科学地分析行业发展中出现的问题,找出原因并加于解决才是正确的态度而当前的预拌混凝土确实存在一些问题。
一、现在的混凝土工程质量是进步了还是退步了?
随着我国机、电和电子工业的发展,适应预拌混凝土的发展的计量、搅拌、运输等工艺大大地进步,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年代水泥最高标号是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380㎡/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,柱子的高度与其最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,有个最小断面的要求,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。
6)无论如何,既然有利有弊、有得有失,我们总是应当看见并尽量避免或减少弊和失,取得更大的进步,尽量避免进一步退两步。