知其然，更要知其所以然

聞寶聯

（建筑材料工業技術情報研究所，北京 100024）

轉眼又到了年底，回顧今年的專欄文章，主要講的是基礎知識、基本概念、理念，很多時候，基礎是最重要的，卻往往被忽略。

我在一次企業走訪培訓時候，建議攪拌站采用當地的石灰石磨細粉，技術人員提出不敢用，我問為什么，回答說亞甲藍值還行，不高，但燒失量太大，不敢用。這個很有意思了，膠凝材料測量燒失量，各有各的意義，不懂其本質就會望文生義。

燒失量又稱灼減量，即將樣品在 (950±25)℃的高溫爐中灼燒所排出的結晶水、碳酸鹽分解出的 CO2、硫酸鹽分解出的 SO2，以及有機雜質被排除后物量的損失與低價硫、鐵等元素氧化成高價的代數和。

熟料燒失量是衡量熟料質量好壞的一個重要指標，燒失量高說明窯內物料化學反應不完全，還有一部分碳酸鈣或煤粒沒有分解或燃盡，更有一部分碳酸鈣雖已分解，但來不及繼續完成熟料，特別在是用袋裝水泥的時候，水泥存放時間長了容易發生部分水泥受潮而水化失效，這樣會造成燒失量大，自然要限制。

粉煤灰中存在的未燃碳是有害成分，含碳量越高，燒失量越大，混凝土的需水量就越大，嚴重影響混凝土中含氣量的控制，粉煤灰功效不能得以充分發揮，抗干縮性能和抗硫酸鹽侵蝕性能均有不同程度的下降，自然要限制。

礦粉是煉鐵過程產生的副產品，形成于1000℃ 以上，本來不該有燒失量，如果吸潮會有燒失量，但測量燒失量更主要的是防止里面攙入太多的石灰石，燒失量大往往預示著摻入了過多的石灰石粉，其活性也會大幅度降低！如果礦粉中的亞鐵高，在灼燒過程中，部分被空氣中的氧氧化為高價鐵，使試樣增重，還會出現燒失量為負值情況。

那么緊接著，石灰石磨細粉為什么會造成燒失量大？碳酸鹽（MgCO3、CaCO3等）在加熱到800℃ 后會分解成金屬的氧化物和 CO2，就形成了固體礦粉的質量損失（燒失）。

碳酸鈣分子量100，氧化鈣分子量56，二氧化碳分子量44，算起來，其燒失量44%！

由此可見，按膠材的實驗方法，燒失量自然很高，但石灰石粉根本就不應該做這檢測。

正確理解實驗檢測的目的和意義很重要，這是最基本的。

沒有理論指引的經驗可能只是偶然認識的累加而已，而無的放矢的理論也只能是空中樓閣，這兩者是互相促進的，往往越沒實踐經驗也越沒有真正的理論。

我一直堅持環渤海地區的橋梁耐久性追蹤調研，發現一個很奇怪的現象：同一條公路上的橋梁，同一時間段建設，相近的氣候和工作環境，天津地區橋梁的腐蝕狀況比河北要嚴重得多，這讓我很不解。因為天津地區很早就是用礦物摻合料，推廣使用高性能混凝土，目的是要保障結構的耐久性；而河北交通系統相當長一段時間內禁止用礦物摻合料，自然，以我當時的認識，河北橋梁耐久性狀況應該比天津差，但調研的結果卻恰恰相反。圖1為腐蝕嚴重的橋墩照片。

圖1 腐蝕嚴重的橋墩

顯然，這里面肯定出了問題，似乎礦物摻合料降低了結構耐久性，與先前的認識背道而馳！幾十座同時代兩地橋梁的對比都顯示如此。后來經過深入調研發現問題所在：兩地施工工法基本一樣，比如橋墩，都是一天拆模，然后塑料布包裹養護，密封不嚴經常漏風，也很少澆水。加入摻合料的混凝土強度增長慢，表層的摻合料還沒太水化，封不住水，失水嚴重，表層混凝土疏松；而不摻加摻合料的混凝土強度增長要明顯快，也是同樣的養護方式，相較而言，對于水分的封閉效果要優于前者，但這并非說明純水泥耐久性好，而主要是加了摻合料如果不重視養護，也達不到預期效果。意識到這一點，在后來的橋梁建設中重點強調了養護的重要性，回過頭再反觀當時的工程，基本沒有像以前那樣發生嚴重腐蝕，也就是說加入摻合料的混凝土必須加強養護措施！不抓準某一現象背后的本質或是原理，只會與初衷背道而馳！圖2和圖3為養護對比照片。

圖2 不恰當的養護

圖3 良好的養護

有個哲學寓言：一個農場里有一群火雞，農場主每天中午十一點來給它們喂食。火雞中有一只智商高的“科學家”發現了這個現象，一直觀察了近一年都沒有例外，于是它也發現了自己宇宙中的偉大定律——每天上午十一點，就有食物降臨。它在感恩節早上向火雞們公布了這個定律，但這天的結果大家都知道了。

以前常發現混凝土澆注完成后溢出氣泡，這不僅嚴重影響混凝土的強度，也嚴重影響外觀。分析原因，曾有不少人懷疑是氫氣，是鋁與氫氧化鈣反應生成了氫氣：

而鋁的來源被認為是粉煤灰，前段專欄撰文說這是不可能的，因為根據最基本的化學知識，自然界中，無論是巖石還是煤層土壤，根本不可能有單質鋁，因為鋁、鐵等都屬于活性較強的金屬，更何況粉煤灰是在一千多度高溫下形成的副產品，更不可能有單質鋁存在，只有化合物存在，當然后來的驗證也確實都不是鋁。

但后來隨著調研，我意識到可能還真可能粉煤灰中存在單質鋁。我在各地走訪調研中，發現一些企業回收廢品鋁，然后熔化生成鋁錠，產生不少廢渣（見圖4），這些廢渣中存在很多鋁。為了回收鋁，將廢渣粉磨，鋁因為延展性好，不少被磨成薄片或條狀，過篩后這部分鋁被回收了，而被磨細的隨著廢渣一起被排除——這是作為危廢禁止使用的，但這些廢渣與粉煤灰無論顏色和細度，幾乎別無二致，一旦被摻入粉煤灰，不僅會產生氫氣，更會嚴重影響質量和環境！

圖4 磨細之前的鋁渣