摘要：本文对上海地区混凝土行业近期在用砂和粉煤灰的过程中出现的问题进行分析，探究问题出现的根源，列举了出现的问题，并试图给出相应对策。
关键词：混凝土；细砂；机制砂；粉煤灰
1 引言
砂是工程建设中用量较大的原材料， 2008年上海混凝土行业共生产混凝土5000万m³，据估计砂的使用量达到4000万t。砂质量的优劣直接关系到混凝土质量和工程结构的稳定性、耐久性，还影响到混凝土生产和工程施工成本。因此对砂的质量的控制，不容忽视。
上海是我国工业化程度较高，自然资源缺乏、环境容量有限的特大型城市，面临资源和环境的双重压力。长年来，上海市高度重视资源节约和资源综合利用工作。在电厂粉煤灰利用方面，大力回收并积极开发粉煤灰利用技术， 2008年上海粉煤灰排放量603.52万吨，利用量576.94万吨，利用率为95.6%。目前，上海商品粉煤灰生产备案企业30家，所提供的粉煤灰不仅节约了水泥等原材料，而且还改善了混凝土的性能。
2 问题的提出
为了彻底解决长江河道上乱采乱挖江砂对千里江堤带来的隐患，沿江的安徽、江西、湖北等省根据国务院通知，从2000年10月起先后发布省政府令，禁止在所辖区域内的长江河道上采砂。目前除少数偷挖的船只外，长江砂基本上已处于停产[IJ。随着各地城镇、道路、水利建设的蓬勃发展，沿江各地和上海一样，对黄砂的需求量急剧增加，作为一种天然的资源，开采量大于生成量，再加上以往无序的乱挖乱果造成的浪费，长江砂的资源已日益减少。上海用砂向来以长江砂为主，每遇禁采行动，用砂供求紧张，而且优质砂还往往有价无货。现在长江流域的内向砂以及来自于闽江、温州、赣江等地的黄砂，虽使建设工程用砂在数量上基本得到满足，但由于产地来源多，砂的品质参差不齐。加上内洞湖泊开采受客观条件影响大，在枯水期和汛期时，市场上的供求矛盾依然存在，所以较难适应混凝土大规模生产的需要。
粉煤灰作为主要矿物掺合料用于商品混凝土中已有多年历史，早在八十年代上海地区即开始用木钙和粉煤灰相结合的技术来配制商品混凝土;九十年代开始为满足高泵程以及长运距等工程需要，开始采用高效减水剂与粉煤灰相结合的技术来开发大流动易泵商品混凝土；进入新世纪，上海地区混凝土搅拌站基本都使用了粉煤灰，粉煤灰已被视作混凝土中不可或缺的组份之一[2J。上海地区的粉煤灰主要来源于上海的燃煤电汇据统计上海目前共有16家燃煤电汇总装机容量为1063.4万千瓦。根据以往的经验，粉煤灰的生产基本能满足混凝土生产的需要，但随着三峡等外地电力的进入，加上煤炭价格上涨，近期上海市内的燃煤电厂普遍存在开工不足的现象，加上本地粉煤灰存在施工旺季(春秋季节)产量少，而在施工淡季(夏冬季节)产量多的特点I刻，目前上海地区粉煤灰供不应求的现象已经发生。
3 发现的问题
3.1砂
2008年上海市安质监总站组织了上海市棍凝土生产企业用砂的专项检查，抽取的70组建筑用砂样品检测结果表明，混凝土用砂质量状况欠佳。据统计， 51组天然砂样品中有35组标称为中砂、有12组标称为细砂、4组标称为特细砂。
如图1所示，标称为中砂的样品中不符合中砂质量标准的有11组，其中细度模数不合格的有9组，级配不入区的5组(其中3组细度模数也不合格)，不合格率为31.4%。
图1 中砂抽查情况示意图
19组混合砂样品中，符合中砂要求的有10组，合格率为 52.6%:不符合中砂要求的有9组，其中细度模数不合格5组， 级配不入区7组(其中3组细度模数也不合格咐，泪合砂的抽查情况如图2所示：
根据检查的结果分析，具体问题体现在：
3.1.1混合砂配比随意性大，质量不合格砂被用于生产
