特別策劃
特別策劃:關(guān)于是否繼續(xù)延用“高性能混凝土”術(shù)語(yǔ)的爭(zhēng)議
編者按:我刊對(duì)楊文科先生的著作——《現(xiàn)代混凝土科學(xué)的問(wèn)題與研究》連載已經(jīng)結(jié)束,但業(yè)內(nèi)對(duì)該書的爭(zhēng)議仍在繼續(xù)。許多人以不同的方式來(lái)表達(dá)自己的觀點(diǎn)。近期,楊文科先生匯總了一些專家給他的信件,內(nèi)容是對(duì)“高性能混凝土”這一術(shù)語(yǔ)不同觀點(diǎn)的表達(dá),我刊將這些觀點(diǎn)整理出來(lái),以饗讀者。
感謝你(發(fā)表的)那篇有趣的文章。對(duì)此,我有一些觀點(diǎn),如下:
(1)在 20 世紀(jì) 80 年代,由于高效減水劑和微硅粉的出現(xiàn),混凝土的強(qiáng)度迅速增加到 100MPa 或更高的強(qiáng)度。這樣的混凝土被稱為“高強(qiáng)混凝土”。然而,其膠凝材料的含量變得非常大(通常大于 550kg/m3),和易性變得相當(dāng)?shù)停ㄌ涠韧陀?50mm)。膠凝材料含量高導(dǎo)致體積穩(wěn)定性低的問(wèn)題,而和易性差將導(dǎo)致混凝土在實(shí)際應(yīng)用中有困難。由于高強(qiáng)度混凝土通常有一個(gè)相對(duì)較低的水灰比,人們就形成了一種觀念,認(rèn)為高強(qiáng)度混凝土自然應(yīng)該具有較高的耐久性,因此,很少有人再去注意高強(qiáng)度混凝土的耐久性。
(2)在 20 世紀(jì) 90 年代,由于高強(qiáng)混凝土的各種缺點(diǎn),研究人員開(kāi)始倡導(dǎo)“高性能混凝土” 這個(gè)概念,它不僅應(yīng)該具有高強(qiáng)度而且在尺寸穩(wěn)定性、工作性和耐久性各方面都應(yīng)表現(xiàn)出高性能。一些研究人員甚至還為高性能混凝土增加了具有高抗離析性能和高延展性的要求。但這種具有高強(qiáng)度、高工作性、高耐久性、高體積穩(wěn)定性、高抗離析穩(wěn)定性和高延展性的高性能混凝土卻很難生產(chǎn)。所以,后來(lái)一些研究者對(duì)高性能混凝土重新進(jìn)行了定義,使之成為在一項(xiàng)或多項(xiàng)性能上具有高性能的混凝土(不再要求在所有性能上都必須具有高性能)。因此,混凝土具有高強(qiáng)度(立方體強(qiáng)度高于 60MPa)但尺寸穩(wěn)定性非常低或混凝土具有高工作性(坍落度超過(guò) 150mm)但抗離析性非常低也可以稱為高性能混凝土。這引起了許多混凝土使用者的不悅,因?yàn)槌叽绶€(wěn)定性低和抗離析性能低在應(yīng)用過(guò)程中可能會(huì)導(dǎo)致很多問(wèn)題。
(3)進(jìn)入新世紀(jì)后,比前幾代高效減水劑減水效率更高的第三代聚羧酸系高效減水劑,在市場(chǎng)上變得越來(lái)越容易得到和廉價(jià)。隨著第三代超塑化劑的使用,混凝土更容易同時(shí)實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、高工作性和高的耐久性。因此,也許,對(duì)于被視為是高性能的混凝土,必須證明具有高強(qiáng)度、高工作性和高耐久性。然而,人們?nèi)匀缓苌賹⒆⒁饬Ψ旁诨炷恋捏w積穩(wěn)定性、抗離析穩(wěn)定性和延展性這些方面。所以,許多所謂的高性能混凝土實(shí)際上會(huì)有早期熱開(kāi)裂、收縮開(kāi)裂、離析和脆性斷裂等問(wèn)題。這可能是為什么一些混凝土的施工者不認(rèn)為這些所謂的高性能混凝土真的是高性能混凝土的主要原因。
