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中国混凝土正面临的几个重要问题

发布时间:2021/4/2  新闻类别:施工流程 点击次数:46
 

高效减水剂的普遍使用和发展改变了混凝土的一切:高强、高流态、高程泵送、在狭窄空间的浇筑等等,都已成为可能和现实;拌和物匀质性提高,施工方便,因振捣不善而造成的缺陷得以避免,建设速度大大地加快。

另一方面,从总体上看:从业人员的素质低,质量管理和控制水平差,以致混凝土结构的质量事故和裂缝比过去出现得多了,因质量而造成供需双方的纠纷多了。即使眼前没有发生问题,也已存在不少隐患:混凝土配合比的报告大部分失真;混凝土拌和料运到工地后,加水现象普遍;10年前混凝土的骨料都用水洗,现在一部分砂子含泥量高达7%等等。

看来,不是进步不进步的问题,而是有得必有失!

(二)水泥和混凝土的强度越来越高是进步了?还是退步了?

(1)上世纪70年代水泥高标号是500#,相当于现在强度等级的32.5;现在52.5的水泥从强度来说相当于20年前的625#水泥。但是,过去规定水泥的储存期为三个月;而今不再提储存期,除了必要性外,重要的在于,储存期不到一个月后,52.5水泥的强度就会和42.5水泥的强度相差无几,而且用户反映“不好用了”。

(2)有了高效减水剂,实现混凝土的高强已经不是难事,混凝土得以用到高层和大跨结构。人们对高强混凝土觉得还不够过瘾,时尚的是崇拜和追求“超高强”、“特超高强”。混凝土7天甚至3天,强度达到28天设计强度值的100%,一般都能做到,但是后期强度不增长了,开裂敏感性增大了,对缺陷的自愈能力下降了,混凝土结构的耐久性又将如何保证?

图1是传统的混凝土强度正常发展规律:相对于28天的100%,3天约30%;7天约60%。图2中,C50以上的混凝土强度3天就可达约70%,14天可达90%;如果混凝土7天强度就达到100%,则到了28天就增长的很少,甚至几乎不增长;如果3天就达100%,则7天还能长一点,28天就基本不长了,甚至会倒缩。

美国的Withy在威斯康辛大学从1910年开始了50年水泥净浆、砂浆和混凝土的实验计划,浇筑了室内和室外混凝土。分别于1910年、1923年和1937年3个不同时间成型了5000多个试件。Washa和Wendt于1975年发表了这些试件观测50年的结果。结果是:1923年用Blaine细度为5775px2/kg的水泥配制的混凝土28天强度为21MPa,25年强度达到52MPa;1937年用当时的快硬水泥配制的混凝土28天强度为35MPa,5年达到53MPa,10年后强度开始倒缩,25年强度就倒缩至45MPa,比水化慢的混凝土25年强度还低。当时的快硬水泥与当今美国的I型水泥和II型水泥矿物组成与细度相当(C3S为57%,勃氏比表面积为380m2/kg,我国常用水泥也如此)见图3。

(3)凡是提高早期强度的措施对混凝土后期性能都会有损害,这已是国内外专家的共识。前RILEM主席、德国混凝土专家RupertSpringenschmid证明控制混凝土12小时抗压强度不超过6MPa,就可以避免混凝土的早期开裂;我国混凝土专家黄士元经过试验得出结论:可用混凝土24小时抗压强度不超过12MPa来控制混凝土的早期开裂(见图4)。

(4)高强是为了减小构件断面。例如高度一定的混凝土柱子,强度越高,柱子可做得越细,但是,柱子的高度与其小断面尺寸的比例还受“压杆稳定”问题的限制(见图5的示意)。对一定高度的柱子来说,有个小断面的要求,也就是说,对强度的要求是有限的。有人说,“目前房屋建筑应用的超高强混凝土达到180MPa”,这有必要吗?

看来不是进步不进步的问题,而是有利必有弊,各有各的用途,需要具体问题具体对待。

(5)水泥现在“不好用”,应当说主要是用户误导的结果。由于提高混凝土的强度的要求,100多年来水泥的发展目标除了降低能耗之外,主要就是追求强度。从煅烧工艺上提高熟料强度已取得成效,但是毕竟有限,当前水泥强度的提高还离不开粉磨得过细和五花八门的助磨剂、增强剂。于是在为混凝土提高强度的同时,也带来了损害耐久性的隐患。解铃还须系铃人!关键的是需要从用户这里转变传统的观念。


 
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