水泥和混凝土的強(qiáng)度越來(lái)越高，有得必有失！


我國(guó)混凝土工程已經(jīng)蓬勃發(fā)展起來(lái)。然而，任何舉措都有得必有失：當(dāng)出現(xiàn)一種傾向時(shí)，必然會(huì)隱含著另一種傾向。我們?cè)谧鑫覀兊那叭藳](méi)有做過(guò)的事，盡管外國(guó)人做過(guò)，未必符合我們的國(guó)情，前進(jìn)中出現(xiàn)一些問(wèn)題是正常的。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，才能去解決問(wèn)題而繼續(xù)前進(jìn)。只能見(jiàn)陽(yáng)光，見(jiàn)不得陰影，就是諱疾忌醫(yī)。科學(xué)地分析行業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)的問(wèn)題，找出原因并加于解決才是正確的態(tài)度而當(dāng)前的預(yù)拌混凝土確實(shí)存在一些問(wèn)題。

一、現(xiàn)在的混凝土工程質(zhì)量是進(jìn)步了還是退步了？

隨著我國(guó)機(jī)、電和電子工業(yè)的發(fā)展，適應(yīng)預(yù)拌混凝土的發(fā)展的計(jì)量、攪拌、運(yùn)輸?shù)裙に嚧蟠蟮剡M(jìn)步，高效減水劑的普遍使用和發(fā)展改變了混凝土的一切：高強(qiáng)、高流態(tài)、高程泵送、在狹窄空間的澆筑等等，都已成為可能和現(xiàn)實(shí)；拌和物勻質(zhì)性提高，施工方便，因振搗不善而造成的缺陷得以避免，建設(shè)速度大大地加快。另一方面，從總體上看，從業(yè)人員的素質(zhì)低，質(zhì)量管理和控制水平差，以致混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量事故和裂縫比過(guò)去出現(xiàn)得多了，因質(zhì)量而造成供需雙方的糾紛多了。即使眼前沒(méi)有發(fā)生問(wèn)題，也已存在不少隱患：混凝土配合比的報(bào)告大部分失真；混凝土拌和料運(yùn)到工地后，加水現(xiàn)象普遍；10年前混凝土的骨料都用水洗，現(xiàn)在一部分砂子含泥量高達(dá)7%等等?？磥?lái)，不是進(jìn)步不進(jìn)步的問(wèn)題，而是有得必有失！

二、水泥和混凝土的強(qiáng)度越來(lái)越高是進(jìn)步了還是退步了？

1）上世紀(jì)70年代水泥最高標(biāo)號(hào)是500#，相當(dāng)于現(xiàn)在強(qiáng)度等級(jí)的32.5；現(xiàn)在52.5的水泥從強(qiáng)度來(lái)說(shuō)相當(dāng)于20年前的625#水泥。但是，過(guò)去規(guī)定水泥的儲(chǔ)存期為三個(gè)月；而今不再提儲(chǔ)存期，除了必要性外，重要的在于，儲(chǔ)存期不到一個(gè)月后，52.5水泥的強(qiáng)度就會(huì)和42.5水泥的強(qiáng)度相差無(wú)幾，而且用戶(hù)反映“不好用了”。

2）有了高效減水劑，實(shí)現(xiàn)混凝土的高強(qiáng)已經(jīng)不是難事，混凝土得以用到高層和大跨結(jié)構(gòu)。人們對(duì)高強(qiáng)混凝土覺(jué)得還不夠過(guò)癮，時(shí)尚的是崇拜和追求“超高強(qiáng)”、“特超高強(qiáng)”?；炷?天甚至3天，強(qiáng)度達(dá)到28天設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的100%，一般都能做到，但是后期強(qiáng)度不增長(zhǎng)了，開(kāi)裂敏感性增大了，對(duì)缺陷的自愈能力下降了，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性又將如何保證？