由于天然优质砂资源的紧缺，不少企业加大了对矿山废弃渣的利用，加工成的机制砂缓和了混凝土生产需求，但是机制砂石粉、含泥量对混凝土质量影响很敏感，部分企业疏于这方面的研究和管理，将机制砂和天然细砂混合成细骨料后，不进行混凝土生产质量验证，也不进行使用前的质量复检，导致不合格的混合砂用于生产。有的企业使用细砂与机制砂配制棍合砂时，仅根据两种砂的细度模数确定温合比例，而没有对掺加比例进行系统的试验验证[41，导致砂用量的不合理。
3.1.2混合工艺条件难以保证混合效果
由于筒仓数量、计量秤配制等原因，在工艺上不具备(不同品种、不同规格的)砂分仓储存、单独计量、均匀混合的条件，有些企业混合砂用铲车计量，而且混合效果差，离散、分层明显也未采取技术措施，细度无法达到中砂的标准，不符合标准颗粒级配区I呵。图3所显示的是某棍凝土生产企业特细砂与中砂混堆，未分别储存的情况。
3.1.3使用特细砂缺少技术措施
有的企业缺少针对特细砂的技术措施，在质量控制上具有很大的盲目性。如对建筑用砂未做到按批检测，未经验证就使用特细砂，对特细砂没有制定验收和复试规定，造成混凝土质量波动大， 28天标准龄期的试块抗压强度偏低[4]。
3.2粉煤灰
尽管粉煤灰在上海地区已经应用了几十年，但是依然有生产企业对于粉煤灰作用认识模糊，出现的问题具体表现为:
3.2.1使用不合格粉煤灰
粉煤灰的使用不仅节约了水泥的用量，而且还改善了混凝土的性能，使其在混凝土中的应用日益广泛，成为混凝土不可或缺的原材料。市内燃煤电厂粉煤灰产量的减少，使得粉煤灰一时供不应求，产生了棍凝土生产企业排队抢灰的现象，给不合格粉煤灰提供了滋长的空间，部分粉煤灰萃草粉磨就出盯甚至出现原灰未经粉磨就出厂的情况。由于这种原因，粉煤灰出现的主要问题就表现为细度不符合要求，部分企业为了加快生产节奏，不经过仔细的复试就使用，生产出的坦凝土性能与原配合比设计的差异较大。
3.2.2没有粉煤灰时混凝土企业生产混乱
混凝土中使用粉煤灰已在业内被广泛接受，混凝土生产企业已经习惯于混凝土中掺加粉煤灰，在缺少粉煤灰时，生产企业表现出不适应性。部分企业为了保证强度，用水泥直接代替粉煤灰，又未及时调整减水剂，为了达到原有的胡落度就直接加水，导致水灰比增大，结果强度反而下降。
3.2.3粉煤灰相关技术没有深化
目前上海地区商品混凝土生产企业将粉煤灰应用到混凝土中，仅从戚本考虑的角度出发，用便宜的粉煤灰替代部分水泥及矿粉，可达到节约成本的效果，因而在技术上体现出的只是简单的材料复合，未能从对混凝土性能的改善角度进行挖掘，未从原料选型、物化性能的最佳匹配、效应发挥最大化以及从混凝土配比应用要求中通盘考虑，因此，混凝土生产企业所用的粉煤灰品质尽管满足规范要求，但粉煤灰的作用未能充分发挥。
4 对策研究
4.1砂
4.1.1增加复试的力度
对原材料的准确定位是正确使用的前提，很多企业乱用错用不满足要求的砂，与它们对原材料复试的力度不够不无关系。砂的质量是有波动性的，砂石料供应商将与质保书要求不符的砂掺在合格砂中供应的情况时有发生，增加复试的力度，加大复试的频次，可以及时了解砂的质量情况，便于混凝土生产控制。
4.1.2正确理解标准要求
很多企业对标准理解深度不够，往往忽视了某些指标的要求，如:大部分混凝土生产企业都知道细度是建筑用砂的重要指标，却忽视了颗粒级配的人区问题，这就出现了使用特细砂和粗砂温合后，细度达到要求，级配严重不佳的情况，生产出的混凝土质量下降。还有些企业在使用机制砂时，对石粉含量不重视，使用石粉含量高的机制砂，生产出的混凝土强度和性能下降较多。
4.1.3完善设备，技术跟进
实际表明，仅依靠砂石料供应商自行混合或用铲车在堆场混合，是很难保证掘合砂的混合均匀程度，砂的质量波动极大，不利于混凝土生产的质量控制。只要不同品种、不同规格的砂分仓储存、单独计量，试验室有相应的试验来支持，混合后的混合砂是完全能够满足生产需要的。对于生产中使用混合砂的企业，试验室做好配合比设计、验证和优化工作，使用混合砂的温凝土质量是能够达到要求的。
4.1.4开拓新砂源
