現(xiàn)代混凝土存在的問題及對(duì)策分析

1、現(xiàn)代混凝土存在的問題及對(duì)策分析侯云水泥工程結(jié)構(gòu)研究混凝土混凝土甲方管理監(jiān)理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高比表面積, 增加C3A、C3S流變性能下降收縮增加水化熱增大抗化學(xué)腐蝕性下降后期強(qiáng)度增長小骨料級(jí)配變差針片狀顆粒增多混凝土流變性能下降 混凝土耐久性下降混凝土耐久性下降一、現(xiàn)代混凝土的技術(shù)特征一、現(xiàn)代混凝土的技術(shù)特征混合、攪拌、成型比其他結(jié)構(gòu)材料（鋼材、木材）耐久體系必然復(fù)雜：體系必然復(fù)雜：原材料不能提純，成分波動(dòng)原材料不能提純，成分波動(dòng)微結(jié)構(gòu)的不確知性微結(jié)構(gòu)的不確知性水泥水化形成復(fù)雜的水泥水化形成復(fù)雜的凝膠，在目前技術(shù)水平下難以測定。凝膠，在目前技術(shù)水平下難以測定。微結(jié)構(gòu)形

2、成的環(huán)境和時(shí)間的依賴性微結(jié)構(gòu)形成的環(huán)境和時(shí)間的依賴性對(duì)溫對(duì)溫度、濕度的敏感性；水化不斷進(jìn)行造成動(dòng)態(tài)度、濕度的敏感性；水化不斷進(jìn)行造成動(dòng)態(tài)的微結(jié)構(gòu)。的微結(jié)構(gòu)。性能的不確定性。性能隨微結(jié)構(gòu)的發(fā)展而發(fā)性能的不確定性。性能隨微結(jié)構(gòu)的發(fā)展而發(fā)展展, ,而微結(jié)構(gòu)具有不同層次而微結(jié)構(gòu)具有不同層次( (宏觀層次、亞微宏觀層次、亞微觀層次、微觀層次觀層次、微觀層次) )的多相的多相( (固相、液相、氣固相、液相、氣相相) )的非均質(zhì)性的非均質(zhì)性( (依配合比不同而離散依配合比不同而離散) )因此：混凝土屬于混沌體系（非線性體系），具有“蝴蝶效應(yīng)蝴蝶效應(yīng)”事物發(fā)展的結(jié)果對(duì)初始條件具有極為敏感的依賴性.初始條件極小

3、的偏差將會(huì)引起結(jié)果的巨大差異。工業(yè)化、集約化是社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的趨勢，促使了現(xiàn)代混凝土的發(fā)展。2、什么是現(xiàn)代混凝土？、什么是現(xiàn)代混凝土？ 現(xiàn)代混凝土是建立現(xiàn)代混凝土是建立在混凝土化學(xué)外加劑在混凝土化學(xué)外加劑和礦物摻合料兩大混凝土科學(xué)技術(shù)進(jìn)展和礦物摻合料兩大混凝土科學(xué)技術(shù)進(jìn)展基礎(chǔ)上的六組分混凝土基礎(chǔ)上的六組分混凝土。 預(yù)拌混凝土預(yù)拌混凝土是現(xiàn)代混凝土的主體品種。是現(xiàn)代混凝土的主體品種。以預(yù)拌混凝土、泵送為主流。拌和物的以預(yù)拌混凝土、泵送為主流。拌和物的流變性能成為重要問題。流變性能成為重要問題。3 3、現(xiàn)代技術(shù)與性能特征、現(xiàn)代技術(shù)與性能特征減小了強(qiáng)度對(duì)水泥的依賴性減小了強(qiáng)度對(duì)水泥的依賴性水膠比較低，

4、漿骨比較小水膠比較低，漿骨比較小嚴(yán)酷環(huán)境的工程增加，使耐久性要求日益嚴(yán)酷環(huán)境的工程增加，使耐久性要求日益突現(xiàn)突現(xiàn)在水泥水化熱增大、強(qiáng)度提高的同時(shí)，結(jié)在水泥水化熱增大、強(qiáng)度提高的同時(shí)，結(jié)構(gòu)尺度增大，改變了大體積混凝土的概念構(gòu)尺度增大，改變了大體積混凝土的概念使用混凝土強(qiáng)度范圍很寬，從使用混凝土強(qiáng)度范圍很寬，從C20(C20(極少量極少量C15)C15)到到C80C80礦物細(xì)粉的摻加與混凝土的高性能化礦物細(xì)粉的摻加與混凝土的高性能化 1) 1) 礦物細(xì)粉的功能礦物細(xì)粉的功能 密實(shí)結(jié)構(gòu)密實(shí)結(jié)構(gòu) 膠凝材料低內(nèi)能膠凝材料低內(nèi)能 2) 2) 低水膠比、低水泥用量、低單位體積用水量等低水膠比、低水泥用量、低

5、單位體積用水量等技術(shù)理念得以成功實(shí)踐技術(shù)理念得以成功實(shí)踐 “外加劑使混凝土進(jìn)入大流態(tài)時(shí)代外加劑使混凝土進(jìn)入大流態(tài)時(shí)代, ,實(shí)現(xiàn)泵送，實(shí)現(xiàn)泵送，而粉體摻合料使泵送混凝土走向成熟而粉體摻合料使泵送混凝土走向成熟” 混凝土材料滿足強(qiáng)度、工作性和耐久性的要求，混凝土材料滿足強(qiáng)度、工作性和耐久性的要求，完成了一次重要的螺旋式上升。完成了一次重要的螺旋式上升。4、現(xiàn)代六組分混凝土的技術(shù)路線、現(xiàn)代六組分混凝土的技術(shù)路線高性能混凝土技術(shù)迅速開發(fā)和應(yīng)用高性能混凝土技術(shù)迅速開發(fā)和應(yīng)用5、現(xiàn)代混凝土的發(fā)展方向、現(xiàn)代混凝土的發(fā)展方向 進(jìn)入二十一世紀(jì)，混凝土研究和實(shí)進(jìn)入二十一世紀(jì)，混凝土研究和實(shí)踐將主要圍繞兩個(gè)焦點(diǎn)展開

6、，踐將主要圍繞兩個(gè)焦點(diǎn)展開，一是解一是解決好混凝土耐久性問題，決好混凝土耐久性問題，二是混凝土二是混凝土走上可持續(xù)發(fā)展的健康軌道走上可持續(xù)發(fā)展的健康軌道。發(fā)發(fā)展綠色高性能混凝土是必然選擇展綠色高性能混凝土是必然選擇 水泥混凝土在過去的水泥混凝土在過去的100100年中，幾乎覆年中，幾乎覆蓋了所有的土木工程領(lǐng)域，可以說，沒有蓋了所有的土木工程領(lǐng)域，可以說，沒有混凝土就沒有今天的世界。但是在應(yīng)用過混凝土就沒有今天的世界。但是在應(yīng)用過程中，傳統(tǒng)水泥混凝土的缺陷也越來越多程中，傳統(tǒng)水泥混凝土的缺陷也越來越多地暴露出來，集中體現(xiàn)在耐久性方面。在地暴露出來，集中體現(xiàn)在耐久性方面。在目前正在實(shí)踐和發(fā)展的現(xiàn)代

7、混凝土中我們目前正在實(shí)踐和發(fā)展的現(xiàn)代混凝土中我們?cè)絹碓揭庾R(shí)到被越來越意識(shí)到被寄予厚望的膠凝材料寄予厚望的膠凝材料水泥在混凝土中的表現(xiàn)，遠(yuǎn)沒有我們想象水泥在混凝土中的表現(xiàn)，遠(yuǎn)沒有我們想象的那么完美的那么完美。低水膠比下所需要的凝膠數(shù)量 當(dāng)當(dāng)HPCHPC水化程度水化程度只及常規(guī)混凝土只及常規(guī)混凝土6060時(shí)，兩者結(jié)時(shí)，兩者結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相近構(gòu)強(qiáng)度相近。從長期角度來說。從長期角度來說,HPC,HPC水化程度提高后，水化程度提高后，凝膠數(shù)量增多，強(qiáng)度、密實(shí)性繼續(xù)提高。凝膠數(shù)量增多，強(qiáng)度、密實(shí)性繼續(xù)提高。 換句話說在低水膠比下，達(dá)到同樣強(qiáng)度換句話說在低水膠比下，達(dá)到同樣強(qiáng)度對(duì)凝膠對(duì)凝膠的數(shù)量要求有所下降的數(shù)量

