董志，時耀輝，崔文剛，杜會平，賈坤鵬

我公司年產(chǎn)高標(biāo)號水泥300萬噸，廣泛應(yīng)用于南水北調(diào)、石家莊新客站、地鐵等國家及地方重點工程。2020年11月4日晚，使用我公司水泥的XH混凝土攪拌站反映其生產(chǎn)的C30混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重的緩凝現(xiàn)象，攪拌站技術(shù)人員反復(fù)查找也未能發(fā)現(xiàn)緩凝現(xiàn)象發(fā)生的原因，此問題嚴(yán)重影響了客戶混凝土的正常生產(chǎn)，存在較大的質(zhì)量風(fēng)險，亟需解決。

1 現(xiàn)況簡述

現(xiàn)場實地查看發(fā)現(xiàn)，在超過規(guī)定終凝時間2h后，施工現(xiàn)場兩批混凝土試塊仍然松軟，用手觸碰能留下明顯印痕，存在嚴(yán)重緩凝現(xiàn)象，混凝土凝結(jié)狀態(tài)如圖1、2所示。

圖1 試塊1超規(guī)定時間后混凝土凝結(jié)狀態(tài)

2 原因分析

我公司售后服務(wù)人員與該站技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)場實際以及混凝土生產(chǎn)情況，從混凝土配比、水泥質(zhì)量、混凝土用外加劑質(zhì)量、混凝土用配合料質(zhì)量等進(jìn)行了一系列試驗分析驗證，結(jié)果如下。

圖2 試塊2超規(guī)定時間后混凝土凝結(jié)狀態(tài)

2.1 混凝土配比分析

現(xiàn)用C30混凝土配比正常，未發(fā)現(xiàn)明顯差異，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 現(xiàn)用混凝土配比，kg

2.2 水泥質(zhì)量分析

從水泥質(zhì)量檢測、不同廠家水泥對比、同一水泥不同攪拌站對比等三個維度對水泥質(zhì)量進(jìn)行了分析，結(jié)果均顯示水泥質(zhì)量正常，具體試驗如下：

（1）水泥質(zhì)量檢測

自該站1號、2號水泥儲倉取回我公司水泥樣品進(jìn)行熒光分析，檢測其凝結(jié)時間和強度等項目，檢測結(jié)果均正常，具體數(shù)據(jù)見表2、3。

表2 水泥化學(xué)成分分析，%

（2）不同廠家水泥對比

除我公司生產(chǎn)水泥外，另選了DX、ZL兩家公司生產(chǎn)的水泥，均制作C30混凝土，觀察試塊，均出現(xiàn)嚴(yán)重緩凝現(xiàn)象；同時，在該站實驗室對我公司水泥進(jìn)行了凈漿檢驗，硬化結(jié)果正常。

（3）同一水泥不同攪拌站對比

為進(jìn)一步查找原因，自XH站取一部分庫存水泥樣品送至ZT站試驗室，用XH站庫存我公司水泥與ZT站用水泥分別制作混凝土，進(jìn)行對比（其他原材料、外加劑均為ZT站現(xiàn)用），硬化正常。

2.3 外加劑質(zhì)量分析

本次外加劑質(zhì)量分析主要采用對比分析方法，即用該攪拌站倉儲我公司水泥及新進(jìn)我公司水泥，分別配用HY、YL兩家外加劑，制作C30混凝土，進(jìn)行對比，并加做一組純水泥對比，均出現(xiàn)緩凝現(xiàn)象。

2.4 對混凝土配合料質(zhì)量進(jìn)行分析

（1）設(shè)計“礦粉、粉煤灰雙摻”“單摻礦粉”“單摻粉煤灰”三組混凝土配方進(jìn)行試生產(chǎn)，到期觀察試塊，均出現(xiàn)緩凝現(xiàn)象。

表3 水泥物理性能分析

（2）設(shè)計不同砂源進(jìn)行對比分析，用XH站倉儲水泥分別配用ISO標(biāo)準(zhǔn)砂及該站生產(chǎn)用砂做膠砂進(jìn)行對比（室外養(yǎng)護），到期后觀察試塊。ISO標(biāo)準(zhǔn)砂砂漿硬化正常，該站生產(chǎn)用砂砂漿未硬化，40h后繼續(xù)觀察，該站生產(chǎn)用砂砂漿仍未硬化。

（3）通過試驗分析初步判斷，混凝土用砂可能是導(dǎo)致本次混凝土凝結(jié)時間異常的原因。為進(jìn)一步驗證此結(jié)論，分別用我公司水泥、DX公司水泥（新進(jìn)）分別配用該站粗砂及該站前期庫存砂進(jìn)行混凝土對比實驗。經(jīng)過觀察，兩家公司水泥用該站前期庫存砂拌合的混凝土硬化均正常，無明顯區(qū)別；兩家公司水泥用該站現(xiàn)用粗砂拌合的混凝土均未硬化，結(jié)構(gòu)松散。

2.5 砂源質(zhì)量追溯分析

為進(jìn)一步查找砂源質(zhì)量問題，經(jīng)與供應(yīng)商溝通了解并進(jìn)行實地查看，得知砂源地附近有一座化工廠，其廢水階段性排出至存砂地。由于我公司檢測能力有限，委托外加劑公司開展了相關(guān)分析。通過分析得知，廢水中含有一種醇類物質(zhì)，進(jìn)一步咨詢相關(guān)專家得知，醇類化合物對硅酸鹽水泥的水化過程具有不同程度的抑制作用。該醇類化合物致硅酸鹽水泥緩凝作用機理在于，該醇類化合物羥基吸附在水泥顆粒表面，與水泥水化產(chǎn)物表面上的O2-形成氫鍵，同時，其他羥基又與水分子通過氫鍵締合，同樣使水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，從而抑制了水泥的水化過程。

3 解決措施及效果驗證

為消除現(xiàn)用粗砂致緩凝影響，售后服務(wù)人員與該站技術(shù)人員共同制定了三條解決措施并進(jìn)行了相應(yīng)試驗驗證。一是現(xiàn)用粗砂與原有庫存砂按照1：1搭配使用，二是將現(xiàn)用粗砂進(jìn)行多次水洗，消除其致緩凝影響，三是要求砂源供應(yīng)商采取防護措施，保證化工廠廢水不侵蝕砂源。

通過對比觀察，采取措施后，表4中的4組配比方案制作的混凝土，均達(dá)到正常終凝時間，并得出如下結(jié)果：

表4 混凝土配比方案

（1）混凝土用砂消除緩凝成分后，可正常使用。

（2）含緩凝成分的砂與正常砂按一定比例搭配后，緩凝成分被稀釋，含量降低，緩凝作用減小。

（3）配制高標(biāo)號混凝土?xí)r，水泥用量大幅度提高，砂子用量降低，砂中緩凝成分的緩凝作用被水泥部分消解，緩凝作用降低，混凝土凝結(jié)時間趨于正常。