长期以来，上海坚持在建筑用砂方面要求使用中砂，随着天然中砂资源的减少，细砂和机制砂逐渐被应用到上海混凝土行业的生产中，细砂和机制砂已经成为新砂源。机制砂是工程界比较熟悉并大量使用曲一种常用建筑材料，在我国的贵州、云南等省应用较普遍。贵州早在1979年就出台了《山砂混凝土技术规程：)20世纪90年代以来，北京、天津、上海、福建、浙江、河北、山西及重庆市等地涌现出一大批人工砂生产线，生产、使用也带动了人工砂的研究。经过大量的工程实践证明，使用机制砂在经济上是合理的，技术上是成熟的。
上海邻近海域有着丰富的海砂资源，如将海砂用淡水冲洗，降低氯离子和硫酸根离子的含量，使之符合国家标准，海砂便可作为建设工程材料用砂予以开发利用。上海长期来禁止在建设工程中使用海砂，为保证建设工程的质量起了无可估量的作用。但是海砂颗粒级配比较合理，众所周知，合理的级配可以得到流动性好，均匀密实的混凝土，同样条件下还能达到节约水泥用量的效果，而且混凝土的性能也能得到提高。应该说海砂也是可持续发展的材料之一[1]。
除此以外，特细砂也可被考虑为新的砂源.从工程质量方面考虑，上海目前还未允许使用特细砂，特细砂在我国其他天然中砂稀缺的省份已有应用，从使用效果来看，是可以满足工程建设的要求的。有研究院l表明使用特细砂不仅能拌制普通混凝土，还能拌制高强混凝土，并显著降低混凝土生产成本，最终降低工程成本。
4.2粉煤灰
4.2.1严格执行标准规范
混凝土使用粉煤灰后性能改善的大小与粉煤灰本身的质量密切相关，相关的标准与规范是衡量粉煤灰产品质量的尺度，严格执行标准规范是精煤灰得以在混凝土中使用的前提。近期上海地区出现的不合格精煤灰被使用的现象，正是混凝土行业部分企业对标准规范作用认识不足的结果。
4.2.2正确理解粉煤灰的作用
目前众多厂家或用户未充分认识到粉煤灰使用的内涵，而仅从戚本上考虑，因而出现了厂家所选的原材仅能满足规范要求的最低指标，配比中掺量也较为保守，在保证强度方面以为只要增加水泥用量就一定能够增加混凝土的强度。用户也不能理解粉煤灰的应用效果，而仅认为是厂家为节省水呢而采用的常规手段。
4.2.3使用中贯彻粉煤灰相关技术
只有充分理解了使用粉煤灰对混凝土新拌性能、中长期力学性能的发展，尤其是对耐久性能的改善作用，混凝土生产企业及用户才更有动力去接受这个新技术的推广所带来的技术和经济的双重效益。对于商品混凝土而言，根据用户对棍凝土材料的要求，选用合适的粉煤灰材料及其掺量，进而最大化满足其性能的实现，是粉煤灰在混凝土中应用发展的重要趋势，如根据混凝土所处的环境荷载及相应要求，采用掺加粉煤灰或与矿粉复掺技术等等问。
5 结论
近期上海地区混凝土行业出现的砂与粉煤灰质量问题，是混凝土传统原材料资源日益稀缺的表现，严格按照标准对原材料进行把关可以避免以上砂和粉煤灰问题的出现。但实施和推广新技术，利用其他资源来拓展原材料来源才能从根本上解决问题，这也是混凝土行业发展的必然之路。
参考文献
[1] 郭陈震华，姚立君.上海建筑用砂的现状和资源拓展.上海建设科技，2001，4:40-41.
[2] 俞海勇，张贺，王琼.上海地区商品掘凝土中矿物掺合料的使用状况调研.粉煤灰，2008，4:8-11.
[3] 贺鸿珠，周敏，邱贤林.上海市精煤灰和脱硫灰渣综合利用情况的调查研究.中国粉煤灰，2007，3:38-40.
[4] 上海市建设工程安全质量监督总站.关于本市建筑用砂专项检查的通报.沪建安质监pω町第076号.
[5] 杨文烈，邸春福.机制砂的生产及在混凝土中的应用.混凝土，2008，6（224），113-117.
[6]何娟，张林绪.特细砂高强混凝土的初步探索.中国建材科技，2006，6:13-13.
[作者简介]陈刚， 1983年生，硕士，现为上海市建筑科学研究院建材所科研人员。主要研究方向为：混凝土技术、混凝土生产控制等。