8、要求有所下降。換句話說。換句話說對(duì)膠凝材料的活性對(duì)膠凝材料的活性要求有所下降要求有所下降。保羅米公式不再適用。但是。保羅米公式不再適用。但是JGJ55-JGJ55-20102010標(biāo)準(zhǔn)的仍然采用對(duì)保羅米公式進(jìn)行修正的做法標(biāo)準(zhǔn)的仍然采用對(duì)保羅米公式進(jìn)行修正的做法是對(duì)現(xiàn)代混凝土理解不夠。是對(duì)現(xiàn)代混凝土理解不夠。制備綠色高強(qiáng)混凝土具有可行性制備綠色高強(qiáng)混凝土具有可行性 至少可以說在低水膠比下，至少可以說在低水膠比下，低水泥熟料膠低水泥熟料膠凝材料體系是可以制備高強(qiáng)混凝土凝材料體系是可以制備高強(qiáng)混凝土的，在的，在滿足施工要求的前提下，選擇較小的漿骨滿足施工要求的前提下，選擇較小的漿骨比。比。 綠色混凝

9、土是可以做到高強(qiáng)度的，當(dāng)然不綠色混凝土是可以做到高強(qiáng)度的，當(dāng)然不是高早強(qiáng)。是高早強(qiáng)。強(qiáng)度與耐久性的關(guān)系強(qiáng)度與耐久性的關(guān)系 比如同一低水膠比的比如同一低水膠比的純硅酸鹽水泥混凝土純硅酸鹽水泥混凝土, ,其其強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)要要比大摻量粉煤灰混凝土高比大摻量粉煤灰混凝土高得多得多, ,但但抗氯鹽侵蝕的能力抗氯鹽侵蝕的能力卻遠(yuǎn)卻遠(yuǎn)不如后者不如后者。 高壓蒸養(yǎng)的低水膠比混凝土高壓蒸養(yǎng)的低水膠比混凝土, ,如果如果溫控不當(dāng)溫控不當(dāng), ,可使混凝土可使混凝土內(nèi)部的微細(xì)孔隙連通內(nèi)部的微細(xì)孔隙連通, ,這時(shí)的混凝這時(shí)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)仍能達(dá)到土強(qiáng)度等級(jí)仍能達(dá)到90 MPa90 MPa甚至更高甚至更高, ,抗水滲

10、抗水滲透能力也非常好透能力也非常好, ,可是可是抗凍融和抗氯離子的能抗凍融和抗氯離子的能力有可能降到與中低強(qiáng)混凝土相近力有可能降到與中低強(qiáng)混凝土相近的程度。的程度。 思思維方法和觀念的轉(zhuǎn)變比技術(shù)更重要維方法和觀念的轉(zhuǎn)變比技術(shù)更重要 我們一方面信誓旦旦要發(fā)展綠色混凝土，一方面又我們一方面信誓旦旦要發(fā)展綠色混凝土，一方面又不舍得放棄傳統(tǒng)混凝土帶給我們的種種不舍得放棄傳統(tǒng)混凝土帶給我們的種種“好處好處”，當(dāng)然其實(shí)主要還是當(dāng)然其實(shí)主要還是高早強(qiáng)高早強(qiáng)形成的觀念和做法。比如形成的觀念和做法。比如“最好最好3 3天就能張拉天就能張拉”，“最好第二天上班就拆模最好第二天上班就拆?！?；“2828天衡量強(qiáng)度不能

11、改變天衡量強(qiáng)度不能改變” 如果有如果有“成長催化劑成長催化劑”我們是不是讓我們的孩子吃？我們是不是讓我們的孩子吃？我們是不是要求用成人的標(biāo)準(zhǔn)衡量一個(gè)十歲的孩子？我們是不是要求用成人的標(biāo)準(zhǔn)衡量一個(gè)十歲的孩子？ 我們應(yīng)該習(xí)慣于制造緩凝混凝土，在幼齡期具有高我們應(yīng)該習(xí)慣于制造緩凝混凝土，在幼齡期具有高徐變和低彈性模量。徐變和低彈性模量。轉(zhuǎn)變觀念談何容易轉(zhuǎn)變觀念談何容易 開慣了汽車，叫你騎自行車，你當(dāng)然不適開慣了汽車，叫你騎自行車，你當(dāng)然不適應(yīng)；胡吃海塞慣了讓你管住自己的嘴當(dāng)然應(yīng)；胡吃海塞慣了讓你管住自己的嘴當(dāng)然不情愿；不情愿；建設(shè)習(xí)慣于追求速度，搶工期，建設(shè)習(xí)慣于追求速度，搶工期，讓你使用強(qiáng)度發(fā)展慢

12、的綠色混凝土，許多讓你使用強(qiáng)度發(fā)展慢的綠色混凝土，許多人腦袋肯定會(huì)搖得像個(gè)撥浪鼓人腦袋肯定會(huì)搖得像個(gè)撥浪鼓，“不可能、不可能、不現(xiàn)實(shí)、無法實(shí)現(xiàn)不現(xiàn)實(shí)、無法實(shí)現(xiàn)”。人們有一萬個(gè)理。人們有一萬個(gè)理由把自己的思路框在快速建設(shè)的模式中。由把自己的思路框在快速建設(shè)的模式中。但是如果是但是如果是為子孫考慮，讓人類為子孫考慮，讓人類“壽與天壽與天齊齊”我們就必須改變自己，讓建筑行業(yè)接我們就必須改變自己，讓建筑行業(yè)接受科學(xué)發(fā)展觀。受科學(xué)發(fā)展觀。Mehta告誡我們：建造實(shí)踐需要進(jìn)告誡我們：建造實(shí)踐需要進(jìn)行變革行變革 即使正確地限定了原材料和拌合物配合比，并即使正確地限定了原材料和拌合物配合比，并且小心地遵循施工

13、規(guī)程，認(rèn)為可以根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)踐且小心地遵循施工規(guī)程，認(rèn)為可以根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)踐建造耐用和持久的混凝土結(jié)構(gòu)仍然是不現(xiàn)實(shí)的。建造耐用和持久的混凝土結(jié)構(gòu)仍然是不現(xiàn)實(shí)的。這這是因?yàn)樵谑且驗(yàn)樵?020世紀(jì)里，材料和建造實(shí)踐首先是為了滿世紀(jì)里，材料和建造實(shí)踐首先是為了滿足快速建設(shè)的需要足快速建設(shè)的需要，事實(shí)已經(jīng)證明：，事實(shí)已經(jīng)證明：這對(duì)暴露于嚴(yán)這對(duì)暴露于嚴(yán)酷環(huán)境條件下運(yùn)行的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是有害的?？岘h(huán)境條件下運(yùn)行的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是有害的。我們?cè)诮ㄔ炷陀煤铜h(huán)境中持久的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，必我們?cè)诮ㄔ炷陀煤铜h(huán)境中持久的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，必須犧牲一些建設(shè)速度，顯然，這需要政府主管部門、須犧牲一些建設(shè)速度，顯然，這需要政府主

