一、預拌混凝土需要什么樣的水泥預拌混凝土與傳統(tǒng)的現(xiàn)場攪拌制作混凝土有許多不同點。筆者從事水泥生產(chǎn)40年，又在混凝土攪拌站工作3年左右，據(jù)我所知，混凝土攪拌站如使用水泥不當或水泥本身存在某種品質(zhì)缺陷時，就可能出現(xiàn)如下問題：（1）混凝土強度達不到設(shè)計要求；（2）在混凝土制作和使用時，水泥與外加劑適應(yīng)性問題突出，或流動性能差，或坍落度損失大，致使施工時流動性能差或凝結(jié)過快，無法施工，有時甚至在運輸途中發(fā)生凝固；（3）混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、裂紋；（4）混凝土工程外觀顏色不一，影響美觀。
上述問題的存在，影響了混凝土的施工性能和工程質(zhì)量，當然混凝土出現(xiàn)問題是多種因素造成的，不能全歸罪于水泥，但在混凝土組成材料中，水泥作為主要的膠凝材料，其生產(chǎn)工藝、品質(zhì)指標，必然會對混凝土的性能起重要的影響，特別是預拌混凝土的制作和供應(yīng)，與傳統(tǒng)的現(xiàn)場攪拌方法相比較，有其特殊的技術(shù)要求，有人提出應(yīng)將“用來制備預拌混凝土的水泥分類為專用水泥”，筆者認為，充分關(guān)注混凝土攪拌站的需求，生產(chǎn)和提供“與預拌混凝土相匹配的水泥”是當務(wù)之急。我們認為該種水泥起碼應(yīng)滿足如下一些要求：（1）水泥各項技術(shù)性能必須滿足現(xiàn)行國家標淮要求外，特別應(yīng)保持產(chǎn)品的勻質(zhì)性和穩(wěn)定性，化學成分、細度、各齡期強度等級、凝結(jié)時間、標準稠需水量等指標不能有較大波動，特別是強度值不能大起大落；（2）在配制混凝土時需水量要小，流動性要好，與外加劑有較好的適應(yīng)性；（3）水泥粉磨時不僅要控制細度（比表面積），而且要合理控制水泥顆粒級配和顆粒形狀；（4）水泥混合材品種的匹配、摻入量要科學、合理；重視石膏品種的選擇；（5）重視出廠水泥溫度的控制；（6）在混凝土有特殊要求時，應(yīng)提供專用的水泥，如有低堿要求時，應(yīng)提供低堿水泥；有低熱要求時，要應(yīng)用水化熱低的水泥（如：中熱水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥）。
二、滿足預拌混凝土站使用的水泥應(yīng)有的性能1.應(yīng)將水泥的勻質(zhì)性與穩(wěn)定性放在第一位，確保出廠水泥的穩(wěn)定。
目前，新型干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)高強度水泥已不再困難，也不再是制備高等級混凝土的制約因素。
水泥強度的大幅度波動，無疑會嚴重影響混凝土強度等級的波動，混凝土設(shè)計（配制）時使用的Bolomy公式表明，混凝土28天抗壓強度與水泥實際強度是成正比的，因此關(guān)鍵在于水泥廠提供的實物強度必須要穩(wěn)定，否則就會引起混凝土強度大幅波動。
目前水泥廠生產(chǎn)高質(zhì)量熟料的技術(shù)已比較成熟，而保持水泥勻質(zhì)性和穩(wěn)定性則主要在于保證進廠原燃材料的穩(wěn)定、生產(chǎn)過程的穩(wěn)定、有效的均化措施、合理儲存量、出廠水泥嚴格控制。對于勻質(zhì)性問題，一般來說立窯廠比旋窯廠差，大型窯、大型磨的產(chǎn)品勻質(zhì)性、穩(wěn)定性好，但不能忽視的是，有些廠的同一品種、同一強度等級的不同批次水泥，其技術(shù)指標，如強度、顏色、需水量波動較大，而與外加劑適應(yīng)性上波動更為突出，究其原因，是在工廠生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量管理方面存在不穩(wěn)定因素，水泥廠應(yīng)立足于自身進行改進。還應(yīng)提倡水泥廠與攪拌站加強溝通，當水泥廠生產(chǎn)條件發(fā)生變化時，應(yīng)主動告知用戶，以采取適當?shù)姆婪洞胧?/P>
2.從水泥生產(chǎn)角度出發(fā)，努力解決外加劑和水泥適應(yīng)性問題。
混凝土外加劑與水泥不相適應(yīng)的情況，是工程施工經(jīng)常困擾我們的重要問題，它涉及到水泥、混凝土、化工等行業(yè)。如果外加劑與水泥沒有良好的適應(yīng)性，混凝土攪拌站是無法正常作業(yè)的。解決它們之間適應(yīng)性的問題是雙向互動的問題，首先需要外加劑及水泥生產(chǎn)研發(fā)部門重視起來，加強互相交流協(xié)作。
