宋少民:我國混凝土質量控制存在的問題及對策
背 景
近十年來,隨著經濟建設高速發展和城市化進程的快速推進,我國正在經歷著人類歷史上空前規模的基礎設施建設。作為最重主要的結構材料,2009年我國混凝土產量接近30億m3。目前大型建設工程項目眾多,保證混凝土結構工程質量意義重大。混凝土工程質量是不是無患可憂呢?其實遠非如此 。
京津地區的城市立交橋,當初設計時沒有考慮冬天要在道路上噴灑除冰鹽,同樣使鋼筋腐蝕導致10來年后就要大修甚至不得不拆除。山東有座大橋建在鹽堿地上,只用了8年,現已部分拆除并重建。
建成后11年的寧波北侖港碼頭混凝土梁[Page]
在富水壓環境的地下工程混凝土溶蝕問題
在地下工程、隧道工程中,水泥混凝土在富水壓條件下的溶蝕現象是一種特殊的軟水侵蝕,應該引起我們的注意。
建筑業的科學發展觀首先是可持續發展
老子在道德經中說:天地所以長且久者,以其不自生,故能長久。與宇宙萬物協調發展與存在是我們唯一正確的選擇。
老子又說:天地不仁,以萬物為芻狗。告戒我們應該體恤、敬重世間萬物。
莊子說:愛人利物之謂仁,也是此理。
體現在建筑行業上就是要物盡其用。就是要最大限度地延長建筑物的使用壽命。以減輕對生態與資源的壓力。建筑物的質量不僅體現在早期安全性、經濟性;更重要地是體現在長齡期安全服役。
溫室效應-我們必須面對的嚴峻課題
聯合國秘書長潘基文 2007年11月9日踏足南極大陸,在考察全球變暖對南極的影響后,他在10日發表聲明時強調:"南極處在災難的邊緣",呼吁國際采取措施以防情況進一步惡化。
聲明同時稱:冰塊的融化速度遠遠超過我們的想像。現在不馬上采取行動,在不遠的將來,冰塊可能從南極大陸消失。潘基文說:"情況是緊急的。對緊急的情況,我們需要緊急的行動。"
聯合國秘書長潘基文當天發出警告:"世界正處于重大災難的邊緣"。他呼吁各國政府付出更大努力對抗全球暖化,并指出南極冰蓋融化可能導致海平面上升6公尺,淹沒包括紐約、孟買和上海在內的一些沿海城市。
潘基文當天在《國際先驅論壇報》發表的評論中說:"我不是嚇唬你們,但我確實相信我們已處于臨界點"。
制備混凝土的資源并非取之不盡、用之不竭,硅酸鹽水泥生產還有污染環境嚴重的弊病。總之,在21世紀混凝土技術的發展面臨新的挑戰。
國內建筑"三十而夭"
按照我國《民用建筑設計通則》的規定,重要建筑和高層建筑主體結構的耐久年限為100年,一般性建筑為50-100年。然而,現實生活中,我國相當多建筑的實際壽命與設計通則的要求有相當大的距離。與歐洲住宅平均壽命在80年以上、美國住宅平均使用年限也有44年相比,我國住宅的平均壽命卻不過三四十年。
觀念上輕視混凝土技術,錯誤地認為混凝土沒有什么技術含量,嚴重影響混凝土技術進步。[Page]
其實混凝土是用最簡單的工藝制作的最復雜的體系。
混凝土質量存在的問題與原因
摻入組分太多,管理水平對當代混凝土技術適應性較差,上錯料的問題時有發生;
攪拌機攪拌時間太短,混凝土的多組分無預均化工序,存在拌和物勻質性的問題。
混凝土原材料品質無法保證混凝土質量,例如我國砂石存在的含泥量過高、無級配可言、粒形差的問題嚴重。
如果不能用足夠包裹骨料的最少量的漿體和最大量的骨料組成具有工程所需要的良好施工性能的拌和物,是不可能得到耐久的混凝土的。
我國混凝土質量比西方國家的差,主要原因在于骨料的質量