14、管部門、業(yè)主、營造商與設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)變觀念。業(yè)主、營造商與設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)變觀念。 （量（量測現(xiàn)況測現(xiàn)況）6、現(xiàn)代混凝土的現(xiàn)狀：知識(shí)和觀念陳、現(xiàn)代混凝土的現(xiàn)狀：知識(shí)和觀念陳舊舊 混凝土配合比設(shè)計(jì)存在的問題影響質(zhì)量及其控制 對(duì)礦物摻和料認(rèn)識(shí)和使用存在誤區(qū) 對(duì)添加劑的盲目使用 對(duì)骨料作用認(rèn)識(shí)不足，對(duì)骨料質(zhì)量重視程度不足，因而嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量 對(duì)水泥品質(zhì)的誤導(dǎo) 作為用戶，和原材料供應(yīng)方矛盾尖銳，不能正確認(rèn)識(shí)和掌控原材料的質(zhì)量, 不能形成健康的買方市場 混凝土材料不是最終產(chǎn)品，拌制后，必須經(jīng)過澆注、振搗成型并養(yǎng)護(hù)后，成為構(gòu)件(element),才算完成由混凝土所制成的產(chǎn)品，這個(gè)過程就是混凝土工程。目前混凝土工程質(zhì)

15、量問題很大程度上源于野蠻施工。 行業(yè)隔離，各自以追求最大利潤為目的，缺乏對(duì)工程負(fù)責(zé)的意識(shí)。 強(qiáng)度第一、利潤第一的思想支配行為，缺少質(zhì)量意識(shí)和長遠(yuǎn)意識(shí)。混凝土工程建造需要統(tǒng)一協(xié)作混凝土工程建造需要統(tǒng)一協(xié)作僅有強(qiáng)度是不夠的二、水泥現(xiàn)狀對(duì)現(xiàn)代混凝土的不適應(yīng)問題1、傳統(tǒng)混凝土對(duì)水泥的需求與認(rèn)識(shí)、傳統(tǒng)混凝土對(duì)水泥的需求與認(rèn)識(shí) 混凝土強(qiáng)度的根本來源 混凝土的強(qiáng)度歸根結(jié)底來源于水泥石混凝土的強(qiáng)度歸根結(jié)底來源于水泥石。水泥水化物質(zhì)生成后，水泥水化物質(zhì)生成后，將不是一粒一粒地將不是一粒一粒地離開水泥顆粒母體向著液體游動(dòng)，而是立離開水泥顆粒母體向著液體游動(dòng)，而是立即互相交織粘結(jié)起來，成為立體網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即互相交織粘結(jié)

16、起來，成為立體網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這種具有強(qiáng)度而仍有變形能力的網(wǎng)構(gòu)狀的這種具有強(qiáng)度而仍有變形能力的網(wǎng)構(gòu)狀的物質(zhì)，物質(zhì)，以固體鍵在交接點(diǎn)上聯(lián)結(jié)，以固體鍵在交接點(diǎn)上聯(lián)結(jié)，這才形這才形成了賦予混凝土強(qiáng)度的基本單元成了賦予混凝土強(qiáng)度的基本單元凝膠。凝膠。四組分混凝土與保羅米公式四組分混凝土與保羅米公式傳統(tǒng)觀念形成的理由傳統(tǒng)觀念形成的理由 傳統(tǒng)四組分塑性混凝土往往水灰比比較大，傳統(tǒng)四組分塑性混凝土往往水灰比比較大，水泥漿量相對(duì)較低，這是保羅米公式形成水泥漿量相對(duì)較低，這是保羅米公式形成的重要前提條件。在這樣的基礎(chǔ)上，水泥的重要前提條件。在這樣的基礎(chǔ)上，水泥活性對(duì)混凝土活性對(duì)混凝土2828天強(qiáng)度和其他性能意義重天強(qiáng)度

17、和其他性能意義重大。大。 也就是說需要大量的水化產(chǎn)物形成硬化結(jié)也就是說需要大量的水化產(chǎn)物形成硬化結(jié)構(gòu)。構(gòu)。傳統(tǒng)觀念形成的理由傳統(tǒng)觀念形成的理由 例如，許多規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)限定混凝土中粉例如，許多規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)限定混凝土中粉煤灰的摻量應(yīng)在煤灰的摻量應(yīng)在25%25%以下，尤其是預(yù)應(yīng)力混以下，尤其是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的摻量。這是因?yàn)檫^去我們的混凝土構(gòu)件中的摻量。這是因?yàn)檫^去我們的混凝土中沒有摻用減水劑，混凝土的水灰比較凝土中沒有摻用減水劑，混凝土的水灰比較大（一般都高于大（一般都高于0.50.5）。在這種情況下?lián)饺耄?。在這種情況下?lián)饺敕勖夯?，減少水泥的用量，就會(huì)使混凝土的粉煤灰，減少水泥的用量，就會(huì)使混凝土的

18、凝結(jié)時(shí)間明顯延緩、硬化速率減慢，表現(xiàn)為凝結(jié)時(shí)間明顯延緩、硬化速率減慢，表現(xiàn)為早期強(qiáng)度低、混凝土滲透性增大。早期強(qiáng)度低、混凝土滲透性增大。 傳統(tǒng)觀念形成的理由傳統(tǒng)觀念形成的理由 高水灰比的水泥漿體里，水泥顆粒懸浮于高水灰比的水泥漿體里，水泥顆粒懸浮于水分中，水化環(huán)境良好，可以迅速地生成表水分中，水化環(huán)境良好，可以迅速地生成表面積增大面積增大10001000倍的硅酸鹽水化物等，有良好倍的硅酸鹽水化物等，有良好地填充漿體內(nèi)空隙的能力。雖然從顆粒形狀地填充漿體內(nèi)空隙的能力。雖然從顆粒形狀來說，粉煤灰易于堆積密實(shí)，但是它水化緩來說，粉煤灰易于堆積密實(shí)，但是它水化緩慢，生成的凝膠量少，難以填充顆粒周圍的慢

19、，生成的凝膠量少，難以填充顆粒周圍的空隙，所以摻粉煤灰水泥漿體的強(qiáng)度和其他空隙，所以摻粉煤灰水泥漿體的強(qiáng)度和其他性能總是隨其摻量增大（水泥用量減少）呈性能總是隨其摻量增大（水泥用量減少）呈下降趨勢（在早齡期尤為顯著）。下降趨勢（在早齡期尤為顯著）。 2、現(xiàn)代混凝土對(duì)水泥的要求 與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性關(guān)系最密切的就是水泥，只保與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性關(guān)系最密切的就是水泥，只保證高強(qiáng)度的水泥并不一定利于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性證高強(qiáng)度的水泥并不一定利于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性 具有低的開裂敏感性、良好的勻質(zhì)性，具有低的開裂敏感性、良好的勻質(zhì)性，有利于混凝有利于混凝土結(jié)構(gòu)長期性能的發(fā)展，無損害混凝土結(jié)構(gòu)耐久性土結(jié)構(gòu)長期性能的

20、發(fā)展，無損害混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的成分。的成分。最重要的是產(chǎn)品的勻質(zhì)性，因此希望控制最重要的是產(chǎn)品的勻質(zhì)性，因此希望控制指標(biāo)的上下限指標(biāo)的上下限( (如細(xì)度的上限）如細(xì)度的上限）。 盡可能低的需水量盡可能低的需水量。 質(zhì)檢合格的水泥未必能滿足混凝土的需要，相同品質(zhì)檢合格的水泥未必能滿足混凝土的需要，相同品種和強(qiáng)度的水泥可能會(huì)在混凝土中有不同的表現(xiàn)。種和強(qiáng)度的水泥可能會(huì)在混凝土中有不同的表現(xiàn)。3 3、水泥的功與過、水泥的功與過 水泥之功，功不可沒水泥之功，功不可沒 應(yīng)該說水泥與現(xiàn)代建筑緊密相連應(yīng)該說水泥與現(xiàn)代建筑緊密相連，“沒有沒有水泥，就沒有今天的世界水泥，就沒有今天的世界”。 水泥水泥混凝土混凝