(4)為解決上述問(wèn)題,我們必須回到 20 世紀(jì) 90 年代所要求的高性能混凝土最初的主張,即在強(qiáng)度、工作性、耐久性、體積穩(wěn)定性、抗離析穩(wěn)定性和延展性等所有方面都具有高性能。換句話說(shuō),高性能混凝土在所有這些性能方面都必須超過(guò)普通混凝土。這樣的高性能混凝土是不容易生產(chǎn)的,但為了贏得混凝土施工者的尊重,我們沒(méi)有其他的選擇。
(5)設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)應(yīng)該有折中的考慮。為了實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度,我們需要降低混凝土的水灰比,而這樣會(huì)降低工作性能和體積穩(wěn)定性。而為了達(dá)到更好的工作性能,我們需要增加水灰比或添加更多的超塑化劑,這樣做又會(huì)使得抗離析穩(wěn)定性下降。所以,每次當(dāng)我們提高某一方面的性能時(shí),其他一些性能可能會(huì)受到不利影響。我們必須摒棄這種想法,即提高某種性能(比如強(qiáng)度、工作性或耐久性),還要保證其他性能不變,或者說(shuō),我們?cè)诓粻奚渌阅艿那疤嵯氯ヌ岣吣骋环N性能。這是混凝土配合比設(shè)計(jì)的核心價(jià)值。
(6)現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展到這樣的階段,我們可以不降低混凝土的工作性能和體積穩(wěn)定性而提高強(qiáng)度,不降低混凝土的體積穩(wěn)定性而提高其工作性能,這些可以通過(guò)降低含水量,增加細(xì)粉含量和使用更多的超塑化劑(可能是第三代強(qiáng)塑劑)、添加細(xì)骨料(骨料顆粒小于 75μm)來(lái)填充骨料空隙,從而增加骨料的堆積密度和減少水泥漿用量,以及加入超細(xì)填料(惰性材料或比水泥更細(xì)的膠凝材料)填充膠凝材料的空隙,以提高粉末組分的堆積密度,同時(shí)考慮減少需水量。該技術(shù)已經(jīng)存在,推廣的唯一障礙是第三代高效減水劑的成本相對(duì)較高。隨著第三代高效減水劑價(jià)格的下降,我們將會(huì)在市場(chǎng)上看到越來(lái)越多的真正各方面都高性能的高性能混凝土。
(7)也許,與此同時(shí),我們應(yīng)該要求高性能混凝土在一項(xiàng)或多項(xiàng)性能上比普通混凝土高,而且其他方面的最低性能至少和普通混凝土一致。在任何情況下,高性能混凝土的任何性能都不得低于普通混凝土。
關(guān)鍵問(wèn)題是,在某一方面具有高性能,而在其它方面不具備高性能的混凝土是否能被認(rèn)為是高性能混凝土。完全否定高性能混凝土,要求它在所有性能上都具有高性能是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>
我們應(yīng)該為高性能混凝土的各種不同性能設(shè)置最低的要求,但我們卻沒(méi)這樣做,這就是問(wèn)題所在。
我非常同意文章的觀點(diǎn)。高性能混凝土是外國(guó)人提出的一個(gè)概念,但這個(gè)概念定義并不完全明確,國(guó)內(nèi)外各個(gè)學(xué)者及工程技術(shù)人員對(duì)這一名稱理解也不同,導(dǎo)致這一名稱內(nèi)涵不統(tǒng)一。再加上科技不斷進(jìn)步,人民生活水平不斷提高,混凝土的應(yīng)用環(huán)境及領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,使工程對(duì)混凝土的要求也會(huì)不斷提高,混凝土的性能也會(huì)不斷發(fā)展,一個(gè)時(shí)期的“高性能”過(guò)一段時(shí)間可能就不能算作“高性能”了。因此,不同時(shí)期的高性能含義也會(huì)不同。這樣一來(lái),就無(wú)法給“高性能”一個(gè)確切的定義。反而使高性能混凝土成為一種噱頭,實(shí)際意義并不大,因此,取消這個(gè)名稱是必要的。
