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周永祥:以新觀點和新措施對待高性能混凝土
來源:Ag亚游官网平台作者:Ag亚游官网平台發布于:2016-10-26文字:【大】 【中】 【小】

      高性能混凝土是以建設工程設計、施工和使用對混凝土性能特定要求為總體目標,選用優質常規原材料,合理摻加外加劑和礦物摻合料,采用較低水膠比并優化配合比,通過預拌和綠色生產方式以及嚴格的施工措施,制成具有優異的拌合物性能、力學性能、耐久性能和長期性能的混凝土。理解這一概念,應該分兩個層面上:第一,是理論層面。在這個層面上,高性能混凝土是滿足工程需求的“個性化”和“最優化”的混凝土,運用全過程質量控制的理念,是可持續發展思想下的技術方向。第二,是技術層面。在這個層面上,高性能混凝土需要建立結構設計、原材料、配合比、生產、施工、驗收等各個環節的技術指標體系。《高性能混凝土應用技術指南》與《高性能混凝土評價標準》(在編)所做的工作之一就是將高性能混凝土概念從理論層面落實到具體的、具有操作性的技術層面。


1 混凝土的原材料問題

??1.1水泥

??現在的水泥有以下四點特征:(1)早期強度高;(2)為保證水泥的高強與早強,水泥熟料被磨得更細,且其中的C3A、C3S含量偏高,水化熱大;(3)由于上述兩個原因,導致混凝土抗裂性能差,水泥的長期性能潛力變小、自愈合能力遭到削弱;(4)堿含量偏高,與外加劑的相容性問題突出。

??越來越多的研究和工程實踐表明,水泥具有良好的顆粒級配并且保留一定比例的粗顆粒水泥熟料是保證一般結構混凝土(某些特種混凝土除外)質量的重要條件,因此《高性能混凝土應用技術指南》指出:“硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的比表面積不宜大于350m2/kg。”

??除了水泥熟料粉磨過細以外,水泥生產中混合材超摻、混合材成分不明的問題十分突出,這些因素都增加了混凝土質量控制難度和技術風險。因此,《高性能混凝土應用技術指南》鼓勵使用較粗的P·I或P·II硅酸鹽水泥,外摻優質礦物摻合料的膠凝材料配制高性能混凝土。

??1.2細骨料

??近年來,優質河砂資源逐漸枯竭,海砂、山砂、特細砂、再生骨料等地方資源被逐漸開發利用,機制砂將逐漸成為未來的主流。其中,海砂與機制砂的應用存在著一些不容忽視的問題。

??1.2.1海砂的應用

??在我國東部沿海地區,人口稠密,經濟發達,工程建設量大,當河砂資源出現供給不足時,遠距離運輸河砂又會大大提高工程造價。與國外許多國家走過的路一樣,在陸砂資源短缺的情況下,人們開始將注意力轉向了當地砂源——海砂。因此,沿海地區開采利用海砂是經濟發展的客觀需要和歷史發展的必然。然而,海砂應用既有成功的經驗,也有慘痛的教訓。誤用或偷用海砂建成的“海砂屋”,短短幾年就會出現混凝土開裂、鋼筋銹蝕,甚至導致房屋倒塌,觸目驚心。

??海砂的合理與安全應用必須考慮到開采與應用兩個方面。

??1)開采方面——規劃有序

??海砂開采對海洋生態環境和地質環境存在影響。開采海砂,可能會破壞海洋生物群集中的各生物種類的棲息環境,破壞海底的生態環境,影響海水的鹽度、pH值、O2含量、營養鹽等;可能造成海域輸砂量失衡、附近海域流場、波場改變,使得海岸受到侵蝕,國土流失;在近海大規模開采海砂,可能會引起近海地質環境的改變,甚至引起局部陸架的地質災害。有的海砂礦產中含有大量的稀有金屬元素,如可能含有錳、銅、鎳、鈷等多種元素,還可能鐵礦、鈦鐵石與鋯石等珍貴礦產的賦存地。如果此類極具冶金價值的海砂用于建筑用砂,是極大的資源浪費。因此,海砂的開采應由國家國土資源部門詳細勘探規劃,有計劃、有步驟地開采使用。盲目開采使用,后果十分嚴重。

??2)應用方面——從嚴控制

??海砂的應用應遵循從嚴控制原則。《海砂混凝土應用技術規范》JGJ206-2010中,“海砂混凝土”被定義為采用海砂全部或部分代替細骨料的混凝土。體現了從嚴控制的思想。

??《海砂混凝土應用技術規范》JGJ206-2010中明確規定:用于配制混凝土的海砂應作凈化處理,且海砂不得用于預應力混凝土。其中凈化處理技術即為淡水沖洗。另外,還規定了配合比設計和生產過程中應檢測海砂混凝土拌合物的水溶性氯離子含量。由于氯離子檢測方法的不完善,中國建筑科學研究院組織編制了《混凝土中氯離子含量檢測技術規程》JGJ/T322-2013。

??有效的凈化處理是安全使用海砂的關鍵前提。《高性能混凝土應用技術指南》中規定進一步規定海砂的水溶性氯離子含量不得大于0.025%,比現行行業標準《海砂混凝土應用技術規范》JGJ206-2010規定的0.03%更嚴。

??1.2.2機制砂的應用

??機制砂應用中一個突出的問題是“石粉”問題。機制砂的“石粉”含量并非越多越好,也并非越少越好。“石粉”含量的控制要求與MB值相關——MB值小,石粉含量可適當放寬。《高性能混凝土應用技術指南》規定:石粉含量不大于10%,MB值不大于1.2;石粉含量較高時,可將部分石粉計入膠凝材料用量設計配合比。

??1.3 粗骨料

??《高性能混凝土應用技術指南》規定,對配制高性能混凝土的粗骨料各項指標要求如下:(1)針片狀顆粒含量不大于10%,有利于改善粗骨料粒型和級配,增進高性能混凝土性能;(2)堅固性指標不大于8%,有利于骨料的耐久性能,進而保證高性能混凝土的耐久性能;(3)吸水率不大于2%,有利于控制混凝土拌合物性能,也有利于硬化混凝土性能;(4)松散堆積空隙率不大于45%,有利于粗骨料緊密堆積,對混凝土性能和節約膠凝材料和外加劑具有重要意義。


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