對(duì)公路用混凝土的認(rèn)識(shí)和一些思考

馬華兵

（中交二公局第六工程有限公司，陜西 西安 710065）

1 高度重視混凝土配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)是現(xiàn)在混凝土的核心，是混凝土的靈魂。現(xiàn)在配合比設(shè)計(jì)理論主要依據(jù)比表面積法和最大密度法。兩個(gè)理論的依據(jù)不同，側(cè)重點(diǎn)各有不同，前者以減少骨料的總表面積為核心，后者以如何增大骨料的單位容重和最小孔隙率為核心?，F(xiàn)在混凝土為保證工作性，混凝土砂率越來越高，現(xiàn)在常用砂率基本都大于35%；高效減水劑的使用，水灰（膠）比越來越偏小，現(xiàn)在常用的水灰（膠）比都在0.4以下；現(xiàn)代混凝土標(biāo)號(hào)越來越高，現(xiàn)在橋梁的上下部構(gòu)造和主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)很少使用C30級(jí)混凝土了。這些變化都使得原來的配合比理論表現(xiàn)出一定的不適用性，而相關(guān)的規(guī)范處于嚴(yán)謹(jǐn)性、規(guī)范性的考慮，依然沒有較大的調(diào)整，只是修正了相關(guān)參數(shù)范圍，僅具有指導(dǎo)性的參考意義。

2 認(rèn)清水泥與外加劑的相融性問題的本質(zhì)原因

各大水泥廠為了環(huán)保和成本的考慮，水泥中普遍摻入一定比率的粉煤灰、礦渣等摻和料，造成現(xiàn)在的水泥工業(yè)過分追求水泥的強(qiáng)度尤其是早期強(qiáng)度，為了降低生產(chǎn)成本，為了加大摻合料摻量大量使用助磨劑等輔助劑。由此帶來的變化是：1）不斷提高水泥的細(xì)度指標(biāo)?，F(xiàn)在水泥的細(xì)度基本在380m2/kg，個(gè)別的甚至達(dá)到400m2/kg以上。過高的細(xì)度造成水泥水化反應(yīng)需水量大，水化反應(yīng)快速，早期強(qiáng)度增長快速，混凝土收縮大，混凝土坍損大等一系列問題。2）不斷提高水泥中C3A（鋁酸三鈣）、C3S（硅酸三鈣）含量，提高水泥水化反應(yīng)速度，快速提高早期強(qiáng)度?，F(xiàn)代水泥中C3A含量基本在7%左右，C3A+C3S含量在60%左右。而大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)反映，當(dāng)C3A≥8%，C3A+C3S含量≥65%時(shí)，由于這兩種成分對(duì)外加劑的吸附作用強(qiáng)而迅速，尤其是水泥中的C3A含量，致使混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重坍損現(xiàn)象，嚴(yán)重的可使混凝土馬上喪失工作性，而這在泵送混凝土施工和樁基混凝土澆筑中是“致命”的影響因素。3）水泥生產(chǎn)過度依靠助磨劑，大量采用低品質(zhì)石膏。前者使得水泥中的化學(xué)分多樣而不可控，尤其是極易與外加劑產(chǎn)生失效反應(yīng)和造成堿骨料反應(yīng)而嚴(yán)重削弱混凝土耐久性的堿性物質(zhì)。后者造成水泥水化反應(yīng)速度快速，外加劑離散作用喪失，造成混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重坍損等嚴(yán)重問題。

聚羧酸類外加劑在使用過程中也存在以下缺點(diǎn)：1）聚羧酸類外加劑本質(zhì)上依然存在于水泥的適應(yīng)性差的問題，尤其是目前國內(nèi)水泥生產(chǎn)廠家眾多、水泥類型眾多、水泥生產(chǎn)配方管理雜而亂，更加劇了這種問題的產(chǎn)生。2）相關(guān)對(duì)比研究表明，聚羧酸類外加劑雖然減水效果好，但是其緩凝效果較差，因此為了保證混凝土的功能性需求，一般需要加入緩凝劑共同使用。而且由于現(xiàn)在高性能混凝土的過度推廣，對(duì)混凝土的工作性提出了更高的甚至是不切實(shí)際的需求。為適宜這種需求，廠家為保證其聚羧酸類外加劑產(chǎn)品所承諾的的優(yōu)良性能，一般還在聚羧酸外加劑中加入引氣劑、消泡劑等，采用“野蠻”的辦法快速提升混凝土的工作性和強(qiáng)度指標(biāo)。3）混凝土外加劑包括聚羧酸類外加劑，其成分組成和分子結(jié)構(gòu)不是唯一的，它們只是一類化學(xué)物質(zhì)的總稱，這就決定了外加劑生產(chǎn)、制備所需原材料的多樣性，生產(chǎn)、制備方案的多樣性。

