混凝土流动性，增强粘聚性，减少泌水和离析，从而增强混凝土密实性，改善内部结构，通过多次的试验，选取最合理的掺量，不仅能改善混凝土的性能，而且可以达到节约水泥、保证强度的目的。以配制C40混凝土为例，将胶凝材料全部采用水泥与采用粉煤灰代替部分水泥两种情况进行对比，28天抗压强度如下：
1.4外加剂
在生产混凝土过程中能节约水泥的外加剂是指具有减水效果的外加剂，例如减水剂、泵送剂。在生产混凝土的过程中，加水的目的是使其与水泥发生水化反应，而且水化反应的用水量决定着混凝土的用水量，但实际上加入的水只有部分水参与了水化反应，另一部分则被水泥凝结硬化过程中形成的絮状结构所包裹，这部分水没有参与水化反应，这部分水的释放将减少混凝土的用水量，而减水剂的作用机理是将水泥凝结硬化过程中形成的絮状结构所包裹的拌合水释放出来，参与水化反应，这便减少了混凝土的用水量，因此在水灰比不变的情况下可以减少水泥用量。而且外加剂的减水效果越好，释放出的水就越多，水泥的用量就越少。因此，选择减水效果好的外加剂可以达到即保证强度又节约水泥目的。
2 配合比设计方面
配合比设计是否合理直接决定着原材料的浪费与否，而配合比设计的依据是建立在多次试验的基础上。很多试配人员为了逃避混凝土试配，又出于安全，常常将水泥的富裕系数用得非常小，这样做虽然能保证混凝土强度，但水泥用量过高，造成很大浪费。以C30混凝土为例，当采用理论值和实测值分别作为水泥28天抗压强度值时，按照普通混凝土配合比设计规程计算，每立方米水泥用量相差51公斤。如下表：
配合比优化前后对比
由此可见，配合比设计人员在配合比设计时所采用的水泥强度值，对水泥用量起着决定性作用。另一方面应根据原材料的级配和粗细程度，选择砂率，使骨料之间合理搭配，减少骨料之间的空隙率，从而降低水泥用量。因此，要在混凝土配合比设计中节约水泥，就要求混凝土配合比设计人员在设计每个配合比时，都应该建立在多次试验的基础上，选择合理的砂率，并充分利用水泥的强度。为此，企业结合实际现状，对混凝土配合比进行优化，优化后混凝土的强度依然能够得到保证。以C30混凝土为例：
3 结论
通过对原材料选择和配合比设计两方面的控制，能够在保证混凝土强度的同时，年节约生产成本75.25万元，而且水泥的节约又符合国家节能减排的政策；但生产混凝土所需的原材料价格也呈上涨趋势，企业在将注意力集中在一年有多少订单，一年有多少产量的同时，也必须在节约材料、降低成本上下功夫，通过技术手段而不是偷工减料来谋求更大的利润及发展空间。
参考文献：
[1]沈朝福；；粉煤灰掺合料在建筑工程中的应用[J]；建筑技术；1980年10期
[2]津筑；；水泥粉煤灰硅酸盐复合胶凝材料[J]；建筑节能；1980年01期
论文作者:李明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
标签：混凝土论文; 水泥论文; 骨料论文; 用量论文; 强度论文; 节约论文; 粒径论文; 《基层建设》2019年第26期论文;