骨料質量首先不是強度,重要的是使用級配和粒形良好的骨料可以得到最小用水量的拌和物。
已故我國老專家蔡正詠在上世紀80年代初就說過:我國混凝土質量不如西方國家的,原因就是石子質量太差。但是那時我國石子隨機取樣的空隙率一般都在40-42%,而理想粒形和級配的石子孔隙是36-38%。現在,我國市售石子空隙率已達45%以上,甚至超過50%!這就使我國混凝土的水泥用量和用水量比西方國家混凝土水泥用量和用水量約多用20%。
沒有把骨料做為一種產業來對待,砂石標準形同虛設,致使石子中泥塊等軟弱顆粒含量和砂子中的含泥量都大大超標,粒形很差,級配不良。不僅浪費砂石資源,而且也造成用水量很大,嚴重影響混凝土的體積穩定性,影響混凝土的耐久性。
混凝土質量控制與檢測責任不明,方法不當;
施工現代化程度雖然提高,但施工隊伍素質差,野蠻施工,不講職業道德;
混凝土結構施工方法不能與當代混凝土相適應,尤其表現在施工養護方面;
存在的問題與原因
高質量的混凝土結構是需要混凝土結構設計單位、混凝土原材料供應商、混凝土攪拌站、施工單位、監理單位、檢測與建筑質量管理機構共同努力建造的。而目前混凝土結構設計單位、施工單位、監理單位人員總體上對當代混凝土的發展與特點既不了解,也不愿意學習,一有問題就往混凝土攪拌站身上推;
施工單位不適當地加快工程進度,追求施工速度。政府建設管理機構對工程進度應符合現代材料制備規律的常識認識不夠,沒有嚴格限制和控制過快的工程進度。其實,混凝土的耐久性質量尤其需要有足夠的施工養護期加以保證;高早強有損混凝土長期性能。早產有損生命健康的概念同樣適用于混凝土;
建造實踐需要進行一些變革
即使正確地限定了原材料和拌和物配合比,并且小心地遵循施工規程,認為可以根據現有的實踐建造耐用和持久的混凝土結構仍然是不現實的。這是因為在20世紀里,材料和建造實踐首先是為了滿足快速建設的需要,事實已經證明:這對暴露于嚴酷環境條件下運行的混凝土結構耐久性是有害的。我們在建造耐用和環境中持久的混凝土結構時,必須犧牲一些建設速度,顯然,這需要政府主管部門、業主、營造商與設計者轉變觀念。[Page]
由于20世紀發生的巨大變化,仍然認為快速施工是有利于社會的概念是成問題的。從全球來看,勞動力不短缺,但是我們面臨人為氣候變化的嚴重問題,這使得一些建筑材料,例如鋼材和混凝土給環境帶來很大代價的產品生產成為引人注目的中心。因此,保護材料的生產,而不是施工速度,應該成為21世紀混凝土業新的關注點。
由于混凝土的質量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準,又傾向于追求高早強,導致水泥工業對水泥強度的不適當追求,使水泥細度增加,早強的礦物成份比例提高,這些都不利于混凝土的耐久性;
在20世紀進行大量的現場調查表明:自20世紀30年代以來,無論水泥,還是混凝土的強度都提高了,而這通常伴隨著劣化問題相應地加劇。
混凝土自早期強度較低、徐變松弛作用明顯向早期強度發展迅速,因變形受約束引起較高的內應力,從而帶來混凝土結構易于開裂、過早劣化,造成潛在的耐久性問題,已經日益受到社會的廣泛關注。
混凝土的強度等級(齡期28天抗壓強度)與耐久性之間并不一定存在相關性,例如摻入粉煤灰后的早期強度往往有所降低(現代的摻粉煤灰技術也可以做到不降低),而抗氯鹽侵入的耐久性卻能成倍增加;