3 嚴(yán)格管控混凝土原材料

主要有：1）砂石料中的含泥量指標(biāo)，砂石料中所含的細(xì)微泥土顆粒，極易吸附外加劑，影響混凝土微觀結(jié)構(gòu)，影響混凝土的工作性，所以一定要注意砂石料的潔凈程度。2）外加劑長時(shí)間露天存放，造成外加劑中有效成分在高溫作用下發(fā)生分解和流失。3）對(duì)水泥的進(jìn)場(chǎng)把控不嚴(yán)，常規(guī)的水泥強(qiáng)度檢測(cè)指標(biāo)不能掌控現(xiàn)在水泥的品質(zhì)。應(yīng)該重點(diǎn)檢控水泥的有效成分指標(biāo)、水泥的細(xì)度指標(biāo)以及水泥的安定性指標(biāo)等這些常常易于被忽視的指標(biāo)。4）對(duì)粉煤灰、礦粉等外摻料管控不當(dāng)，把關(guān)不嚴(yán)，聽之任之，造成水泥、礦粉、粉煤灰等粉料的串用或者由于粉煤灰、礦粉質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等，造成混凝土功能性喪失，甚至釀成質(zhì)量事故。

粉煤灰在現(xiàn)代混凝土工程中的應(yīng)用是正確和廣泛的。但是阻礙粉煤灰應(yīng)用的主要問題有：1）決定粉煤灰質(zhì)量好壞的是電廠燃煤的質(zhì)量，尤其是我們常用的一級(jí)粉煤灰。如果燃煤質(zhì)量差，難以生產(chǎn)出我們需要的一級(jí)粉煤灰，由此北方電廠的粉煤灰質(zhì)量要明顯高于南方電廠的粉煤灰。2）粉煤灰是電廠生產(chǎn)的附屬品，其大部分作為垃圾交由所在地人員進(jìn)行堆放、處置，因此大部分的粉煤灰不是屬于正規(guī)的工業(yè)產(chǎn)品，也就難以掌控。3）粉煤灰的進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)尤為重要，尤其是在進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)中，一定要細(xì)之又細(xì)，嚴(yán)之又嚴(yán)。在現(xiàn)場(chǎng)使用和相關(guān)報(bào)道中，均出現(xiàn)過以次充好；上面用好灰，下面用差灰；甚至出現(xiàn)用草木灰、秸稈灰摻入粉煤灰中的極端惡劣現(xiàn)象。在采用雙摻工藝進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意當(dāng)?shù)氐姆勖夯?、礦粉質(zhì)量情況，一定要注意供貨渠道。

4 突破創(chuàng)新

不要囿于傳統(tǒng)的技術(shù)規(guī)程限制，注重實(shí)踐技術(shù)積累，勇于突破創(chuàng)新。

混凝土應(yīng)用上的一些困惑和誤區(qū)。1）混凝土強(qiáng)度檢測(cè)和判定問題?，F(xiàn)在公路規(guī)范依然用混凝土28天強(qiáng)度作為混凝土終期強(qiáng)度的判定依據(jù)，但是多數(shù)研究資料顯示，現(xiàn)在混凝土的強(qiáng)度增長緩慢、增長齡期延長，28天強(qiáng)度指標(biāo)追求的高強(qiáng)、早強(qiáng)理念已經(jīng)越來越受到質(zhì)疑，目前主流的觀念建議使用56天的強(qiáng)度指標(biāo)作為終期強(qiáng)度判定標(biāo)準(zhǔn)。2）用回彈儀進(jìn)行混凝土強(qiáng)度快速檢測(cè)是現(xiàn)場(chǎng)常用的一種檢測(cè)手段。但是回彈儀的檢測(cè)理論和經(jīng)驗(yàn)公式是基于過去的低砂率的、低標(biāo)號(hào)混凝土而產(chǎn)生的，應(yīng)用在現(xiàn)在的高砂率、高標(biāo)號(hào)的混凝土，已經(jīng)出現(xiàn)了較大的偏差。3）現(xiàn)在技術(shù)規(guī)程規(guī)定的現(xiàn)場(chǎng)材料檢測(cè)方法和檢測(cè)內(nèi)容不符合現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管控的需要，現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)檢測(cè)手段也缺乏。例如對(duì)混凝土品質(zhì)影響較大的外加劑質(zhì)量、水泥成分、粉煤灰質(zhì)量、礦粉質(zhì)量、材料含堿量檢測(cè)等，現(xiàn)場(chǎng)均沒有相應(yīng)的、有效的、快速的檢測(cè)手段和檢測(cè)能力，現(xiàn)場(chǎng)混凝土質(zhì)量控制難以有效實(shí)施。

現(xiàn)在面臨的問題是，混凝土技術(shù)沒有適應(yīng)或者跟上水泥工業(yè)、外加劑等行業(yè)的變化和發(fā)展；現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員沒有跟上現(xiàn)在混凝土技術(shù)的發(fā)展和變化。這些差距是造成混凝土現(xiàn)場(chǎng)使用過程中問題頻發(fā)、困擾眾多的主要原因。其根源是對(duì)混凝土技術(shù)的重視程度和關(guān)注程度不夠?；炷潦枪こ讨凶詈唵我彩亲顝?fù)雜的原材料，混凝土技術(shù)是工程中最枯燥也是最艱深的技術(shù)領(lǐng)域。希望大家多多關(guān)注混凝土技術(shù)領(lǐng)域，共同努力，仁者見仁、智者見智，共同提升混凝土技術(shù)水平。