[原創(chuàng)]高性能混凝土需滿足建設(shè)工程特定要求

  前不久，《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部工業(yè)和信息化部關(guān)于推廣應(yīng)用高性能混凝土的若干意見(jiàn)》發(fā)布，提出了通過(guò)完善高性能混凝土推廣應(yīng)用政策和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建立高性能混凝土推廣應(yīng)用工作機(jī)制，優(yōu)化混凝土產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，到“十三五”末，高性能混凝土得到普遍應(yīng)用的發(fā)展目標(biāo)。

  然而不容忽視的是，長(zhǎng)期以來(lái)，由于對(duì)高性能混凝土基礎(chǔ)研究滯后，基本概念不統(tǒng)一，國(guó)內(nèi)不少?gòu)臉I(yè)者對(duì)高性能混凝土的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用仍然存在不少誤區(qū)。其中，最為突出的就是將高強(qiáng)度與高性能混凝土畫上等號(hào)或者作為高性能混凝土必不可少的一部分，而事實(shí)卻并非如此。

  日前，中國(guó)水泥網(wǎng)記者有幸采訪到了中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)預(yù)拌混凝土分會(huì)秘書長(zhǎng)師海霞，就當(dāng)前高性能混凝土應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展方向做了詳細(xì)了解。

中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)預(yù)拌混凝土分會(huì)秘書長(zhǎng)師海霞(資料圖)

  高性能混凝土應(yīng)滿足建筑工程特定要求

  記者：高性能混凝土一直被認(rèn)為是未來(lái)預(yù)拌混凝土發(fā)展的重要方向，也是提升國(guó)內(nèi)建筑使用壽命，助推建筑節(jié)能的需要。在您看來(lái)，高性能混凝土的應(yīng)用將對(duì)建筑業(yè)帶來(lái)哪些影響？

  師海霞：我認(rèn)為高性能混凝土是主要針對(duì)耐久性來(lái)講的，大力推廣應(yīng)用高性能混凝土對(duì)提高建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量、延長(zhǎng)建筑使用壽命具有重要的意義，在推廣應(yīng)用過(guò)程中，還會(huì)帶來(lái)利廢、節(jié)能的效果，可以促進(jìn)預(yù)拌混凝土行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高行業(yè)的新技術(shù)應(yīng)用，包括信息化技術(shù)的應(yīng)用，淘汰落后，加速行業(yè)內(nèi)的市場(chǎng)整合。

  記者：高性能混凝土主要體現(xiàn)在高施工性和高耐久性等方面，但是在建筑施工過(guò)程中，不同構(gòu)筑物對(duì)混凝土性能又有不同的要求，結(jié)合具體環(huán)境突出不同特性尤為重要。您對(duì)高性能混凝土的合理應(yīng)用有哪些意見(jiàn)和建議？

  師海霞：高性能混凝土是滿足建設(shè)工程特定要求，采用優(yōu)質(zhì)常規(guī)原材料和優(yōu)化配合比，通過(guò)綠色生產(chǎn)方式以及嚴(yán)格的施工措施制成的，具有優(yōu)異的拌和物性能，以達(dá)到工程所要求的物理、力學(xué)性質(zhì)和耐久性能并能長(zhǎng)期保持的混凝土。高性能混凝土是符合性能和功能需求的混凝土，需要針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)和需求制定不同的技術(shù)指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)條件。

  外加劑應(yīng)用技術(shù)能力有待提升

  記者：低水膠比可以大幅提升混凝土強(qiáng)度，而當(dāng)前主要采用聚羧酸減水劑等產(chǎn)品以達(dá)到在降低用水量的同時(shí)保證混凝土和易性，那么國(guó)內(nèi)混凝土減水劑發(fā)展現(xiàn)狀如何？除減水劑以外，緩凝劑、早強(qiáng)劑、防水劑、膨脹劑等等種類繁多的外加劑對(duì)于改善混凝土性能均有顯著作用，您對(duì)合理使用混凝土外加劑有哪些建議？

  師海霞：聚羧酸減水劑是實(shí)現(xiàn)高性能混凝土生產(chǎn)的重要組成，國(guó)內(nèi)目前羧酸類減水劑的合成技術(shù)已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，其合成所需的酯類和醚類的大單體等原材料的生產(chǎn)規(guī)模也完全可以得到保障。

  然而，目前國(guó)內(nèi)羧酸減水劑的合成生產(chǎn)廠存在較大的技術(shù)和裝備上的差異，致使所合成的聚羧酸母液的性能穩(wěn)定性不好，聚羧酸減水劑的成品也存在與水泥、礦物摻和料之間的相容性問(wèn)題，對(duì)高性能混凝土的推廣和應(yīng)用不利，需要提高減水劑合成生產(chǎn)的技術(shù)和裝備要求，提高行業(yè)集中度，注重提高從業(yè)人員的技術(shù)水平。

  另外，混凝土外加劑已經(jīng)是混凝土不可或缺的重要組成部分，現(xiàn)代混凝土的重要特點(diǎn)就是混凝土外加劑的使用可實(shí)現(xiàn)混凝土機(jī)械化施工并達(dá)到種性能要求，外加劑有時(shí)會(huì)被稱作藥劑，是因?yàn)閷?duì)于混凝土來(lái)講，猶如人吃的藥一樣，使用量非常少，但是效果很大，當(dāng)然也會(huì)有副作用，所以對(duì)于外加劑的使用需要一定的技術(shù)能力，目前的從業(yè)人員的技術(shù)水平參差不齊，需要進(jìn)一步的規(guī)范和提高。