圖1是傳統(tǒng)的混凝土強(qiáng)度正常發(fā)展規(guī)律：相對(duì)于28天的100%，3天約30%；7天約60%。圖2中，C50以上的混凝土強(qiáng)度3天就可達(dá)約70%，14天可達(dá)90%；如果混凝土7天強(qiáng)度就達(dá)到100%，則到了28天就增長(zhǎng)的很少，甚至幾乎不增長(zhǎng)；如果3天就達(dá)100%，則7天還能長(zhǎng)一點(diǎn)，28天就基本不長(zhǎng)了，甚至?xí)箍s。

美國(guó)的Withy在威斯康辛大學(xué)從1910年開(kāi)始了50年水泥凈漿、砂漿和混凝土的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，澆筑了室內(nèi)和室外混凝土。分別于1910年、1923年和1937年3個(gè)不同時(shí)間成型了5000多個(gè)試件。Washa和Wendt于1975年發(fā)表了這些試件觀測(cè)50年的結(jié)果。結(jié)果是：1923年用Blaine細(xì)度為5775px2/kg的水泥配制的混凝土28天強(qiáng)度為21MPa，25年強(qiáng)度達(dá)到52MPa；1937年用當(dāng)時(shí)的快硬水泥配制的混凝土28天強(qiáng)度為35MPa，5年達(dá)到53MPa，10年后強(qiáng)度開(kāi)始倒縮，25年強(qiáng)度就倒縮至45MPa，比水化慢的混凝土25年強(qiáng)度還低。當(dāng)時(shí)的快硬水泥與當(dāng)今美國(guó)的I型水泥和II型水泥礦物組成與細(xì)度相當(dāng)（C3S為57%，勃氏比表面積為380㎡/kg，我國(guó)常用水泥也如此）見(jiàn)圖3。

3）凡是提高早期強(qiáng)度的措施對(duì)混凝土后期性能都會(huì)有損害，這已是國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的共識(shí)。前RILEM主席、德國(guó)混凝土專(zhuān)家RupertSpringenschmid證明控制混凝土12小時(shí)抗壓強(qiáng)度不超過(guò)6MPa，就可以避免混凝土的早期開(kāi)裂；我國(guó)混凝土專(zhuān)家黃士元經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得出結(jié)論：可用混凝土24小時(shí)抗壓強(qiáng)度不超過(guò)12MPa來(lái)控制混凝土的早期開(kāi)裂（見(jiàn)圖4）。

4）高強(qiáng)是為了減小構(gòu)件斷面，例如高度一定的混凝土柱子，強(qiáng)度越高，柱子可做得越細(xì)，但是，柱子的高度與其最小斷面尺寸的比例還受“壓桿穩(wěn)定”問(wèn)題的限制（見(jiàn)圖5的示意）。對(duì)一定高度的柱子來(lái)說(shuō)，有個(gè)最小斷面的要求，也就是說(shuō)，對(duì)強(qiáng)度的要求是有限的。有人說(shuō)，“目前房屋建筑應(yīng)用的超高強(qiáng)混凝土達(dá)到180MPa”，這有必要嗎？看來(lái)不是進(jìn)步不進(jìn)步的問(wèn)題，而是有利必有弊，各有各的用途，需要具體問(wèn)題具體對(duì)待。

5）水泥現(xiàn)在“不好用”，應(yīng)當(dāng)說(shuō)主要是用戶(hù)誤導(dǎo)的結(jié)果。由于提高混凝土的強(qiáng)度的要求，100多年來(lái)水泥的發(fā)展目標(biāo)除了降低能耗之外，主要就是追求強(qiáng)度。從煅燒工藝上提高熟料強(qiáng)度已取得成效，但是畢竟有限，當(dāng)前水泥強(qiáng)度的提高還離不開(kāi)粉磨得過(guò)細(xì)和五花八門(mén)的助磨劑、增強(qiáng)劑。于是在為混凝土提高強(qiáng)度的同時(shí)，也帶來(lái)了損害耐久性的隱患。解鈴還須系鈴人！關(guān)鍵的是需要從用戶(hù)這里轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的觀念。

6）無(wú)論如何，既然有利有弊、有得有失，我們總是應(yīng)當(dāng)看見(jiàn)并盡量避免或減少弊和失，取得更大的進(jìn)步，盡量避免進(jìn)一步退兩步。