文章已閱,是一篇有思考的論文。我的觀點(diǎn)主要是:
一、人們對(duì)高性能混凝土的認(rèn)識(shí)不斷變化映射了現(xiàn)代混凝土技術(shù)在進(jìn)步過(guò)程中學(xué)術(shù)界和工程界的思考;
二、高性能混凝土的多種定義確實(shí)迷人雙眼,但浮云蔽日終有時(shí),應(yīng)該相信目前我們正在接近正確和合理的目標(biāo);
三、我說(shuō)過(guò)高性能混凝土是混凝土技術(shù)進(jìn)步過(guò)程中的一個(gè)載體,既要嚴(yán)肅、科學(xué)地對(duì)待,又不要因噎廢食,談虎色變。
總之,我反對(duì)取消高性能混凝土名詞的觀點(diǎn),我建議廣泛探討高性能混凝土的定義、相關(guān)理念以及技術(shù)特征。其實(shí)對(duì)于高性能混凝土有以下幾個(gè)方面是應(yīng)該明確的:
(1)高性能混凝土不是混凝土的一個(gè)品種;不是混凝土攪拌站可以獨(dú)立生產(chǎn)的,需要原材料供應(yīng)商、設(shè)計(jì)人員、混凝土攪拌站、施工單位、監(jiān)理單位、檢測(cè)單位共同合力協(xié)作,共同打造,是在結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)的。
(2)高性能混凝土不一定高強(qiáng),不一定大流態(tài),也不一定大比例摻加摻合料。
(3)高性能混凝土必須勻質(zhì)性好。
(4)高性能混凝土在特定環(huán)境中應(yīng)該具有良好的體積穩(wěn)定性和耐久性。
(5)除此之外,高性能混凝土應(yīng)該具有工程所需要的特定高性能。
(6)高性能混凝土制備技術(shù)應(yīng)該注重控制用水量。在保證良好施工性能的前提下,盡可能采用較低的漿骨比。
(7)必須強(qiáng)調(diào)施工環(huán)節(jié)是高性能混凝土能否實(shí)現(xiàn)的最后也是最重要的環(huán)節(jié)。
(8)高性能混凝土是一場(chǎng)從材料到結(jié)構(gòu)的科學(xué)革命,是基于現(xiàn)代混凝土的技術(shù)平臺(tái),需要建立新的范式。
實(shí)際上我也在思考這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)初美國(guó)人提出這個(gè)概念來(lái),是希望人們把從只重視強(qiáng)度轉(zhuǎn)移到重視混凝土的服役壽命上來(lái)。自從傳到中國(guó),就被我們奉為像“圣經(jīng)”一般的東西。我感覺(jué)這個(gè)名詞是個(gè)過(guò)渡性名詞,它已經(jīng)完成了它的歷史使命,現(xiàn)代混凝土已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)多種門類多種功能的工程材料,既可以做結(jié)構(gòu)材料,也可為功能材料,就是說(shuō)不能用這樣一個(gè)詞就概括現(xiàn)代混凝土材料。到現(xiàn)在是可以考慮取消它的時(shí)候了。但是,阻力會(huì)很大,現(xiàn)在中國(guó)的混凝土學(xué)術(shù)界,就是靠這個(gè)名詞拿項(xiàng)目拿經(jīng)費(fèi),這個(gè)名詞養(yǎng)活著多少人??!以上是我的拙見(jiàn)。
我曾經(jīng)是熱衷研究、應(yīng)用、開(kāi)發(fā)高性能混凝土(HPC)隊(duì)伍中的一員。最近我又重新拜讀了我國(guó)已故資深工程院院士吳中偉先生和廉慧珍教授合著的由中國(guó)鐵道出版社于1999.9 出版的《高性能混凝土》一書。在十五年后的今天重新審視何謂高性能混凝土?xí)r,深感今天也許應(yīng)是改變由于國(guó)內(nèi)外混凝土界“約定俗成”而賦予“高性能混凝土”這一不科學(xué)的命名的時(shí)候了!