21、土建筑設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì) 砂漿砂漿建筑施工建筑施工 可以說水泥是一劑靈丹妙藥可以說水泥是一劑靈丹妙藥，它使建筑這個(gè)，它使建筑這個(gè)行業(yè)完成了一次本質(zhì)性的跨躍。今天的大跨度行業(yè)完成了一次本質(zhì)性的跨躍。今天的大跨度橋梁、海底隧道、高層建筑、水庫大壩都離不橋梁、海底隧道、高層建筑、水庫大壩都離不開水泥。開水泥。水泥之所以如此重要是因?yàn)樗嘀匀绱酥匾且驗(yàn)樗袃?yōu)良的它有優(yōu)良的膠凝性能膠凝性能。四大類型礦物，可以在短時(shí)間四大類型礦物，可以在短時(shí)間內(nèi)水化形成堅(jiān)強(qiáng)的石狀結(jié)構(gòu)，且在大氣、內(nèi)水化形成堅(jiān)強(qiáng)的石狀結(jié)構(gòu)，且在大氣、水中穩(wěn)定存在。水中穩(wěn)定存在。是一種高能量的人造材料是一種高能量的人造材料。經(jīng)過近兩百年的研究

22、、生產(chǎn)與實(shí)踐，水泥經(jīng)過近兩百年的研究、生產(chǎn)與實(shí)踐，水泥技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，是人類改造自然，從技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，是人類改造自然，從事建設(shè)的有力武器。事建設(shè)的有力武器。 水泥之過水泥之過1 1）長期以來，）長期以來，重水泥研究，輕混凝土研究，重水泥研究，輕混凝土研究，錯(cuò)誤的認(rèn)為水泥的問題解決了，混凝土的錯(cuò)誤的認(rèn)為水泥的問題解決了，混凝土的問題就解決了，不認(rèn)為混凝土本身是一門問題就解決了，不認(rèn)為混凝土本身是一門科學(xué)和復(fù)雜的技術(shù)?？茖W(xué)和復(fù)雜的技術(shù)。2 2）認(rèn)為）認(rèn)為將水泥作為膠凝材料的唯一組分是混將水泥作為膠凝材料的唯一組分是混凝土的最佳選擇。凝土的最佳選擇。3 3）認(rèn)為）認(rèn)為水泥摻加的越多，混凝土的質(zhì)

23、量越好水泥摻加的越多，混凝土的質(zhì)量越好。 根源在于根源在于水泥帶來混凝土高的早期強(qiáng)度，水泥帶來混凝土高的早期強(qiáng)度，使人們產(chǎn)生錯(cuò)覺，忽略了耐久性問題使人們產(chǎn)生錯(cuò)覺，忽略了耐久性問題。是。是基于傳統(tǒng)混凝土理念的產(chǎn)物?；趥鹘y(tǒng)混凝土理念的產(chǎn)物。 4 4）水泥性能不能滿足現(xiàn)代混凝土需求）水泥性能不能滿足現(xiàn)代混凝土需求 單純追求滿足強(qiáng)度下的高利潤，使水泥廠單純追求滿足強(qiáng)度下的高利潤，使水泥廠采取使用采取使用助磨劑磨細(xì)、摻用助磨劑磨細(xì)、摻用 “ “增強(qiáng)劑增強(qiáng)劑”，細(xì)度越來越細(xì)。細(xì)度越來越細(xì)。 礦物中礦物中C C3 3S S、C C3 3A A越來越高，增加了開裂敏感越來越高，增加了開裂敏感性和不利于混凝土

24、長期性能穩(wěn)定性和耐久性和不利于混凝土長期性能穩(wěn)定性和耐久性的成分性的成分。 再加之使用硬石膏緩凝、膠凝材料中SO3含量偏低， 水泥供不應(yīng)求造成的生產(chǎn)混凝土?xí)r水泥溫度過高等因素使水泥與外加劑相容性不好，硬化性能也受到影響。4、水泥的變化、水泥的變化GB175-63)GB175-63)GB175-77GB175-77的的425425、 檢測的水灰比增大，對(duì)檢測的水灰比增大，對(duì)3 3天強(qiáng)度的規(guī)定未變，天強(qiáng)度的規(guī)定未變，實(shí)際提高了早期強(qiáng)度，而高早期強(qiáng)度并不是實(shí)際提高了早期強(qiáng)度，而高早期強(qiáng)度并不是普適必要的；普適必要的；水泥強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度的關(guān)系水泥強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度的關(guān)系任何水泥基材料的強(qiáng)度主要取決于水

25、膠比任何水泥基材料的強(qiáng)度主要取決于水膠比按現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)水膠比：按現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)水膠比：0.50.5當(dāng)前用量最大的混凝土水膠比：當(dāng)前用量最大的混凝土水膠比：0.50.5不僅相同強(qiáng)度的水泥能配出不同強(qiáng)度的混凝土，不僅相同強(qiáng)度的水泥能配出不同強(qiáng)度的混凝土，而且不同強(qiáng)度的水泥能配出相同強(qiáng)度的混凝土而且不同強(qiáng)度的水泥能配出相同強(qiáng)度的混凝土不必盲目追求水泥的高強(qiáng)，不必盲目追求水泥的高強(qiáng)，32.532.5的水泥能配制出的水泥能配制出C60C60混凝土混凝土當(dāng)然，在相同水膠比下，混凝土當(dāng)然，在相同水膠比下，混凝土2828天強(qiáng)度和水泥天強(qiáng)度和水泥強(qiáng)度仍然有關(guān)，高強(qiáng)度水泥可用于象強(qiáng)度仍然有關(guān)，高

26、強(qiáng)度水泥可用于象C80C80、C100C100這這樣的高強(qiáng)的混凝土，但是用量很少樣的高強(qiáng)的混凝土，但是用量很少。 外加劑與摻和料使用技術(shù)發(fā)展改變了對(duì)水泥強(qiáng)度外加劑與摻和料使用技術(shù)發(fā)展改變了對(duì)水泥強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度的關(guān)系的認(rèn)識(shí)和混凝土強(qiáng)度的關(guān)系的認(rèn)識(shí) 在摻加礦物細(xì)粉摻和料的混凝土中水膠比決定著在摻加礦物細(xì)粉摻和料的混凝土中水膠比決定著混凝土的強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度 混凝土和水泥強(qiáng)度之間不再有線性關(guān)系混凝土和水泥強(qiáng)度之間不再有線性關(guān)系礦物摻和料對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨水膠比的減小礦物摻和料對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨水膠比的減小而增大的幅度大于水泥對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨水灰比減而增大的幅度大于水泥對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨水灰比減小而增

27、大的幅度，因此摻用摻和料的混凝土必須小而增大的幅度，因此摻用摻和料的混凝土必須降低水膠比。降低水膠比。為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項(xiàng)性為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？能會(huì)很優(yōu)異呢？ 但是現(xiàn)今高效減水劑的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，但是現(xiàn)今高效減水劑的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，混凝土所用水灰比，尤其是摻有礦物摻合料混凝土所用水灰比，尤其是摻有礦物摻合料混凝土的水膠比很容易降至混凝土的水膠比很容易降至0.50.5以下，同時(shí)現(xiàn)以下，同時(shí)現(xiàn)今的水泥活性則遠(yuǎn)高于二十世紀(jì)八十年代以今的水泥活性則遠(yuǎn)高于二十世紀(jì)八十年代以前的水泥（因?yàn)樵鐝?qiáng)礦物前的水泥（因?yàn)樵鐝?qiáng)礦物C C3 3S S含量顯著提高、含量顯著