在適應(yīng)性的問題上，水泥的影響因素很多，一般認為：水泥熟料的礦物組成、水泥細度（比表面積）和顆粒級配、石膏的種類和摻量、混合材種類和摻量、水泥溫度和水泥的陳放時間等因素都會影響水泥適應(yīng)性。
（1）水泥熟料成分的影響。不少學者針對水泥熟料中的C3S、C2S、C3A、C4AF對外加劑的吸附性和吸附量進行了研究，發(fā)現(xiàn)C3A對外加劑的吸附量遠高于其他礦物組成，其排序為：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S，這是由于C3A水化速度最快，對減水劑的吸附量最大。還可明顯看到C3A含量高的水泥，其標準稠度加水量上升（有人作了定量研究，當C3A上升1%，其標準稠度用水量也增加1%，而混凝土用水量也相應(yīng)提高6～7kg/m3），因此我們希望熟料中的C3A要少一些。
（2）石膏的種類及摻量。不同品種和形態(tài)的石膏由于其溶解速度和溶解度不同、雜質(zhì)含量的不同，在很大程度上影響外加劑使用效果，摻不同形態(tài)石膏的水泥在預拌混凝土中使用后，其效果是大相徑庭的。韓越、何廷樹等人在研究了“不同石膏種類及摻量對高效減水劑——緩凝劑——水泥三元體系的輔助塑化效應(yīng)的影響”后指出：“當萘系高效減水劑摻量為l%的條件下，摻用二水石膏時，5種緩凝劑（三聚磷酸鈉、葡萄糖酸鈉、檸檬酸、白糖、六偏磷酸鈉）水泥凈漿流動度的絕對值最大，流動度的經(jīng)時損失最小，所以釆用二水石膏作為熟料的調(diào)凝劑是最佳選擇”，而“在所用的3種石膏（半水石膏、二水石膏、無水石膏）中，硬石膏與減水劑相容性最差”。因此我們必須明確認識到：按現(xiàn)行水泥標準作檢驗時，雖然不同品種、形態(tài)的石膏作緩凝劑都可能是適宜的，但在預拌混凝土中由于摻入了外加劑，情況發(fā)生了變化，會發(fā)生水泥與外加劑不適應(yīng)的情況。
此外，磷石膏、氟石膏等工業(yè)副產(chǎn)品由于其雜質(zhì)及含量波動也會影響水泥和外加劑的適應(yīng)性。
筆者曾在實際工作中經(jīng)歷過如下3種情況，應(yīng)特別引起水泥廠家注意：a）曾在2004年10月發(fā)現(xiàn)一直在使用的適應(yīng)性良好的某廠水泥，某日混凝土發(fā)生急凝，追究其原因是使用了工業(yè)副產(chǎn)品磷石膏所致；b）2005年某廠水泥在一攪拌站使用時，發(fā)生未到目的地就發(fā)生凝固，經(jīng)查成分并無差異，也用二水石膏，但后經(jīng)檢驗該石膏其SO3雖在35%左右，但結(jié)晶水只有4%，實際上該石膏是硬石膏與二水石膏的混生物，由于仍然存在溶解速度的問題，致使發(fā)生不適應(yīng)狀況；c）水泥廠在粉磨水泥時使用了優(yōu)質(zhì)二水石膏，但如不控制好磨內(nèi)溫度，仍可能因溫升過高，造成石膏脫水，工程使用時也發(fā)生急凝、假凝現(xiàn)象。
（3）粉磨細度（比表面積）及顆粒級配和顆粒形狀。水泥細度問題是混凝土界和水泥界分歧最大的問題之一。為了最大限度地發(fā)揮熟料潛能，目前多數(shù)水泥企業(yè)十分注重粉磨細度，一般來說水泥磨得越細（比表面積越高），細顆粒越多，水泥水化越快，有利于強度的發(fā)展。為此不少水泥廠采用了助磨劑，甚至違規(guī)摻入增強劑。在混凝土界則認為，越細的水泥需水量越大，與外加劑相容性越差，水化熱越大，開裂敏感性越大。
此外，不少研究結(jié)果指出，水泥的顆粒形狀對外加劑的適應(yīng)性起明顯影響，水泥顆粒越接近球形，其比表面積越小，外加劑塑化效果就越好，輥壓機作終粉磨時，水泥顆粒形狀復雜，需水量偏高。
（4）混合材的品種和摻入量。聲威公司技術(shù)中心曾對不同混合材（礦渣、粉煤灰、石灰石）以不同比例與熟料共同粉磨制得水泥后，進行了水泥與外加劑適應(yīng)性的研究，結(jié)果表明，加入混合材后能改善水泥與外加劑的適應(yīng)性，而摻用不同種類的混合材、不同組合的水泥時則對外加劑適應(yīng)性會產(chǎn)生不同的效果。