混凝土引氣后的強度也會受到影響,但抗凍融等多種耐久性能可有極大改善。
混凝土強度和耐久性具有直接關系的概念,仍然成為配制耐久混凝土的核心思想。
許多人認為"混凝土強度愈高,它在嚴酷環境下就愈耐久"。但這需要一個重要的前提就是混凝土是成型密實的,缺陷盡量少的、體積穩定性的。
認為混凝土強度越高,結構就越耐久的概念沒有被現場實際經驗所支持。高早強的混凝土更易于開裂,在侵蝕性環境中劣化更迅速;規范應該修正,足夠地強調這一點。
我們必須認識到一個重要問題是
保證水密性和耐久性起重要作用的,不是在使用條件下混凝土的強度,而是混凝土的堅固性(soundness)(不裂)。
高強混凝土與高早強混凝土
高早強混凝土從施工速度的觀點受到建筑工業的青睞,但更易開裂。按照最近夏比羅(Shapiro)的報告,橋墩墩帽的開裂使臺北一座11km長的高架車道延遲了開通,裂縫并不直接對結構的安全造成威脅,但能影響這結構100年的設計壽命。報告說采用高水泥含量的富混凝土是開裂的一個因素。承包者顯然想到超過設計強度有助于加快施工。
美國有10萬座以上橋面結構甚至在齡期不足一個月時就出現橫向裂縫,并作出以下結論:
1、溫度收縮和干燥收縮的綜合,是產生絕大多數裂縫的原因,而不是混凝土硬固后的交通荷載或振動。
2、一般地說橋面梁用高強混凝土,這些混凝土具有早期的高彈性模量。因此,對于某一給定的的溫度變化或干燥收縮量,它們就會產生較高的應力,而最重要的是混凝土用來緩解這些應力的徐變卻很少。
Rogana等發現
我們面臨的兩種選擇:
一種是采用通常的材料和配合比,不能在早期產生高強度,但能產生一種堅固的混凝土(soundconerete);
另一種是采用昂貴的材料和方法,試圖對已透水混凝土中的鋼筋提供保護。
存在的問題與原因
作為現代混凝土重要組成部分的礦物摻和料,沒有形成具有規模的、質量穩定的原材料供應產業。優質礦物摻和料供應不足的問題日益顯現。
使用大摻量礦物摻和料的混凝土SO3不足,致使混凝土早期強度、凝結慢、收縮大,與減水劑相容性差。采取提高比表面積的措施以提高礦渣活性,使混凝土降低溫升的效果差,自收縮增大,開裂敏感性增加,早期強度低;
但坍落度太大時,粉煤灰顆粒易上浮發生泌漿以及由此引起的質量問題;[Page]
早期孔隙率大,碳化問題較突出;
對水敏感,在無保濕的條件下,因內部黏度增加,阻礙持續泌水而會加劇塑性開裂的可能性(需加強保水養護)。
膠凝材料一體化的設想
國外學者在Cements of yesterday and today; Concrete of tomorrow一文中提出:明天的混凝土將含有較少的熟料,因此水泥業將成為水硬性膠凝材料業,一種向市場提供與水拌和時能硬化的微細粉末的工業。這種使礦物組分,而不是細磨熟料用量增大的做法,將有助于水泥業向更加符合各國政府提出的可持續發展的目標邁進。今天的水泥業沿著這個方向努力已經是非常必要了。
不把混凝土質量管理和控制技術提到一定高度來重視,等到我們的建設趨于飽和時再提高質量,那么大量資源和能源將已經浪費,因質量差而提前劣化的結構物拆除、重建,又要耗費大量資源和能源,同時給地球增加大量建筑垃圾。
目前改善我國混凝土結構質量問題有一個綱必須抓住,這就是必須從尋求有效合理的混凝土質量控制技術與體系上下手,克服和抑制各種不利于混凝土結構質量的源頭,壓制低品質原材料、不合理配合比以及不規范行為的生存空間。