28、提高、粉磨細(xì)度加大），粉磨細(xì)度加大），因此摻加礦物摻合料的混因此摻加礦物摻合料的混凝土，即使是摻量很大的混凝土，與過去混凝土，即使是摻量很大的混凝土，與過去混凝土相比，其早期強(qiáng)度的發(fā)展速率也大大加凝土相比，其早期強(qiáng)度的發(fā)展速率也大大加快了?？炝恕槭裁捶勖夯覔搅咳绱酥蟮幕炷粮鳛槭裁捶勖夯覔搅咳绱酥蟮幕炷粮黜?xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？ 在低水膠比（如0.3左右）的水泥漿體里情況就大不一樣了。不摻粉煤灰時(shí)，高活性的水泥因水化環(huán)境較差，即缺水而不能充分水化，所以隨水灰比下降，未水化水泥的內(nèi)芯增大，生成水化產(chǎn)物量下降；但由于顆粒間的距離減小，要填充的空隙同時(shí)減小，因此混凝土強(qiáng)度發(fā)展迅速

29、。 為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？ 這種情況下用粉煤灰代替部分水泥，在低水膠比條件下，水泥的水化條件相對(duì)改善，因?yàn)榉勖夯宜徛?，使混凝土的“水灰比”增大，水泥的水化程度因而提高，這種作用機(jī)理隨著粉煤灰的摻量增大愈加明顯（摻量為摻量為58%:58%:左右，初期水灰比則約左右，初期水灰比則約0.650.65）。水泥水化程度的改善，則有利于粉煤灰作用的發(fā)揮，然而與此同時(shí)，需要粉煤灰水化產(chǎn)物填充的空隙已經(jīng)大大減小，所以其水化能力差的弱點(diǎn)在低水膠比條件下被掩蓋，而降低溫升等其他優(yōu)點(diǎn)則依然起著有利于混凝土性能提高的作用。 為什么粉

30、煤灰摻量如此之大的混凝土各為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？ 以上所述低水膠比下粉煤灰作用的變化，可以用一個(gè)可以用一個(gè)“動(dòng)態(tài)堆積動(dòng)態(tài)堆積”的概念來認(rèn)識(shí)的概念來認(rèn)識(shí)，這是相對(duì)沿用的靜態(tài)堆積而言的。通常在選擇混凝土原材料和配合比時(shí)，是以各種原材料在加水之前的堆積盡量密實(shí)為依據(jù)的；但是當(dāng)加水?dāng)嚢韬?，特別是在低水膠比條件下，如何通過粉狀顆粒水化的交叉進(jìn)行，使初始水膠比盡量降低，混凝土單位用水量盡量減少，配制出的混凝土在密實(shí)成型的前提下，經(jīng)過水化硬化過程，形成的微結(jié)構(gòu)應(yīng)更為密實(shí)。5、水泥提高強(qiáng)度的技術(shù)途徑、水泥提高強(qiáng)度的技術(shù)途徑 提高C3S含量 提高細(xì)度 提高石膏含量

31、 其中將水泥磨得更細(xì)些成為提高水泥其中將水泥磨得更細(xì)些成為提高水泥強(qiáng)度的主要技術(shù)手段之一，被普遍采用。強(qiáng)度的主要技術(shù)手段之一，被普遍采用。片面追求強(qiáng)度而使比表面積太大、早期強(qiáng)度太高片面追求強(qiáng)度而使比表面積太大、早期強(qiáng)度太高而長期增長率低甚至倒縮、實(shí)際強(qiáng)度浮動(dòng)幅度太而長期增長率低甚至倒縮、實(shí)際強(qiáng)度浮動(dòng)幅度太大；大；太細(xì)的水泥太細(xì)的水泥 提高水泥的放熱速率，降低與外加劑提高水泥的放熱速率，降低與外加劑的相容性、增加混凝土需水量，增大收縮，不利的相容性、增加混凝土需水量，增大收縮，不利于混凝土于混凝土長期性能長期性能的發(fā)展，后期水化無發(fā)展余地，的發(fā)展，后期水化無發(fā)展余地，使結(jié)構(gòu)失去自愈的能力。使結(jié)構(gòu)

32、失去自愈的能力。6、關(guān)于水泥過細(xì)的問題、關(guān)于水泥過細(xì)的問題（1）水泥中不同細(xì)度顆粒對(duì)強(qiáng)度的作用）水泥中不同細(xì)度顆粒對(duì)強(qiáng)度的作用水泥細(xì)度與其抗壓強(qiáng)度的關(guān)系水泥細(xì)度與其抗壓強(qiáng)度的關(guān)系（2）水泥細(xì)度與減水劑的相容性問題）水泥細(xì)度與減水劑的相容性問題細(xì)度和顆粒級(jí)配細(xì)度和顆粒級(jí)配q 最佳組成最佳組成: 5: 530m 30m 90%,90%,10m 10m 10% 10% ； q 只考慮細(xì)度的結(jié)果：水泥越細(xì)，細(xì)顆只考慮細(xì)度的結(jié)果：水泥越細(xì)，細(xì)顆粒越多，需水量越大，混凝土坍落度損粒越多，需水量越大，混凝土坍落度損失越大，開裂敏感性越大失越大，開裂敏感性越大。（3 3）水泥細(xì)度和開裂敏感性的關(guān)系）水泥細(xì)度和

33、開裂敏感性的關(guān)系用收縮開裂環(huán)檢測水泥的開裂敏感性用收縮開裂環(huán)檢測水泥的開裂敏感性, , 從成型到從成型到開裂經(jīng)過的時(shí)間越短，抗裂性越差開裂經(jīng)過的時(shí)間越短，抗裂性越差水泥細(xì)度對(duì)水泥砂漿和混凝土開裂的影水泥細(xì)度對(duì)水泥砂漿和混凝土開裂的影響：用粗磨水泥的混凝土澆耐久響：用粗磨水泥的混凝土澆耐久（4 4）抗凍性隨水泥比表面積增大而下降）抗凍性隨水泥比表面積增大而下降（5）日本水泥顆粒級(jí)配 日日本的水泥生產(chǎn)注重顆粒級(jí)配：控制熟料在一個(gè)本的水泥生產(chǎn)注重顆粒級(jí)配：控制熟料在一個(gè)很窄的范圍很窄的范圍從從30m30m70m70m，然后用磨細(xì)礦，然后用磨細(xì)礦渣和粉煤灰等不同細(xì)度的摻和料調(diào)整級(jí)配渣和粉煤灰等不同細(xì)度

34、的摻和料調(diào)整級(jí)配，其中，其中礦渣粉磨到比表面積礦渣粉磨到比表面積600m/kg600m/kg2 2以上。這樣，以上。這樣，既可既可使熟料和摻和料都充分發(fā)揮作用，又可使水泥水使熟料和摻和料都充分發(fā)揮作用，又可使水泥水化有長期的發(fā)展?；虚L期的發(fā)展。怪不得磨細(xì)礦渣最早從日本提怪不得磨細(xì)礦渣最早從日本提倡的，而在日本卻看不見在攪拌站摻用磨細(xì)礦渣。倡的，而在日本卻看不見在攪拌站摻用磨細(xì)礦渣。原來他們的摻和料也是在水泥生產(chǎn)時(shí)摻的。原來他們的摻和料也是在水泥生產(chǎn)時(shí)摻的。這樣這樣生產(chǎn)的水泥總的比表面積增大了，但卻不會(huì)有水生產(chǎn)的水泥總的比表面積增大了，但卻不會(huì)有水泥過細(xì)而使水化熱大的弊病泥過細(xì)而使水化熱大的弊

35、病。 （6）關(guān)于水泥細(xì)度的不同觀點(diǎn)于水泥細(xì)度的不同觀點(diǎn)水泥專家：水泥專家： 通過技術(shù)進(jìn)步促使水泥熟料質(zhì)量提高，水硬性越通過技術(shù)進(jìn)步促使水泥熟料質(zhì)量提高，水硬性越來越高，就應(yīng)該加以充分利用，也就是將水泥磨來越高，就應(yīng)該加以充分利用，也就是將水泥磨得更細(xì)一點(diǎn)，充分發(fā)揮其強(qiáng)度，才對(duì)得起所耗的得更細(xì)一點(diǎn)，充分發(fā)揮其強(qiáng)度，才對(duì)得起所耗的能源以及排放能源以及排放COCO2 2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)。否則豈非暴殮產(chǎn)生的溫室效應(yīng)。否則豈非暴殮天物。天物。在我國水泥工業(yè)發(fā)展過程中在我國水泥工業(yè)發(fā)展過程中, ,水泥界前輩黃水泥界前輩黃大能先生一貫堅(jiān)持水泥應(yīng)磨得細(xì)一點(diǎn)以免浪費(fèi)水大能先生一貫堅(jiān)持水泥應(yīng)磨得細(xì)一點(diǎn)以免浪費(fèi)水泥熟

