高性能混凝土產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的若干思考(編輯修改稿)
2025-07-19 14:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的良好初衷。部分水泥生產(chǎn)廠和粉磨站(配制廠) 提供的普通水泥，其中的混合材種類數(shù)量遠遠突破國際的限定要求，尤其在市場供求關(guān)系失衡，價格上揚建設(shè)過熱的景氣條件下，這一現(xiàn)象更加突出。而現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)對普通水泥燒失量的限值為5 % ，明顯過于寬松，使上述企業(yè)在混合材使用上更加游刃有余。預(yù)拌混凝土企業(yè)在水泥驗收檢驗中又往往將燒失量指標(biāo)忽略，事實上普通水泥的燒失量超過4%已相當(dāng)普遍，導(dǎo)致當(dāng)前水泥的需水量明顯上升，目前普通水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量均值已突破27 %。同一廠家一年內(nèi)強度極差超過10MPa不在少數(shù)，對外加劑適應(yīng)性問題日益加?。徊糠炙嗥髽I(yè)摻入大量輕燒態(tài)的火山灰混合材，引起混凝土嚴(yán)重泌水，并使混凝土體積明顯減縮，并發(fā)生塑性開裂；一些水泥粉磨站(配制廠) 將從不同水泥廠采購的熟料和不同電廠排放的粉煤灰分別混于一倉，用于配制普通水泥；另一些發(fā)生水泥購并的集團企業(yè)，不同產(chǎn)地的熟料冠以同一牌號銷售，致使同一廠家同一牌號的水泥礦物組成差異懸殊，需水量和凝結(jié)時間令預(yù)拌混凝土企業(yè)無法掌控。 盡管水泥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對水泥出廠強度有最低限制要求，但該限值為企業(yè)內(nèi)控指標(biāo)。對水泥用戶驗收而言，仍適用于國標(biāo)， ，仍為合格品。某預(yù)拌混凝土企業(yè)使用一水泥中轉(zhuǎn)站(含配制) 提供的P Ⅱ 水泥，并用大摻量礦粉和粉煤灰配制泵送混凝土，因發(fā)生混凝土強度不合格，追溯后發(fā)現(xiàn)該批水泥28d ，后經(jīng)多方證實，該水泥中轉(zhuǎn)站在中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)中，仍大量摻加礦粉和粉煤灰，且達到了普通水泥的摻加水平，但提供的水泥質(zhì)保單上，28d 強度均大于58MPa 。對利潤追求的最大化及市場供求關(guān)系的改變，可以使少數(shù)水泥企業(yè)利令智昏地改變既定的質(zhì)量管理體系，這著實是一個令混凝土技術(shù)人員困惑不已的現(xiàn)實難題。 綜上所述，水泥品質(zhì)的現(xiàn)狀已成為制約高性能混凝土產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的嚴(yán)重瓶頸，從高性能混凝土產(chǎn)業(yè)化發(fā)展著言，水泥生產(chǎn)工藝中應(yīng)取消摻加混合材，普通水泥應(yīng)盡快退出歷史舞臺。允許在水泥生產(chǎn)中摻加混合材，即增加了水泥質(zhì)量中的不確定因素，給混凝土質(zhì)量控制帶來不可逾越的質(zhì)量盲點，對混凝土耐久性提高構(gòu)成潛在威脅?；旌喜牡氖褂脩?yīng)改由水泥廠的“暗箱”操作為預(yù)拌混凝土企業(yè)的“陽光”配制，即依據(jù)不同的使用功能，選擇適宜的功能型摻合料。3．3 高性能混凝土對水泥細度要求 水泥標(biāo)準(zhǔn)中的細度指標(biāo)對高性能混凝土配制用水泥并不具有重要意義。過高的細度對外加劑吸附量大，且在低水膠比條件下，易產(chǎn)生自收縮。以同種水泥不同的細度在一定的水灰比和外加劑用量下，凈漿流動度隨水泥細度的增大而下降[6 ] 。一些熟料燒成質(zhì)量較差的水泥廠，為滿足早期強度往往以提高粉磨細度來達到，導(dǎo)致對外加劑適應(yīng)性變差。