我國現在對混凝土結構的質量控制仍主要檢測坍落度(由現場人員檢測的操作也缺乏規范性),同時在現場取樣,制作標準養護和"同條件"養護的立方體試件,在規定齡期進行抗壓強度和其他有關耐久性指標的檢測;當對結構部位或工程進行驗收,或者對結構強度有疑義時(試件不具有代表性),先使用回彈法平行對比和判斷,再有疑問時,用鉆芯法進行校核或其他方法綜合評定。這樣的質量控制體系不僅對混凝土質量的評定是滯后的,而且一旦出現質量問題,難以定責。
我國混凝土質量控制體系現狀質量控制體系存在的問題
現場檢測坍落度由現場人員檢測的操作缺乏規范性,一般只是一種形式而已,而且坍落度只表征流動性,并不能全面反映拌和物的施工性,常有坍落度合格而澆筑后卻嚴重離析、泌水的現象,對混凝土質量有很大影響;
混凝土規范中對混凝土標養強度試驗有嚴格的試驗規程和統一的養護條件要求,但絕大多數施工單位不具備這些條件。首先,取樣不規范。施工單位用未經上崗培訓的民工取樣,往往混凝土輸送車一卸料就在泵送入料處隨意取樣直接放入試模中,缺乏規范性,也缺乏代表性。
其次,養護條件不符合標準要求(標準養護試件預養護溫度應為20±5℃),幾乎所有的施工現場都不設標養室(尤其是冬季施工),一般只是拆模后等待試驗室將試塊取走,由承擔檢測的單位進行標準養護,現場隨意性很大。
此外,在泵送前任意往混凝土拌和物中加水,有時會在加水后再取樣,而使混凝土水膠比改變,強度偏低;如果加水前取樣,則試樣失去與結構相一致的真實性。標養強度實際上只反映混凝土的相對質量(原材料質量、組成成分、配合比、攪拌工藝)而并不反映現場混凝土結構的真實際情況(施工中澆注、振搗、養護、施工狀況等的影響、與試件尺寸差別很大的構件混凝土所處環境溫、濕度條件和約束的影響等)。"同條件"養護可以比較接近結構混凝土的真實條件,但實際上其所處條件和構件的并不相同。即使"同條件"養護強度也不是結構的實際強度。而且其結果滯后,無法用于施工的過程控制。
混凝土結構回彈檢測抗壓存在的問題與思考
近年來,越來越多的混凝土攪拌站和施工單位抱怨混凝土回彈檢測抗壓強度存在的問題,具體說有以下兩個方面:
1、摻加粉煤灰的泵送混凝土用回彈法測定的強度經常出現不合格,但實際結構中混凝土的強度合格 。
2、有些地區建筑管理與質量監督部門不按照GB/T 50344《建筑結構檢測技術標準》規定 ,明明試塊強度合格,抽檢組數也夠,動不動就回彈測強,一測就不夠,然后就鉆芯、就走關系。
學者質疑回彈法測強
清華大學廉慧珍教授2007年在《混凝土》發表學術論文質疑"回彈法檢測混凝土抗壓強度" 。主要觀點有以下幾個方面:
1、材料的硬度和強度不是同一個概念。
同一種勻質材料的硬度和強度之間有一定的相關性,而不同材料的硬度和強度之間不能建立相關的關系;同樣水膠比的砂漿和混凝土是不同的材料,砂漿的硬度最多只可能與砂漿強度有一定的聯系,而相同水膠比的砂漿強度和混凝土強度的關系卻依漿骨比和砂率的不同而異。
2、混凝土"碳化層"和該混凝土更是不同的材料,混凝土"碳化層"的硬度和內部混凝土的強度沒有關系,再基于"碳化層"的硬度引進"折減系數"來推算混凝土的強度,在概念上是錯誤的。 當前混凝土的這個"碳化層"實際上并非碳酸鈣層,而是含有CaCO3、Ca(OH)2、未水化的水泥顆粒、未反應的礦物摻和料以及水泥其他水化物等的復合體,其硬度及厚度和混凝土的強度并沒有關系,對混凝土的強度來說是沒有意義的。