36、料潛在的活性的觀點(diǎn)。泥熟料潛在的活性的觀點(diǎn)。 關(guān)于水泥細(xì)度的不同觀點(diǎn)于水泥細(xì)度的不同觀點(diǎn)混凝土專家：混凝土專家： 水泥不能磨的太細(xì)，理由是水泥不能磨的太細(xì)，理由是水泥細(xì)度過細(xì)是造成水泥細(xì)度過細(xì)是造成混凝土體積穩(wěn)定性不好，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原混凝土體積穩(wěn)定性不好，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原因之一因之一。大量鋼筋混凝土建筑物的短壽命、多病大量鋼筋混凝土建筑物的短壽命、多病害才是真正的非暴殮天物。害才是真正的非暴殮天物。 控制水泥細(xì)度不要太細(xì)也是控制水泥細(xì)度不要太細(xì)也是避免個(gè)別水泥廠混合避免個(gè)別水泥廠混合材超量摻加的有效措施材超量摻加的有效措施。 近幾年來，混凝土的普遍開裂應(yīng)該說與水近幾年來，混凝土的普遍

37、開裂應(yīng)該說與水泥顆粒越來越細(xì)有直接關(guān)系。還有一個(gè)水泥泥顆粒越來越細(xì)有直接關(guān)系。還有一個(gè)水泥中的粗顆粒問題，水泥界許多專家認(rèn)為，中的粗顆粒問題，水泥界許多專家認(rèn)為，水水泥中泥中45m45m的熟料顆粒對(duì)的熟料顆粒對(duì)28d28d強(qiáng)度基本沒有作強(qiáng)度基本沒有作用，所以這種顆?？捎锌蔁o或可以盡量降低；用，所以這種顆粒可有可無或可以盡量降低；而混凝土界許多專家研究后認(rèn)為：而混凝土界許多專家研究后認(rèn)為：增加水泥增加水泥中未水化的熟料顆?？梢源蟠鬁p少混凝土的中未水化的熟料顆?？梢源蟠鬁p少混凝土的收縮。收縮。而現(xiàn)在水泥細(xì)度的增加，而現(xiàn)在水泥細(xì)度的增加，使水泥中的使水泥中的粗顆粒大大減少?；炷恋氖湛s量的增大，粗顆

38、粒大大減少?；炷恋氖湛s量的增大，產(chǎn)生裂縫的可能性變大。產(chǎn)生裂縫的可能性變大。（7）水泥過細(xì)對(duì)現(xiàn)代混凝土的劣化原因）水泥過細(xì)對(duì)現(xiàn)代混凝土的劣化原因 水泥顆粒粒徑越細(xì)，早期的水化越快，水水泥顆粒粒徑越細(xì)，早期的水化越快，水化熱釋放得早，單位時(shí)間內(nèi)的水化熱越高，化熱釋放得早，單位時(shí)間內(nèi)的水化熱越高，而水化越快消耗混凝土內(nèi)部的水分就越快，而水化越快消耗混凝土內(nèi)部的水分就越快，這樣就可引起混凝土的自干燥收縮，使混這樣就可引起混凝土的自干燥收縮，使混凝土容易產(chǎn)生裂縫。而且由于水泥粗顆粒凝土容易產(chǎn)生裂縫。而且由于水泥粗顆粒的減少，減少了穩(wěn)定體積未水化的顆粒，的減少，減少了穩(wěn)定體積未水化的顆粒，從而影響到混

39、凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗從而影響到混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化能力、抗侵蝕性等。碳化能力、抗侵蝕性等。 水泥細(xì)度對(duì)水工混凝土的性能影響水泥細(xì)度對(duì)水工混凝土的性能影響 當(dāng)前水工混凝土耐久性的根本問題是漏水。當(dāng)前水工混凝土耐久性的根本問題是漏水。所謂所謂“十壩十漏十壩十漏”。5050年前沒有這種現(xiàn)象，年前沒有這種現(xiàn)象，主要原因是那時(shí)的水泥粗。主要原因是那時(shí)的水泥粗。 在四川溪洛渡大壩工程，混凝土大壩溫在四川溪洛渡大壩工程，混凝土大壩溫度降不下來，采用埋水管、加冰等措施，混度降不下來，采用埋水管、加冰等措施，混凝土溫度都降不下來，后來，實(shí)驗(yàn)用天山水凝土溫度都降不下來，后來，實(shí)驗(yàn)用天山水泥，細(xì)度分別

40、為泥，細(xì)度分別為400400、370 370 、330330、300300、280280、250 m250 m2 2/kg/kg，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使用較粗的水泥，溫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使用較粗的水泥，溫度降低下來。建議采用度降低下來。建議采用280 m280 m2 2/kg/kg的細(xì)度。的細(xì)度。 高鐵混凝土限制水泥細(xì)度高鐵混凝土限制水泥細(xì)度 高速鐵路高性能混凝土開始對(duì)水泥細(xì)高速鐵路高性能混凝土開始對(duì)水泥細(xì)度進(jìn)行限制度進(jìn)行限制，要求，要求350m350m2 2/kg/kg。332 48、哪些因素影響水泥的抗裂性 美國國家標(biāo)準(zhǔn)局對(duì)美國國家標(biāo)準(zhǔn)局對(duì)199199種水泥進(jìn)行了種水泥進(jìn)行了1818年以年以上的調(diào)研，大量

41、的發(fā)現(xiàn)是堿和細(xì)度、上的調(diào)研，大量的發(fā)現(xiàn)是堿和細(xì)度、C C3 3A A和和C C4 4AFAF的因素一起極大地影響水泥的抗裂性。的因素一起極大地影響水泥的抗裂性。即使水泥有相同水化率（強(qiáng)度）和相同的自即使水泥有相同水化率（強(qiáng)度）和相同的自由收縮，由收縮，顯然低堿水泥有內(nèi)在的抵抗開裂的顯然低堿水泥有內(nèi)在的抵抗開裂的能力。當(dāng)含堿量低于能力。當(dāng)含堿量低于0.6%0.6%當(dāng)量時(shí)，水泥的抗當(dāng)量時(shí)，水泥的抗裂性明顯增加。裂性明顯增加。熟料礦物的收縮率熟料礦物的收縮率礦物收縮率（%）C3AC2S C3S C4AF0.234 0.01000.079 0.00360.077 0.00360.049 0.0114堿

42、和堿和C C4 4AFAF對(duì)收縮的影響對(duì)收縮的影響 9 9、石膏摻量的影響、石膏摻量的影響（1 1）C C3 3A A含量和含量和SOSO3 3的匹配的匹配 一般水泥中石膏的優(yōu)化條件：一般水泥中石膏的優(yōu)化條件：W/C=0.5, W/C=0.5, 現(xiàn)現(xiàn)代混凝土使用高效減水劑代混凝土使用高效減水劑, W/C, W/C0.400.40，SOSO3 3不不足；足； 混凝土中摻入礦物摻和料，混凝土中摻入礦物摻和料，SOSO3 3被稀釋。被稀釋。00.40.81.21.622.4110010000浸水振蕩時(shí)間（分鐘）溶出量（以C a S O4計(jì)g /L）二水石膏無水石膏（3）石膏對(duì)坍落度損失的影響10、水