在磨制好的純水泥中摻入礦渣粉、粉煤灰、石灰石等混合材是有利于改善漿體流動性能的，即改善水泥適應(yīng)性，而雙摻效果較單摻好。此次試驗情況表明，對改善水泥適應(yīng)性的排序是：石灰石＞礦渣（430m2/kg）＞礦渣（380m2/kg）＞粉煤灰（二級灰）＞粉煤灰（經(jīng)60分鐘粉磨比表面積為550m2/kg）。該結(jié)論可作為生產(chǎn)時選擇混合材種類、復摻組合的參考。
由于摻不同種類的混合材的水泥對外加劑吸附能力不同，從而產(chǎn)生了不同效果，從我們的經(jīng)驗看，礦渣對萘系減水劑適應(yīng)性優(yōu)于摻煤矸石的水泥，主要表現(xiàn)為流動性差、坍落度經(jīng)時損失大，當摻礦渣過多時易產(chǎn)生泌水。而摻不同品種形態(tài)粉煤灰時水泥與外加劑適應(yīng)性差異較大，使用優(yōu)質(zhì)粉煤灰（含碳量＜5%）時的塑化效果好，而使用粗粉煤灰、含碳量高（＞5%）的粉煤灰時塑化效果差。應(yīng)提倡在水泥生產(chǎn)中復摻混合材，而磨細石灰石粉最有利于改善適應(yīng)性。
（5）水泥中含堿量。某公司將生產(chǎn)數(shù)據(jù)中的堿含量與適應(yīng)性好壞進行排隊后發(fā)現(xiàn)，對外加劑適應(yīng)性較好的水泥堿含量均較低，而適應(yīng)性較差的水泥堿含量相對較高，堿含量越低對水泥的適應(yīng)性越有利。所以控制較低且較穩(wěn)定的堿含量，對提高水泥的適應(yīng)性是有意義的。
（6）水泥溫度及存放時間。水泥溫度過高，其不良后果有二：一是可能造成石膏脫水（一般認為二水石膏在超過135℃時將失去結(jié)晶水，變?yōu)榘胨啵黄涠牵词故辔疵撍捎谳^高溫度下的水泥水化速度較快。
水泥廠為了加快周轉(zhuǎn)，希望水泥盡快出廠，而混凝土界從經(jīng)驗中得知，“新鮮水泥”會影響外加劑的塑化效果，反而希望使用陳放一段時間后的水泥。事實上出粉磨設(shè)備時間，間隔越短，由于水泥粉磨時產(chǎn)生電荷，顆粒間吸附、凝聚的能力較強，因而致使適應(yīng)性變差。
3.水泥廠家應(yīng)充分關(guān)注混凝土攪拌站的預拌混凝土工作性能及工程質(zhì)量，及時解決所出現(xiàn)的問題，提供適應(yīng)用戶“個性”要求的產(chǎn)品。
（1）低堿要求：某些工程對使用水泥提出了低堿要求，水泥廠家應(yīng)更改原料（采用低堿硅石或砂巖代替黏土），改變窯磨工藝操作參數(shù)，按標準要求生產(chǎn)Na2Oaq＜0.6%的水泥。
（2）低水化熱水泥：2005年某攪拌站接受亞洲最大的32m×22m×11.8m、超厚墻體3.2m厚，γ射線輻射能量為15MV防輻射混凝土結(jié)構(gòu)的預拌混凝土的供應(yīng)，需低熱礦渣水泥，但當時在陜西省暫無此資源，而工程急需開工，經(jīng)認真選擇，某水泥廠提供了低C3A含量（熟料中＜6%）的P.C32.5R水泥，經(jīng)試驗其水化熱符合要求、配制混凝土收縮率低，與減水劑適應(yīng)性好，混凝土強度滿足設(shè)計要求，經(jīng)專家論證后在工程中使用，效果良好，最可喜的是在施工階段有效地控制了可見裂縫。
（3）防止產(chǎn)生變形裂縫：在實際工程中混凝土產(chǎn)生裂縫是多種原因，而非單一因素所導致。而混凝土產(chǎn)生變形裂縫的原因，諸多與水泥直接有關(guān)。因此水泥廠應(yīng)適應(yīng)預拌混凝土的需要，從礦物組成、細度、混合材、石膏、堿含量和水泥品種等方面進行優(yōu)化。水化速度快、水化熱高且釋放快、需水量大等均影響混凝土的開裂，應(yīng)隨實際需要適度更改化學成分、粉磨細度、石膏、混合材品種和摻入量，只有雙方緊密合作，裂縫問題還是有望緩解和解決的。
點評預拌混凝土要求的水泥，勻質(zhì)性與穩(wěn)定性是第一位的，要出廠水泥的各項技術(shù)指標特別是強度穩(wěn)定，不能大起大落。
混凝土外加劑與水泥不相適應(yīng)的情況，是經(jīng)常困擾我們的重大問題，其原因錯綜復雜，影響因素很多，應(yīng)雙向努力予以解決，但水泥廠家應(yīng)著眼于從水泥生產(chǎn)角度出發(fā)，努力解決外加劑和水泥適應(yīng)性問題。其途徑可從熟料礦物組成和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、合理選擇粉磨細度（比表面積）及優(yōu)化顆粒級配和顆粒形狀、在粉磨過程中合理確定石膏品種及摻量、混合材的種類及摻量、控制含堿量、降低水泥溫度和適當陳化時間等來改善適應(yīng)性。