碳化對混凝土的影響主要并不是強度,因為只要在摻用粉煤灰后把混凝土水膠比降低到一定程度,28d抗壓強度無疑是會滿足設計要求的,而且由于現場澆筑混凝土溫度的影響,摻粉煤灰的混凝土實際強度總是會比標準養護的相同摻粉煤灰的混凝土試件強度高,并與碳化無關。碳化本身不會造成混凝土劣化,但是Ca(OH)2碳化后分子體積大約可收縮20%,如果先產生干燥收縮,隨后再加上碳化收縮,可能在約束條件下產生開裂;更重要的是,鋼筋在堿性環境下的穩定性會因堿度降低而受到破壞,引起銹蝕。
混凝土是復雜的多相非均質材料,回彈值和抗壓強度之間沒有唯一的關系;不只是不同強度等級的混凝土沒有相同的硬度-抗壓強度關系,而且相同強度等級的混凝土也未必相同的組成和微結構;即使給定的混凝土,也會因骨料和基體之間的硬度不同以及骨料在礦物學上的變化而會有不同的回彈值。[Page]
合理的方法是對每一種混凝土都標定其強度-硬度關系",……當用回彈值估計現場混凝土的強度時,必須和標定時的試驗步驟與環境條件相似"。把定到規范中的回彈值-抗壓強度關系表格或公式作為通用標準是欠妥當的。
回彈測強標準編制組成員的回應
混凝土的抗壓強度與其測區的回彈值(表面硬度)之間有一定的關系,該關系是以大量的試驗數據為依據并考慮其他影響因素,通過回歸分析而建立的混凝土回彈值與抗壓強度之間的數學表達式。回彈法用于檢測混凝土的抗壓強度已在我國得到了廣泛的應用,實踐證明,采用回彈法推定的混凝土抗壓強值,對于處理工程質量問題具有十分重要的意義。
盡管碳化會提高混凝土的抗壓強度,但碳化對混凝土表面硬度的影響更大。
回彈法是研究混凝土的表面回彈值與混凝土強度之間的關系的,它研究的對象就是混凝土,而不是混凝土中的砂漿。況且《回彈規范》中規定在每個測區選擇有效的16個測點,計算時去掉3個最大的和3個最小值剩余10計算平均值,已經考慮了石子和氣孔對回彈值的影響。
當檢測條件與測強曲線的適用條件有較大差異時,還可采用同條件試件或鉆取混凝土芯樣進行修正。
廉慧珍教授的答復
引用毛澤東的話:時代在變化,過去我們熟悉的東西有些要閑置起來,而有些我們不熟悉的東西要盡快熟悉起來。
引用王宏甲《中國新教育風暴》的話:對一個理論的反駁--即對問題的任何認真的嘗試性解決的反駁--始終是我們接近真理的前進一步。
"把混凝土當作宏觀均質且各向同性的材料",過去在混凝土組分不是這么多、水灰比比較大、總體強度等級比較低、生產和施工控制也沒有現在這樣復雜的情況下,還算可以,而現在情況正在起著很大的變化,混凝土的非均質性表現得更加突出。
不管發明者是誰,在混凝土中使用回彈法總是從金屬材料移植過來的,盡管工業上的金屬材料也并不是理想的絕對均勻體,畢竟混凝土和金屬材料的力學性質和勻質性相差得太大。連金屬的表面硬度都很難測準,何況混凝土?表面硬度的檢測在金屬工業中主要也是用來評價材料勻質性、加工性,并不用于檢測其強度。
由于碳化前沿確定的困難,目前現場量測方法實在不能為準。混凝土比砂漿碳化前沿更加曲折,如圖4所示。當碳化深度較大時,打磨除去碳化層也不現實。
有的工程在剔除表面"碳化層"后再檢測回彈值,反而比未剔除時的還要高。更重要的是,"碳化"層確實是與混凝土本體不同的兩種材料, "碳化層"的硬度和混凝土強度之間不可能有相關關系。因此用對"碳化層"的回彈值根據"碳化層"厚度修正的強度值的方法是不能用的。