(1)“不同國(guó)家、不同學(xué)者依據(jù)各自的認(rèn)識(shí)、實(shí)踐、應(yīng)用范圍和目的要求的差異,對(duì)高性能混凝土提出了不同的定義和性能指標(biāo)”。(《高性能混凝土》P8~P9)。這些定義強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)、涵蓋的性能范圍、指標(biāo)的高低本身就相距甚遠(yuǎn)。這客觀上就使人們對(duì)高性能混凝土的認(rèn)識(shí)概念化、抽象化。
(2)用“高”、“低”來(lái)命名科技產(chǎn)品,尤其是命名像混凝土這樣的大宗材料,是不科學(xué)的,也是難以持久的(《高性能混凝土》第Ⅱ頁(yè))?!案摺被颉暗汀敝荒芏ㄐ郧页叨入S時(shí)間而變遷。
(3)高性能混凝土講的是性能,實(shí)際上在工程界給人以“高科技新產(chǎn)品”的感覺(jué),它不屬于普通混凝土,且由于性能范圍極為寬泛,而工程要求則千差萬(wàn)別,故很難界定何謂高性能混凝土,給人以只能意會(huì)而不能言傳之感。
(4)工程用混凝土的性能指標(biāo)是由設(shè)計(jì)部門確定的,全面滿足設(shè)計(jì)要求的混凝土是否為高性能混凝土?不摻外加劑、摻合料且水泥用量較低、粗骨料用量較大,故體積穩(wěn)定性高而經(jīng)久耐用的機(jī)場(chǎng)道面混凝土算不算高性能混凝土?設(shè)計(jì)壽命為 50 年的 C30 高性能混凝土,遠(yuǎn)未達(dá)到“高性能混凝土在 100~300 年以至更長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),不應(yīng)出現(xiàn)材質(zhì)的劣化”(《高性能混凝土》第 Ⅲ 頁(yè))的耐久年限,那么,設(shè)計(jì)部門為什么只設(shè)計(jì) 50 年、100 年?設(shè)計(jì)為 200 年、300 年豈不既合法(設(shè)計(jì)要求)又合理。
(5)關(guān)于楊文科先生所著《混凝土科學(xué)的問(wèn)題與研究》一書,文字不夠慎密、觀點(diǎn)有所偏頗之處肯定存在甚至不少,但我看重的是作者求實(shí)和勇于探索的勇氣,可謂“一石擊起千層浪”,該書在混凝土界擊起的絢麗浪花也許會(huì)淌滌一些人云亦云、亦步亦趨的塵土(如對(duì) HPC 高膠材用量、摻用減水劑所導(dǎo)致的體積穩(wěn)定性下降重視不夠等),推動(dòng)混凝土科技創(chuàng)新。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),任何高深理論、權(quán)威高見(jiàn)都應(yīng)無(wú)一例外的接受工程實(shí)踐的檢驗(yàn)。
我們教學(xué)過(guò)程中,對(duì)“高性能混凝土”這個(gè)名詞也覺(jué)得比較含糊,不知道是一類新的“產(chǎn)品”,還是混凝土的一種綜合的“性能”?若是“產(chǎn)品”,那么應(yīng)該有具體而明確的技術(shù)指標(biāo),可以制定具體的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但是,目前的行業(yè)中所公知的“高性能混凝土”的技術(shù)指標(biāo),還沒(méi)有一個(gè)明確的技術(shù)指標(biāo)。因此,我認(rèn)為“高性能混凝土”,應(yīng)該是后者——一種綜合的“性能”。但是用“高性能混凝土”,來(lái)描述一種材料的綜合性能,只能說(shuō)是大家“約定俗成”罷了,不太符合中文中用于描述材料性能的行文規(guī)范方式。“高性能混凝土”這個(gè)表達(dá)方式,對(duì)行業(yè)中知道其發(fā)展歷史的“老人”可以理解,但是行業(yè)中“新兵”,可能需要做一些說(shuō)明罷了。
關(guān)于高性能混凝土,我個(gè)人談一點(diǎn)看法,如下:
高性能混凝土這個(gè)術(shù)語(yǔ)的產(chǎn)生和使用,是人類社會(huì)混凝土技術(shù)發(fā)展過(guò)程中一個(gè)既成事實(shí)的歷史事件,反映了這個(gè)歷史時(shí)期人們對(duì)混凝土技術(shù)的探索和認(rèn)識(shí)過(guò)程。不論它是否已有明確的定義和是否形成了統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),它已經(jīng)在混凝土科技發(fā)展史上留下了濃重的痕跡,數(shù)以萬(wàn)計(jì)的文獻(xiàn)讓現(xiàn)在和未來(lái)的人們?cè)跀⑹龌炷涟l(fā)展歷程時(shí)無(wú)法繞開(kāi)這個(gè)詞匯。應(yīng)該說(shuō),高性能混凝土這個(gè)術(shù)語(yǔ)的提出和從不同角度對(duì)它的定義,就其本身而言是沒(méi)有問(wèn)題的,現(xiàn)在所謂的問(wèn)題,主要是在于對(duì)這個(gè)術(shù)語(yǔ)和概念有意無(wú)意的濫用。
