汪宗奎，趙文亮，王保生，余龍宵

（焦作億建混凝土有限公司，河南 焦作 454000）

關(guān)于如何通過優(yōu)化摻合料摻量降低原材料成本的探討

汪宗奎，趙文亮，王保生，余龍宵

（焦作億建混凝土有限公司，河南 焦作 454000）

本文主要講述采用對(duì)比試驗(yàn)的方法，通過對(duì)摻合料的摻量調(diào)整，用“強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比”這個(gè)指標(biāo)尋找最合理的摻合料摻量，從而達(dá)到保證混凝土的和易性和降低原材料成本的目的。

強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比；摻合料；最優(yōu)摻量

1 概述

近年來，隨著國(guó)家對(duì)建筑市場(chǎng)的監(jiān)管力度加大，對(duì)混凝土的性能要求逐步提高。同時(shí)房地產(chǎn)行業(yè)的持續(xù)低迷，導(dǎo)致了混凝土行業(yè)出現(xiàn)了嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩，同時(shí)混凝土行業(yè)的市場(chǎng)混亂、價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)及墊資行為，導(dǎo)致多數(shù)企業(yè)面臨著舉步維艱的尷尬局面。

在這種大背景下，混凝土企業(yè)只有延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、提高精細(xì)化管理和降低原材料成本這些方法才能度過“寒冬”等待“春天”的到來。混凝土的生產(chǎn)成本大致可以分為三大部分：原材料成本、運(yùn)輸成本、生產(chǎn)管理和銷售成本。這三部分成本中原材料成本占據(jù)了絕大部分，占到總成本的70%～80%。所以找到合適的材料用量對(duì)混凝土成本控制十分重要。

本文采用對(duì)比試驗(yàn)的方法，通過對(duì)摻合料的摻量調(diào)整，用“強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比”這個(gè)指標(biāo)的對(duì)比，尋找最合理的摻合料摻量。

2 試驗(yàn)方法適用的范圍、注意事項(xiàng)和設(shè)計(jì)說明

這種方法主要用于預(yù)拌混凝土企業(yè)生產(chǎn)的預(yù)拌普通泵送混凝土的配合比設(shè)計(jì)，并且要符合 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》的規(guī)定，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。本方法對(duì)比的前提是在混凝土的配合比設(shè)計(jì)時(shí)，注重強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比和膠凝材料需水量比這兩個(gè)參數(shù)，并且必須要在混凝土拌合物性能滿足使用要求的情況下，再進(jìn)行強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比的對(duì)比選擇。

3 原材料和試驗(yàn)方法

3.1 原材料

水泥：中晶 P·O42.5 水泥，比表面積 374m2/kg，28 天抗壓強(qiáng)度 49.8MPa。

礦粉：丹陽 S95 級(jí)礦渣粉，比表面積 420m2/kg，28 天抗壓強(qiáng)度比 103%。

粉煤灰：沁北電廠的 Ⅱ 級(jí)粉煤灰，細(xì)度 19.8%，需水比103%。

3.2 試驗(yàn)方法

（1）按照 GB/T 17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO 法）》；

（2）按照 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)。

試驗(yàn)內(nèi)容見表 1。

4 試驗(yàn)結(jié)果與討論

本文通過對(duì)礦粉和粉煤灰摻量的調(diào)整，在確保標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量基本一致的條件下，設(shè)計(jì)了 15 組試驗(yàn)。通過表1可以清楚地看到每個(gè)摻量的強(qiáng)度和成本。并且通過總結(jié)可以看出強(qiáng)度和成本并不是成線性關(guān)系的，也就是說并不是強(qiáng)度越高的就成本越高。本文引入了一個(gè)“強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比”概念，所謂“強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比”是用膠砂強(qiáng)度除以膠凝材料總成本得到的數(shù)值。強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比越大，就說明這個(gè)膠凝材料的經(jīng)濟(jì)性就越好，越節(jié)約成本。

選取表1中強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比前幾位的混凝土配合比配制混凝土，并檢驗(yàn)它們的性能，結(jié)果見表 2。由表2可以看到，第14 個(gè)試驗(yàn)強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比最大，為 0.56，第 1 個(gè)試驗(yàn)的強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比最小，為 0.46，而試驗(yàn) 14 比試驗(yàn) 1 的膠砂強(qiáng)度只低了1MPa。假如 1 方混凝土設(shè)計(jì)的膠凝材料用量是 450kg，那么如果采用試驗(yàn) 14 的摻量方案就比試驗(yàn) 1 的方案單方節(jié)約成本20.7 元。

試驗(yàn) 8 和試驗(yàn) 15 是大多數(shù)企業(yè)最常用的配合比，兩個(gè)配比的膠砂強(qiáng)度分別為 50.6MPa 和 50.7MPa 強(qiáng)度，膠凝材料的需水量比也基本相同。所以選用這兩配合比設(shè)計(jì) C30 配合比。當(dāng) C30 的膠凝材料總量用到 380kg 時(shí)，試驗(yàn) 8 的水泥用量為 266kg（380×0.7）、礦粉用量為 76kg（380×0.2）、粉煤灰用量為 38kg（380×0.1），那么膠凝材料總成本是 81.51元（266×0.24+76×0.19+38×0.085）。試驗(yàn) 15 的水泥用量為 190kg（380×0.5）、礦粉用量為 152kg（380×0.4）、粉煤灰用量為 38kg（380×0.1），那么膠凝材料總成本是 77.71元（190×0.24+152×0.19+38×0.085）。這兩種摻量的配比膠砂強(qiáng)度基本相同，但每方成本相差 3.8 元。如果是一家年產(chǎn)50 萬方的混凝土企業(yè)，那么每年大約可以節(jié)約 190 萬元。所以采用強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比來做對(duì)比的試驗(yàn)法對(duì)于節(jié)約成本是十分重要的。

5 總結(jié)

表1　試驗(yàn)配合比及檢測(cè)數(shù)據(jù)

表2　強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)比前幾位混凝土配合比及性能

商品混凝土企業(yè)在長(zhǎng)期采購(gòu)原材料過程中，水泥、礦粉、粉煤灰的質(zhì)量和價(jià)格在不斷發(fā)生變化。隨著膠凝材料的質(zhì)量變化，各種材料也應(yīng)該調(diào)整到最合理的摻量，這樣才能產(chǎn)生最優(yōu)的強(qiáng)度及最優(yōu)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。所以采用表1這種膠砂強(qiáng)度對(duì)比的方法是十分合理的也是十分必要的。而且通過這種對(duì)比試驗(yàn)，比直接設(shè)計(jì)混凝土配合比要減少大量的工作強(qiáng)度。所以首先進(jìn)行膠砂強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)選擇 3～5 個(gè)合理的膠凝材料摻量，再對(duì)這 3～5 個(gè)比較合理的膠凝材料摻量進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證。最后依據(jù)工程實(shí)際情況選擇最合理配合比，從而達(dá)到在保證混凝土質(zhì)量的同時(shí)降低混凝土成本的目的。

[1] 王迎春，蘇英，周世華．水泥混合材料和混凝土摻合料[M]．北京化學(xué)工業(yè)出版社，2011．

[2] GB/T 51003—2014．礦物摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S]．

[3] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S]．

［通訊地址］河南省焦作市豐收路與文昌路交叉口焦作億建建材有限公司（454000）

汪宗奎，焦作億建建材有限公司，試驗(yàn)室主任。