43、泥的三高問題、水泥的三高問題 “高細(xì)度、高高細(xì)度、高C C3 3S S含量、高強(qiáng)度等級(jí)含量、高強(qiáng)度等級(jí)”所謂的所謂的“三高三高”水泥對(duì)混凝土產(chǎn)生裂縫的不利影響水泥對(duì)混凝土產(chǎn)生裂縫的不利影響應(yīng)該說越來越大了。應(yīng)該說越來越大了。 例如機(jī)場跑道工程，例如機(jī)場跑道工程，在在2020世紀(jì)世紀(jì)50-7050-70年代修年代修建的許多軍事和民用機(jī)場，路面混凝土至今建的許多軍事和民用機(jī)場，路面混凝土至今保持完好，保持完好，而而2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代后修建的混凝土年代后修建的混凝土路面三五年內(nèi)出現(xiàn)破壞的有很多。路面三五年內(nèi)出現(xiàn)破壞的有很多。水泥的三高問題水泥的三高問題 美國從美國從2020世紀(jì)世紀(jì)3030

44、年代開始，年代開始，把水泥中的把水泥中的C C3 3S S含量由含量由30%30%提高到提高到50%50%，把細(xì)度由允許大于，把細(xì)度由允許大于75m75m的顆粒含量為的顆粒含量為22%22%，改為基本為零，改為基本為零。7070年后的今天，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，年后的今天，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，19301930年前修年前修建的橋梁有建的橋梁有67%67%保持完好，而保持完好，而19301930年后修建年后修建的橋梁只有的橋梁只有27%27%保持完好。保持完好。水泥的三高問題水泥的三高問題 R R型水泥除了可以使混凝土早強(qiáng)、早拆模外，型水泥除了可以使混凝土早強(qiáng)、早拆模外，對(duì)混凝土的其他性能不會(huì)有明顯好處。相反，對(duì)混

45、凝土的其他性能不會(huì)有明顯好處。相反，由于它由于它3d3d強(qiáng)度高，水化熱和收縮集中，可能強(qiáng)度高，水化熱和收縮集中，可能會(huì)對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生帶來不利的影響。所會(huì)對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生帶來不利的影響。所以，如果工程中對(duì)混凝土早強(qiáng)沒有特別的要以，如果工程中對(duì)混凝土早強(qiáng)沒有特別的要求，就最好不要使用它；求，就最好不要使用它；水泥的三高問題水泥的三高問題 比表面積在比表面積在400m400m2 2/kg/kg以上的高強(qiáng)度等級(jí)水泥，以上的高強(qiáng)度等級(jí)水泥，由于其顆粒比較細(xì)，凝結(jié)較快，水化熱集由于其顆粒比較細(xì)，凝結(jié)較快，水化熱集中，對(duì)混凝土的體積穩(wěn)定性有不利影響，中，對(duì)混凝土的體積穩(wěn)定性有不利影響，更使混凝土產(chǎn)生裂

46、縫的可能性增加，所以更使混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性增加，所以使用時(shí)應(yīng)慎重考慮；使用時(shí)應(yīng)慎重考慮；12、什么是好水泥？、什么是好水泥？ 人們通常會(huì)認(rèn)為強(qiáng)度高，尤其是人們通常會(huì)認(rèn)為強(qiáng)度高，尤其是28d28d強(qiáng)強(qiáng)度高的水泥是好水泥，但這種認(rèn)識(shí)是不正度高的水泥是好水泥，但這種認(rèn)識(shí)是不正確的確的。例，美國墾務(wù)局的Burrows在混凝土的可見裂縫與不可見裂縫中介紹了1910年Withy在威斯康辛大學(xué)開始的50年水泥凈漿、砂漿和混凝土的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，Withy分別于1910、1923和1937年3個(gè)不同時(shí)間成型了5000多個(gè)試件。50年的結(jié)果由Washa和Wendt于1975年發(fā)表。 19231923年的混凝土用普

47、通水泥，年的混凝土用普通水泥，BlaineBlaine細(xì)細(xì)度為度為231m231m2 2/kg/kg。C C3 3S S只有只有30%30%， W/CW/C為為0.520.52，28d28d只有只有21MPa21MPa，5050年后達(dá)到年后達(dá)到52MPa52MPa；19371937年制年制作混凝土，用當(dāng)時(shí)的快硬水泥，作混凝土，用當(dāng)時(shí)的快硬水泥，C C3 3S S含量含量57%57%，比表面積比表面積380 m380 m2 2/kg/kg（與現(xiàn)在的普通水泥相當(dāng)，（與現(xiàn)在的普通水泥相當(dāng)，C C3 3S 57S 5758%58%，比表面積，比表面積380380400400），），28d28d強(qiáng)度強(qiáng)度

48、30 MPa30 MPa，1010年達(dá)到最高年達(dá)到最高55MPa55MPa，2525年年, ,反而下反而下降到降到43MPa43MPa。Lemish 和Elwell1996年在對(duì)依阿華州劣化的公路路面鉆芯取樣的一項(xiàng)研究中,發(fā)現(xiàn)1014年強(qiáng)度倒縮而得出結(jié)論：混凝土性能良好和強(qiáng)度增長慢有關(guān)。 采用快硬水泥的混凝土采用快硬水泥的混凝土1010年后強(qiáng)度倒縮；年后強(qiáng)度倒縮；19371937年年按特快硬水泥生產(chǎn)的水泥與現(xiàn)今水泥的平均水平按特快硬水泥生產(chǎn)的水泥與現(xiàn)今水泥的平均水平很相似。很相似。水泥現(xiàn)狀對(duì)當(dāng)代混凝土的不適應(yīng)問題還有不控制含堿量、氯離子含量，不檢測開裂不控制含堿量、氯離子含量，不檢測開裂敏感性

49、、無法提供在當(dāng)代混凝土中與外加敏感性、無法提供在當(dāng)代混凝土中與外加劑的相容性劑的相容性水泥出廠溫度太高，造成混凝土澆筑溫度水泥出廠溫度太高，造成混凝土澆筑溫度過高，溫度應(yīng)力增大，混凝土凝結(jié)時(shí)間不過高，溫度應(yīng)力增大，混凝土凝結(jié)時(shí)間不正常，早期開裂問題普遍正常，早期開裂問題普遍三、外加劑對(duì)現(xiàn)代混凝土的影響 以高效減水劑為主的混凝土外加劑是現(xiàn)代混凝土重要的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，是混凝土技術(shù)發(fā)揮的重要里程碑。 減水劑、泵送劑等化學(xué)外加劑的應(yīng)用，對(duì)混減水劑、泵送劑等化學(xué)外加劑的應(yīng)用，對(duì)混凝土技術(shù)進(jìn)步起到了凝土技術(shù)進(jìn)步起到了革命性革命性作用。作用。 而而革命性革命性，通常以局部，通常以局部破壞性破壞性為代價(jià)。為代

50、價(jià)。 給混凝土帶來了一些問題：與水泥的適應(yīng)性問題以及對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響問題。1、外加劑與水泥的適應(yīng)性問題 主要原因在于水泥主要原因在于水泥, ,前面已經(jīng)講解過水泥前面已經(jīng)講解過水泥的細(xì)度細(xì)、堿含量高、的細(xì)度細(xì)、堿含量高、C C3 3A A含量高、含量高、 SOSO3 3含量低、使用硬石膏、水泥出廠溫度太高含量低、使用硬石膏、水泥出廠溫度太高都會(huì)導(dǎo)致與外加劑的適應(yīng)性不好都會(huì)導(dǎo)致與外加劑的適應(yīng)性不好。 但對(duì)摻減水劑的混凝土，早期收縮的影響但對(duì)摻減水劑的混凝土，早期收縮的影響非常顯著。非常顯著。從裂縫產(chǎn)生的時(shí)間來分析，從裂縫產(chǎn)生的時(shí)間來分析，1d1d之內(nèi)的早期收縮增大，可能是混凝土開裂之內(nèi)的早