這是科學概念問題:不同材料的硬度與強度之間是沒有關系的,材料的表面硬度和材料的厚度也是沒有關系的。
當然,混凝土注意控制好配合比、工作性、振搗、模板、養護等環節,例如加強早期養護,保證足夠的養護齡期,控制碳化深度,會有利于混凝土耐久性的實現。
JGJ/T23-2001中用回彈法測得的砼強度換算值、平均值、標準差及強度推定值,均不參加砼抗壓強度的評定,只作為處理砼質量問題的依據。既然回彈法測強度不作評定依據,回彈法測強報告也不做評定,那么我們如何評價回彈法測強結果呢?[Page]
當回彈法測強報告中有關數據不能滿足設計要求時,不要輕易進行處理,應當先請設計人員核算或采用其他方法(比如鉆芯取樣測砼強度)進行檢測,的確達不到設計要求,也不能滿足使用功能要求時,再請專業人員做出處理。
現今因水泥強度高、水化熱大、混凝土水膠比較低,即使很薄的構件(例如厚度10 cm的樓板)混凝土中的溫度都不會是恒定的20℃,不論是高還是低,實驗室檢測的指標和現場構件中混凝土的性能差別都會較大。例如,當混凝土內部溫度較高時,對不用或少用礦物摻和料的混凝土抗壓強度,構件中的要低于實驗室標準試件的,用實驗室指標驗收就會不安全;使用礦物摻和料的,則相反。
粉煤灰摻量對回彈測強誤差影響
浙江省建筑科學設計研究院徐國孝, 丁偉軍研究得出結論:其它摻量基本不變, 粉煤灰單摻達 35%-50%時, 制作混凝土立方體試塊( 粗骨料為碎石) 24 組, 用回彈儀測試、試壓、碳化深度測試后, 按泵送混凝土測強曲線計算, 發現其平均相對誤差和相對標準差都很大。而粉煤灰摻量在 10%-15%( 共計155組數據) 以及單摻 25%( 共計 27 組數據) 時, 其平均相對誤差和相對標準差在地區測強曲線誤差要求范圍內。因此粉煤灰單摻超過 30%時, 泵送混凝土測強曲線已不適用。
回彈法測的是混凝土表面硬度;超聲和應力波法測的是超聲波或應力波的傳播速度;拔出法測的是表層混凝土的抗拉強度等。這些方法很多是基于上一個世紀對當時混凝土的試驗統計資料建立對應關系而確定的。至今有些己很難適應不斷發展變化的實際情況了。
近年混凝土為適應泵送、免振等施工工藝,組成成分有了很大的變化。粗骨料(石子)的含量及粒徑大幅度減小;還摻入了大量粉煤灰或其它摻合料。因此,混凝土強度增長滯后;硬度顯著變"軟";傳播波速也減小;碳化速度的發展也有很大變化。
在結構實體中鉆芯取樣而進行芯樣的抗壓試驗,可以直接測得混凝土的強度。與各種形式的推定強度比較,鉆芯強度更接近工程實際。但是鉆芯強度也方法也有它的局限性,主要原因是試驗芯樣處理復雜,對試件混凝土擾動引起的累積損傷,對于較為脆性的高強混凝土,這種影響尤為明顯,同時,對結構傷害太大,因此很難成為一種普查的手段。
即使鉆芯的試樣抗壓強度是合格的,拌和物質量也不一定合格;許多情況都是強度報告單的結論會達到設計值120%以上,而結構構件中的外觀缺陷卻較為嚴重(蜂窩、麻面、砂線等),凡是在這些部位鉆取的芯樣抗壓強度都不滿足設計要求;而拌和物質量符合配合比要求的,則抗壓強度一定會合格。同時這些缺陷的存在會給結構的耐久性帶來致命的隱患。
關于推定值公式的合理性等的不斷探索和更正。標準是人定的,和人的認識水平有關;參與制定標準的各個人會因其經歷和認識的差異,但是作為標準規范的管理和執行者,卻應當有"天變不足畏,祖訓不足法,人言不足恤"(溫家寶總理談改革、創新時引用王安石語)的精神。