  記者：眾所周知，不少水泥企業(yè)在粉磨過(guò)程中均會(huì)添加助磨劑來(lái)提升粉磨能力，但是助磨劑化學(xué)成分復(fù)雜，近年來(lái)還出現(xiàn)了以聚羧酸系為主的高分子合成助磨劑。這些化學(xué)成分的存在是否會(huì)對(duì)下游高性能混凝土的制備造成影響？

  師海霞：助磨劑在水泥粉磨過(guò)程中起到降低能耗的重要作用，但是當(dāng)過(guò)多的期望助磨劑帶來(lái)強(qiáng)度或其他的效果時(shí)，往往造成配制混凝土?xí)r水泥與外加劑的相容性變差，混凝土坍落度損失大或者出現(xiàn)保水性差的問(wèn)題，不利于高性能混凝土的制備。所以，在選擇助磨劑的時(shí)候需要考慮未來(lái)混凝土的需求。

  骨料和礦物摻合料選取的科學(xué)性問(wèn)題

  記者：高性能混凝土對(duì)骨料級(jí)配有較高的要求，目前機(jī)制砂石已經(jīng)逐步取代天然砂石成為建筑施工的主要原料，但是品質(zhì)卻參差不齊。在您看來(lái)，高性能混凝土制備過(guò)程中，對(duì)骨料的選取應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？

  師海霞：作為骨料，與膠凝材料共同組成當(dāng)前最大宗的重要建筑材料───混凝土，主要起穩(wěn)定體積的骨架作用，對(duì)混凝土構(gòu)件質(zhì)量有著關(guān)鍵性的影響。良好粒形和級(jí)配的骨料可以使混凝土以最小的用水量得到良好施工性能的拌和物，最大限度地減小硬化后的開裂敏感性，因而可提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

  關(guān)于骨料的強(qiáng)度，對(duì)沒(méi)有坍落度的干硬性混凝土、坍落度低于50mm的低塑性混凝土影響很大；從坍落度不超過(guò)10cm的塑性混凝土發(fā)展到流態(tài)混凝土，坍落度漸次增大，骨料強(qiáng)度的影響隨之減小。在坍落度很大的泵送混凝土中，骨料分布的狀態(tài)從過(guò)去的“緊密堆積”變成懸浮狀態(tài)，則骨料的強(qiáng)度不再影響混凝土的強(qiáng)度?，F(xiàn)代混凝土骨料的粒形和級(jí)配的作用成為影響混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵，用最小空隙率來(lái)作為重要的指標(biāo)來(lái)選擇。

  記者：礦物摻合料的使用不但可以改善混凝土性能，更能實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。當(dāng)前我國(guó)礦物摻合料應(yīng)用現(xiàn)狀如何？進(jìn)行過(guò)哪些卓有成效的研究？

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  師海霞：礦物摻和料已成為配制現(xiàn)代混凝土必不可缺少的重要組分和功能性材料，它在改善混凝土的性能方面起著決定性的作用。優(yōu)質(zhì)摻和料可提高混凝土強(qiáng)度、耐久性、工作性以及其他物理力學(xué)性能，對(duì)抑制堿骨料反應(yīng)乃至保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、降低能耗、提高工業(yè)廢料的綜合利用和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有著極其重要的作用。

  我國(guó)預(yù)拌混凝土行業(yè)中普遍存在著“陰陽(yáng)配合比”的現(xiàn)象，從一個(gè)側(cè)面凸顯了實(shí)際應(yīng)用過(guò)程和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相矛盾的現(xiàn)實(shí)中的無(wú)奈。目前我國(guó)鋼鐵、電力、地礦產(chǎn)業(yè)每年排放的各類工業(yè)廢渣、廢料多達(dá)5億噸，多為露天堆放，占用了大量的土地，

  隨著人類的環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)和各類工業(yè)廢渣快速膨脹之間的矛盾的凸現(xiàn)，在混凝土配制過(guò)程中如何合理地提高混凝土消納工業(yè)廢渣以及其他廢棄物的能力，實(shí)現(xiàn)混凝土的可持續(xù)發(fā)展，是混凝土研究人員面臨的重大而又迫切的研究課題。

  研究各種工業(yè)廢棄物的資源化，用作混凝土礦物摻和料，有利于實(shí)現(xiàn)混凝土的綠色化，應(yīng)該給予應(yīng)勢(shì)利導(dǎo)，使其正確使用，美國(guó)2002年開始實(shí)施的《水硬性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)性能規(guī)范》（ASTM C 1157）僅僅對(duì)性能進(jìn)行規(guī)定，而不規(guī)定組成，性能規(guī)定了除較低的強(qiáng)度值（28天28MPa），還規(guī)定了氯離子擴(kuò)散系數(shù)、水化熱等性質(zhì)，該規(guī)范已經(jīng)數(shù)次修訂，目前是2011版，對(duì)我國(guó)摻和料的使用是有借鑒意義的。

  發(fā)展高性能混凝土的目的在于提高建筑質(zhì)量和使用壽命

  記者：對(duì)于高性能混凝土未來(lái)發(fā)展方向和前景，您有怎樣的看法？

  師海霞：為提高我國(guó)的建筑物質(zhì)量和使用壽命，我們需要不遺余力的實(shí)現(xiàn)混凝土的制備和應(yīng)用的質(zhì)量保障措施，發(fā)展高性能混凝土的深層意義還是要提高混凝土的質(zhì)量，這是我們必須并且非常緊迫要做的。

  編者注：2014年9月25日，以“高品質(zhì) 高性能 綠色建材”為主題的“2014第二屆中國(guó)水泥發(fā)展論壇”將在浙江寧波召開。屆時(shí)師海霞將就我國(guó)預(yù)拌混凝土行業(yè)發(fā)展過(guò)程中面臨的問(wèn)題以及高性能混凝土推廣等內(nèi)容作主題報(bào)告，敬請(qǐng)關(guān)注。

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    注：二維碼有效期至2014年9月21日