51、期收縮增大，可能是混凝土開裂的關(guān)鍵因素。的關(guān)鍵因素。 因此目前的化學(xué)外加劑收縮率比試驗(yàn)方法，因此目前的化學(xué)外加劑收縮率比試驗(yàn)方法，并沒有完全反映減水劑對(duì)混凝土收縮的并沒有完全反映減水劑對(duì)混凝土收縮的影影響程度。響程度。 大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：從初凝至從初凝至24h24h，摻減，摻減水劑混凝土的收縮率比要大得多水劑混凝土的收縮率比要大得多。2、減水劑對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響 我們的化學(xué)外加劑生產(chǎn)和研究機(jī)構(gòu)，我們的化學(xué)外加劑生產(chǎn)和研究機(jī)構(gòu)，應(yīng)該象重視減水劑的減水率一樣，重應(yīng)該象重視減水劑的減水率一樣，重視化學(xué)外加劑對(duì)混凝土早期收縮（塑視化學(xué)外加劑對(duì)混凝土早期收縮（塑性收縮）和總收

52、縮的增大作用。性收縮）和總收縮的增大作用。減水劑對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響減水劑對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響0510152025303540455055050100150200250300shrinkage (10-6)age(h) J1 DJ SJ XJ不摻減水劑混凝不摻減水劑混凝土的早期收縮值小土的早期收縮值小于于70701010-6-6m/m m/m 。摻減水劑混凝土摻減水劑混凝土的早期收縮均大于的早期收縮均大于2002001010-6-6m/mm/m。收縮率比為收縮率比為300%300% 1d1d起測的混凝土干燥收縮起測的混凝土干燥收縮0510152025300501001502002503

53、00350400450500shrinkage(10-6)age(d) J1 DJ SJ XJ經(jīng)經(jīng)1d1d早期收縮測試早期收縮測試后，繼續(xù)在（后，繼續(xù)在（60605 5）% %、202011條件下測條件下測得的結(jié)果表明，得的結(jié)果表明， 28d28d時(shí)，三種減水劑的收時(shí)，三種減水劑的收縮率比分別為縮率比分別為130130、132132和和138138。 參照參照GBJ82GBJ82測得的干燥收縮測得的干燥收縮051015202530050100150200250300350400450500shrinkage(10-6)age(d) J1 DJ SJ XJ脂肪族系、萘系、脂肪族系、萘系、胺基磺酸

54、鹽系減水劑胺基磺酸鹽系減水劑的收縮率比分別為的收縮率比分別為126%126%、130%130%和和135%135%。與與1d1d起測相比，不起測相比，不摻減水劑的混凝土收摻減水劑的混凝土收縮減小縮減小12%12%，摻減水摻減水劑的混凝土收縮減小劑的混凝土收縮減小15%15%左右。左右。 初凝開始的混凝土全收縮初凝開始的混凝土全收縮036912151821242730050100150200250300350400450500550600650700750shrinkage(10-6)age(d) J1 DJ XJ SJ三種減水劑的收三種減水劑的收縮率比分別達(dá)到縮率比分別達(dá)到182182，183

55、183和和198198，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于按按GBJ82GBJ82方法測得方法測得的結(jié)果。的結(jié)果。 坍落度相同時(shí)，減水劑對(duì)混凝土早期收坍落度相同時(shí)，減水劑對(duì)混凝土早期收縮的影響縮的影響編號(hào)編號(hào) 1m1m3 3混凝土各材料用量（混凝土各材料用量（kgkg）坍 落 度坍 落 度（mmmm）水泥水泥水水砂砂石子石子外加劑外加劑初凝時(shí)初凝時(shí)間間JZ0JZ0450450225225688688103210320 05:505:509595D0D0450450159159688688103210328.18.110:4010:40100100JZ1JZ1550550249249688688103210320

56、 04:304:30103103D1D1550550180180688688103210329.99.910:3010:3010010005101520253035404550550100200300400500600700shrinkage (10-6)age(h) JZ0 D0 JZ1 D124h24h時(shí)，時(shí)，水泥用量為水泥用量為450kg/m450kg/m3 3的混凝土，的混凝土，收縮率比達(dá)收縮率比達(dá)609%609%；水泥用量為水泥用量為550kg/m550kg/m3 3的混凝土，的混凝土，收縮率比達(dá)收縮率比達(dá)705%705%。 1 1天后起測的收縮曲線天后起測的收縮曲線05101520

57、2530050100150200250300350400450500shrinkage(10-6)age(d) JZ0 D0 JZ1 D1收縮率比收縮率比124%124%減水劑對(duì)全收縮的影響減水劑對(duì)全收縮的影響0510152025300100200300400500600700800900100011001200shrinkage (10-6)age(d) JZ0 D0 JZ1 D1水泥用量分別為水泥用量分別為450 450 kg/mkg/m3 3和和550 kg/m550 kg/m3 3時(shí)，時(shí)，1d1d起測的收縮率比為起測的收縮率比為124%124%。而以初凝起測的而以初凝起測的全全收縮表征

58、時(shí)，收縮率收縮表征時(shí)，收縮率比分別達(dá)到比分別達(dá)到220%220%和和240%240%。 早期抗裂試驗(yàn)裝置早期抗裂試驗(yàn)裝置AA300370270混凝土試件鋼環(huán)木底板圖6-1 受限收縮試件尺寸圖mmmmmm140mm編號(hào)編號(hào)1m1m3 3混凝土各材料用量（混凝土各材料用量（kgkg）塌 落 度塌 落 度mmmm 水泥水泥 水水 砂砂 石子石子 減水劑減水劑 減縮劑減縮劑 膨脹劑膨脹劑JJ1JJ1 420420 190190 716716 107410740 00 00 08080DJDJ 420420 190190 716716107410747.657.650 00 0210210SJSJ 42

59、0420 190190 716716107410747.657.657.657.650 0225225UJUJ 370370 190190 716716107410747.657.650 050.450.4207207首條裂縫出現(xiàn)時(shí)間首條裂縫出現(xiàn)時(shí)間051015202530SJ摻減縮劑UJ摻膨脹劑DJ摻減水劑JJ1不摻減水劑時(shí) 間/d編 號(hào)裂縫條數(shù)裂縫條數(shù)編號(hào)編號(hào)裂縫狀況裂縫狀況時(shí)間（時(shí)間（d）61920294260JJ1裂縫數(shù)目裂縫數(shù)目012223DJ裂縫數(shù)目裂縫數(shù)目199121516SJ裂縫數(shù)目裂縫數(shù)目000122UJ裂縫數(shù)目裂縫數(shù)目001233 減水劑、泵送劑等化學(xué)外加劑極大地增加減水劑

60、、泵送劑等化學(xué)外加劑極大地增加混凝土早期收縮、加速早期開裂、增加裂混凝土早期收縮、加速早期開裂、增加裂縫數(shù)量?？p數(shù)量。 我們不能回避這一事實(shí)，關(guān)鍵是如何從混我們不能回避這一事實(shí)，關(guān)鍵是如何從混凝土組成材料、外加劑生產(chǎn)用原材料、合凝土組成材料、外加劑生產(chǎn)用原材料、合成工藝和復(fù)配技術(shù)上加以改進(jìn)。成工藝和復(fù)配技術(shù)上加以改進(jìn)。塑性收縮成為混凝土早期開裂的主要原因之一塑性收縮成為混凝土早期開裂的主要原因之一 指新拌混凝土澆注后尚在塑性狀態(tài)發(fā)生的指新拌混凝土澆注后尚在塑性狀態(tài)發(fā)生的收縮。特點(diǎn)是收縮。特點(diǎn)是當(dāng)表面水分向外蒸發(fā)時(shí)引起當(dāng)表面水分向外蒸發(fā)時(shí)引起局部產(chǎn)生應(yīng)力，因此當(dāng)蒸發(fā)速率大于泌水局部產(chǎn)生應(yīng)力，因此