解決問題的途徑
傳統質量控制技術與體系的問題正說明不變的方法和指標不能適應變化了的材料,我們如何改變呢?那就要看看什么對混凝土質量控制最重要。強度當然仍然重要,但首先要看看是什么齡期的強度,是28天嗎?水泥混凝土的強度以28天計,是基于傳統水泥混凝土強度發展規律統計的。在傳統上,標準養護的普通混凝土強度發展以28天為100%,大體是3天約30%,7天約60%,三個月不到120%。
質量控制體系和關鍵技術的發展方向
硅酸鹽水泥摻粉煤灰與否當28天強度相同時,則摻粉煤灰的后期強度增長率大得多。摻和料摻量越大,后期強度增長率越大,在現今摻和料使用較普遍的情況下,仍用28天作為驗收齡期顯然有悖于按照混凝土強度發展規律確定標準齡期的初衷。
不利用有摻和料混凝土的后期強度,無疑是不經濟的。更重要的是早期強度低些有利于混凝土的耐久性。所以強度的驗收齡期應該延長到60天或者90天。
通過以上分析可見,由于混凝土的質量檢驗習慣上以單一的強度指標作為衡量標準。一切檢測與質量控制都是圍繞強度,問題也都是圍繞強度。顯然強度不再適合做質量控
制的唯一手段,尤其對于過程控制而言。然而,水膠比嗎?水膠比當然很重要,他很大程度上決定著混凝土的質量,但作為質量控制指標,比其更重要的是混凝土的單位體積用水量。質量控制體系和關鍵技術的發展方向。
從控制混凝土質量來說,重要的則是混凝土拌和物的單位體積用水量。混凝土的用水量既反映水膠比的大小(影響抗壓強度、密實性和施工性),也反映漿骨比的大小(影響耐久性和施工性),所以有效地控制混凝土的用水量具有很重要的實際意義。質量控制體系和關鍵技術的發展方向。[Page]
Mehta的觀點:
認為混凝土耐久性可以用控制水膠比的辦法來控制是錯誤的。因為不是水膠比,而是用水量對控制開裂更為重要。減小了用水量,在保持強度相同的條件下,可隨之相應降低水泥用量,從而減小混凝土的溫度收縮、自生收縮和干縮。所以為了獲得耐久性,選擇混凝土配合比的標準也必須進行一次重大的變革。
黃兆龍的觀點
因為即便不考慮強度問題,也不增加膠凝材料,多出的水也害處大。因為混凝土中1kg的水占1m3混凝土的體積0.1% ,這對混凝土受拉力應變0.003(0.3%),即會產生拉力破壞的能力而言,其實是蠻大的,因為只要水量3kg即可達0.3%,其拉力甚大,易使混凝土破壞無疑,因此水量愈少愈佳是不用爭議的 。
通過檢測與控制混凝土單位體積用水量還有以下優點特別適合混凝土質量過程控制,能夠及時反映混凝土質量波動;有利于區分混凝土攪拌站與建筑施工單位的質量責任;對于混凝土原材料質量波動比較敏感;與混凝土強度和耐久性相關性好。
質量控制體系和關鍵技術的發展方向
引進和消化國外快速準確的混凝土拌和物用水量測定技術,形成一套基于混凝土單體積用水測定的混凝土質量控制技術和體系體現我們對現代混凝土技術與特征的認識更清晰更深入,對于我國混凝土結構工程質量管理系統是一次革命性的進步,將促進我國此領域技術與管理上一個新的臺階,對于克服和減少我國混凝土結構質量保證體系中的弊病,保證工程質量意義重大。
作者:北京建筑工程學院 宋少民教授
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