“高性能”是一個(gè)宏觀性和概括性的描述詞,類似的描述在其他領(lǐng)域也不乏例子,如 IT 行業(yè)也講高性能計(jì)算、高性能數(shù)據(jù)庫(kù)。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到,高性能混凝土更多的是指一種理念,而不是一個(gè)具體混凝土品種?,F(xiàn)在對(duì)高性能混凝土這個(gè)詞的誤用和濫用,更多的是把理念層次的概念用到了具體品種層次上了。我曾經(jīng)有個(gè)說(shuō)法,中醫(yī)有理、法、方、藥四個(gè)層次,如果套一下混凝土,高性能混凝土屬于理、法層面這種形而上的東西,而具體的 XX 混凝土品種類似丸散膏丹,這個(gè)則屬于方、藥層面的東西。混而用之,就會(huì)有“白馬非馬”之爭(zhēng)。
因此,我們不是要討論是否沿用高性能混凝土這個(gè)詞,而是要討論如何在合適語(yǔ)境中準(zhǔn)確地使用這個(gè)概念,從而避免一些不必要的誤解和無(wú)謂的爭(zhēng)論。再進(jìn)一步講,高性能混凝土這個(gè)術(shù)語(yǔ)的誤用和濫用,真的在實(shí)際科研活動(dòng)和工程實(shí)踐中產(chǎn)生了多大的負(fù)面影響了嗎?!明白的人都知道,叫不叫高性能混凝土,很多時(shí)候只是戴什么樣的帽子、扛什么樣的旗的問(wèn)題,科研和工程,該怎么做還是怎么做。實(shí)際上,高性能混凝土這個(gè)術(shù)語(yǔ)也未見(jiàn)得多么重要或者多么十惡不赦。所以,我贊同有的同行提出來(lái),何必為一個(gè)名稱和稱謂做過(guò)多的口舌之爭(zhēng)。
沒(méi)有一成不變的真理,只有與時(shí)俱進(jìn)的認(rèn)知。高性能混凝土作為一種理念,在不同的階段和不同的應(yīng)用領(lǐng)域有著不同的內(nèi)涵。在我國(guó)的現(xiàn)階段,如果我們?nèi)匀恍枰褂酶咝阅芑炷吝@個(gè)術(shù)語(yǔ),其內(nèi)涵應(yīng)該落實(shí)到兩個(gè)宏觀方面:第一是有利于提高混凝土質(zhì)量、有利于提高建筑品質(zhì);第二是在第一個(gè)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,有利于節(jié)約環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。至于高性能混凝土的具體技術(shù)指標(biāo)則應(yīng)根據(jù)不同的行業(yè)、不同的情況,分不同的層次,或深或淺,或粗或細(xì)地進(jìn)行定義和規(guī)定。
胡適之先生有言“多研究些問(wèn)題,少談些主義”,誠(chéng)哉斯言!
上大時(shí)學(xué)教師講的就是高性能混凝土,工作十多年來(lái)干的就是高性能混凝土,也發(fā)現(xiàn)了許多無(wú)法說(shuō)服自己的問(wèn)題。總之,取消“高性能混凝土”這個(gè)概念,在事實(shí)上好象應(yīng)該是這樣,但在感情上無(wú)法接受。
關(guān)于“高性能混凝土”術(shù)語(yǔ)的去除還是繼續(xù)延用,談點(diǎn)個(gè)人看法。該術(shù)語(yǔ)一直以來(lái)未有統(tǒng)一的定義,個(gè)人認(rèn)為高性能混凝土不應(yīng)該是一種混凝土品種,也不該是混凝土等級(jí)高低的評(píng)定,應(yīng)該是對(duì)混凝土拌合物的性能、混凝土施工性能以及混凝土結(jié)構(gòu)性能要求的一種總稱。
鑒于近年來(lái)我國(guó)預(yù)拌混凝土發(fā)展較快,基本上遍布了全國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)工程,而預(yù)拌混凝土的施工方法大都是泵送施工,對(duì)泵送混凝土的拌合物性能、施工性能、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能等都應(yīng)是高性能的,特種混凝土如自密實(shí)混凝土、鋼管混凝土等更應(yīng)是高性能的,它是區(qū)別于原有的現(xiàn)澆普通混凝土的一種高性能要求,也是混凝土技術(shù)發(fā)展的需要。
所以我個(gè)人認(rèn)為,高性能混凝土的術(shù)語(yǔ),應(yīng)繼續(xù)延用,但應(yīng)規(guī)范、統(tǒng)一,使同行認(rèn)可。
應(yīng)該要以性能分,高性能混凝土,如高強(qiáng)度、高流動(dòng)度、高耐磨等等,同時(shí)也要訂出強(qiáng)度多少叫高,流動(dòng)度多少,耐磨程度多少,以明確化。
看了文章,只能呵呵一笑。我個(gè)人覺(jué)得沒(méi)必要糾纏于一個(gè)名稱,關(guān)鍵是不要誤導(dǎo)即可??次业拿郑徽J(rèn)識(shí)的多有誤為女性,沒(méi)關(guān)系嘛,不認(rèn)識(shí)的無(wú)關(guān),認(rèn)識(shí)的都知道我是爺們。