此外，水泥顆粒中(4～30)μm 的顆粒對強度貢獻最大，大于60μm的顆粒僅起填充作用，小于3μm 的顆粒對減少泌水，早強有利；水泥顆粒分布窄，顆粒堆積的空隙率大，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大，凝結(jié)時間長，早期強度低，與外加劑相容性差[7 ] 。配制高性能混凝土的水泥，應(yīng)具有連續(xù)的顆粒分布級配，使水泥粉體達到最佳堆積密度，用水量最低，與外加劑匹配性強。因此，高性能混凝土用水泥的細度，應(yīng)以顆粒分布級配表征，取代目前的細度評價法。4 高性能混凝土的體積穩(wěn)定性4．1 提高混凝土體積穩(wěn)定性的技術(shù)途徑 預(yù)拌混凝土是國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本國策，但由此也引發(fā)了混凝土早期開裂的負面影響，普通泵送混凝土28d 干縮值為(3～6)104 ，而高強高性能混凝土因膠結(jié)材用量高，采用超細外摻料低水膠比，早期的自收縮可達(2～4) 104 。經(jīng)試驗證實[8] ，摻加粉煤灰和礦粉的泵送混凝土從加水至混凝土初凝時段的塑性收縮率更達(～) %，在一定的約束條件下，早期開裂趨勢增強?，F(xiàn)代混凝土的體積穩(wěn)定性問題日益突出，這些體積穩(wěn)定性涉及到混凝土早期裂縫的形成和擴展。因此，在高性能混凝土產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中，必須引入具有減縮、補償收縮為功效的設(shè)計理念，合理選材，從源頭上采取措施提高混凝土的體積穩(wěn)定性。如三峽大壩混凝土采用中熱水泥，并控制水泥中MgO 含量達(～) %，利用方鎂石水化產(chǎn)生體積膨脹，補償混凝土降溫階段的溫度收縮。近年來，流行了以硫鋁酸鈣膨脹劑為膨脹源補償混凝土收縮的配合比設(shè)計思路，并被大量用于混凝土墻、頂板等上部結(jié)構(gòu)。因鈣礬石對養(yǎng)護條件相對苛刻，必須以充分的水份供給為前提，然而目前的施工條件既無法保證垂直墻板的保濕養(yǎng)護，又不能滿足頂板的大面積覆蓋保濕，頂板澆搗后處于太陽曝曬的情景司空見慣，結(jié)果出現(xiàn)了更為嚴(yán)重的干縮裂縫。許多膨脹劑廠商夸大產(chǎn)品功能，利用業(yè)主發(fā)展商對混凝土抗裂防水的迫切要求，在名稱上故弄玄虛，將硫鋁酸鈣膨脹劑冠以抗裂防水劑，使缺乏材料研究背景的設(shè)計院輕易采信，導(dǎo)致因膨脹劑設(shè)計使用不當(dāng)而引發(fā)的混凝土開裂事故不斷。值得一提的是，具有減縮、補償收縮雙功效的混凝土體積穩(wěn)定劑的開發(fā)，滿足了高性能混凝土對體積穩(wěn)定性的要求[9] 。以該體積穩(wěn)定劑(2～6)%摻入普通粉煤灰、礦粉中，在氣干狀態(tài)下的28d 104以下，在水中的膨脹值為(～) 104，同時也提高了混凝土的抗介質(zhì)滲透等耐久性能。 混凝土體積穩(wěn)定性研究中的三階段劃分 近年來，在方興未艾的礦渣微粉研究熱中，大量的研究偏重于“大摻量取代”、“活性指數(shù)”等強度效應(yīng)和耐久性提高的復(fù)演性試驗中，對礦渣微粉的應(yīng)用技術(shù)缺乏深入研究，尤其是對摻礦渣微粉混凝土塑性階段的泌水性能仍處于研究盲點。對混凝土的體積穩(wěn)定性研究應(yīng)包括不可分割的三個階段：一階段，從加水到混凝土初凝，混凝土從流動狀態(tài)到塑性喪失期，此階段混凝土固相顆粒沉降，伴隨泌水發(fā)生，體積減縮，為塑性收縮期；二階段，混凝土初凝之后到24h 齡期，混凝土由塑性轉(zhuǎn)型為彈粘性體，該時段以混凝土自收縮最為顯著集中，為自收縮階段；三階段，24h 齡期后為干縮期。三個階段的基準(zhǔn)零點界限清晰，測試方法相對獨立，其中第三階段實測的干縮值包含了一部分后期的自收縮。當(dāng)前學(xué)術(shù)界較關(guān)注于后兩個階段，對第一階段混凝土塑性收縮率的評價極其影響因素的研究表明[8] ，摻礦渣微粉混凝土的塑性收縮率隨礦粉摻量的提高而增大，摻量從25%提高至50% ，
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