现代混凝土质量问题的症结所在

现代混凝土是以高流动性、低水胶比、掺加外加剂和大量矿物掺合料为主要特征,以高性能为代表的混凝土。经过多年的工程实践和对比分析,笔者认为,导致现代混凝土质量问题突显的内在根源在于瘦身水泥。

瘦身水泥的具体特征可以从以下两个方面来表述,一是随着水泥生产技术的不断进步,水泥矿物的平均颗粒粒径越来越小,即水泥的比表面积越来越大。二是用矿物掺合料替代部分水泥以后,每立方米混凝土中的水泥用量越来越少,而矿物掺合料用量越来越多。

以上水泥粒径小用量少的特征,都是由最初有益的量变,逐渐演化为今天有害的质变,其实质就是混凝土 28 天以后的强度几乎不增长,密实性不提高,自愈能力削弱,裂缝不断增加,耐久性越来越差,而最终结果是导致混凝土结构质量问题和质量事故不断发生。

1. 水泥颗粒粒径越来越小的危害

水泥生产企业要想使其产品的综合效益达到最大化,就是要想办法让水泥矿物所积蓄的能量在 28 天内全部释放出来,最直接最有效的办法就是将水泥矿物磨得更细,而国家标准不设细度上限又为水泥生产企业提供了一个磨细的平台,所以,磨细也就成了必然趋势。

当前,水泥标准是以 28 天强度作为评定基准的,至于 28 天后强度如何发展,水泥标准并没有给出明确的规定和要求,以至于水泥生产企业只要按保证 28 天强度进行水泥生产就可以了。其实,混凝土 28 天以后的强度发展除了与水泥中的矿物成分比例及后续的养护条件有关外,还与水泥矿物颗粒粒径的大小有直接的联系。以硅酸盐水泥中最大含量的硅酸三钙矿物为例,28 天的水化深度大约是 10um, 相对于颗粒粒径绝大多数在 30um 以下的水泥而言,28 天水化已完成 90% 以上,也就是说,28 天后即使养护条件再好,混凝土强度已经没有多少增长的余地。

水泥颗粒粒径的大小对混凝土强度的长期发展起着决定性的作用,当水泥颗粒粒径大于 30um 时,粒径越大,混凝土 28 天后强度增长的幅度也越大,持续增长的时间也越长,而目前的国家标准,将水泥比表面积下限定在相对较高的 300㎡,可实际生产的水泥比表面积多在 360~400㎡之间,相应的水泥颗粒粒径绝大多数都在 30um 以下,现有水泥与过去传统水泥的最大差异就是在满足 28 天强度要求的前提下,将原有传统水泥所隐含的巨大的强度安全储备提前予以透支,而这部分被提前透支的强度储备,正是为了抵御各种有害介质长期侵蚀导致强度不断降低提供保障的,一旦缺失,对部分结构的长期耐久性来说后果不堪设想。

2. 水泥用量越来越少的危害

众所周知,火山灰质矿物掺合料本身并无胶凝性能,只有与水泥水化后生成的氢氧化钙进行二次反应,才能生成难溶的水化硅酸钙凝胶,从而提高混凝土的强度和密实性。如果混凝土中没有足够多的水泥来提供氢氧化钙反应物,部分矿物掺合料的二次水化也就成为不可能,问题在于水泥水化能生成多少氢氧化钙,而各种矿物掺合料的火山灰质反应又需要多少氢氧化钙,对于这一问题,理论上并没有得到很好解决,更没有法规依据可循,从而导致大掺量矿物掺合料的使用问题存在诸多的不确定性,对混凝土质量带来不利影响也就不可避免,比如说,在施工现场我们常常看到的大面积网状裂缝及楼屋面板常常发生的大面积渗漏现象,这些都与矿物掺合料的二次反应没有达到预期的凝结效果而使其转化为细砂组分有直接的联系,这是其一。

其二,商品混凝土绝大多数都是用普通硅酸盐水泥进行混凝土配置,依据国家水泥标准,普通硅酸盐水泥中的混合材参量必须控制在 20% 以内,可据国家建材部门前期的调查资料介绍,除部分水泥大型企业外,大多数水泥中小企业混合材参量均超标,最高参量甚至高达 47%, 而当前的施工验收规范对此又没有提出强制性检测要求,甚至连部分地方政府的检测机构都不开展此项业务,导致施工企业束手无策,这无形之中,也就为不法企业大开方便之门,这是当前瘦身水泥最隐蔽最核心的症结之一,而更为严重的是,由此导致对部分混凝土质量问题和质量事故的责任认定,都将可能会带来颠覆性的结果,教训的吸取也就成为空谈。

  • 分享于 · 2020.04.09 21:05 · 阅读 · 610

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