一線技術(shù)人員說混凝土后期強(qiáng)度倒縮問題

從學(xué)習(xí)到工作至今接觸混凝土十余年，淺談一下筆者理解的混凝土。好多從事混凝土行業(yè)的人都把預(yù)拌混凝土比喻成炒菜，而筆者則更喜歡把混凝土比喻成人，因?yàn)榛炷脸霈F(xiàn)好多的問題都能從“人”的成長中找出類似現(xiàn)象?！盎臁弊?，普意混合，還有混沌、模糊的意思；“凝”字，液體變?yōu)楣腆w，五行屬水；“土”，五行屬土。由于混沌的存在，“混凝土”三個字從字面上理解即為水土混合的模糊物，合在一起混凝土已跳出五行。這就和剛出生的嬰兒一樣，長大了能變成什么樣的“人”，有不可預(yù)測的地方，就像蒙上了一層面紗。普通混凝土中水泥組分與細(xì)度同30年代的快硬水泥的組分與細(xì)度相當(dāng)。而1937年采用當(dāng)時的快硬水泥的混凝土10年后強(qiáng)度開始倒縮；混凝土強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象近些年來出現(xiàn)的頻次越來越多，好多攪拌站生產(chǎn)的混凝土7d強(qiáng)度達(dá)到100%，而28d強(qiáng)度基本不再增長甚至還下降……針對混凝土強(qiáng)度倒縮的現(xiàn)象，如果從“人”的角度看，就跟早熟、早發(fā)育一樣，到后面反而不長了，人的骨骼一般三十歲以后才停止增長，早熟的人可能20歲就停止骨骼增長甚至開始萎縮了，這是因?yàn)槭挛锒加衅渥陨淼某砷L規(guī)律，違反或擾亂了其規(guī)律，會影響質(zhì)量，甚至?xí)l(fā)生更嚴(yán)重的問題。透過現(xiàn)象看本質(zhì)，排除外界因素，單從混凝土自身角度出發(fā)，筆者認(rèn)為混凝土強(qiáng)度倒縮，是由于混凝土內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)被“破壞”導(dǎo)致的：混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，主要是由于現(xiàn)在的膠結(jié)石出現(xiàn)了問題；膠結(jié)石由于前期強(qiáng)度增長過快，水化產(chǎn)物填實(shí)了后期本該供應(yīng)強(qiáng)度的膠結(jié)顆粒的空間，而隨著這些剩余膠結(jié)顆粒物理化學(xué)的變化及發(fā)展，不但沒有使原體系致密，強(qiáng)度提高，反而破壞了原先密實(shí)的膠結(jié)石體系，導(dǎo)致膠結(jié)石內(nèi)部變得酥松或出現(xiàn)了微觀的裂縫，從而產(chǎn)生混凝土強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象?，F(xiàn)實(shí)中水泥廠家往往將水泥顆粒磨細(xì)作為提高其早期強(qiáng)度的主要手段，有超過66項(xiàng)的研究都表明：任何提高水泥水化速度的因素，都會消弱混凝土的耐久性。為什么水泥顆粒越來越細(xì)？GB175《通用硅酸鹽水泥》從1999到2007中均規(guī)定普通硅酸鹽水泥42.5（該品種用量較多）中3d抗壓強(qiáng)度大于17.0MPa，雖然這是強(qiáng)制性指標(biāo)，但這個技術(shù)指標(biāo)對很多正規(guī)水泥企業(yè)都容易達(dá)到。二十年的標(biāo)準(zhǔn)對3d抗壓強(qiáng)度未進(jìn)行改變，而現(xiàn)實(shí)中水泥的細(xì)度在不斷變細(xì)，3d抗壓強(qiáng)度都在不斷提高。促使這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是利益！一水泥粉磨站董事長親口對筆者講，42.5普通硅酸鹽水泥熟料只能用65%左右，否則虧本，那這么低的熟料用量怎么保證強(qiáng)度呢？通過改變助磨劑配方和粉磨水泥顆粒細(xì)度來控制水泥強(qiáng)度指標(biāo)。上述僅代表個人觀點(diǎn)（淺談水泥材料），但混凝土強(qiáng)度的倒縮現(xiàn)象是偶然更是必然。怎么去改變或遏制此類現(xiàn)象是所有砼行努力的共同目標(biāo)，筆者建議：一、技術(shù)人員在生產(chǎn)中遇到類似問題如對某一材料持懷疑態(tài)度，可委托第三方進(jìn)行相關(guān)檢測，同時配合比中可降低其用量或更換廠家；二、攪拌站生產(chǎn)中盡量選取能自行生產(chǎn)熟料的正規(guī)水泥廠家；三、現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)體系缺陷明顯，應(yīng)盡快修改完善水泥規(guī)范技術(shù)指標(biāo)，如氧化鈣與二氧化硅的最低含量要求、比表面積應(yīng)該有上限、水泥3d抗壓強(qiáng)度上限等；四、水泥合格證上應(yīng)明確礦物組成尤其是C3A含量，同時出臺相應(yīng)的處罰措施，保證水泥行業(yè)及混凝土行業(yè)的健康發(fā)展。對混凝土倒縮機(jī)理的理解混凝土在正常的配比、施工和養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度在齡期內(nèi)（28d、60d、90d甚至120d）出現(xiàn)負(fù)增長的情況，稱為混凝土的倒縮。倒縮的機(jī)理基本上是由水泥水化的不正常反應(yīng)造成的。這種不正常反應(yīng)發(fā)生的原因主要有兩個，一個是水泥自身的原因，另一個為外加劑促使水泥不正常水化的原因。比如鋁酸鹽水泥配制混凝土或早強(qiáng)蒸養(yǎng)混凝土就很容易出現(xiàn)強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象。近些年因水泥廠迫于成本壓力，摻合料越來越多了，為了提高早期強(qiáng)度，水泥的磨細(xì)程度越來越細(xì)了，甚至增加大量的早強(qiáng)助劑來提高3天強(qiáng)度，從滿足水泥規(guī)范要求。正是過細(xì)的水泥水化產(chǎn)生不可見的微裂縫，水泥早期強(qiáng)度高，在水泥水化隨著時間不斷進(jìn)行中，微裂縫不斷增多，混凝土試件在壓力下很容易導(dǎo)致裂縫貫通破壞，強(qiáng)度偏低。而增強(qiáng)早強(qiáng)成分的助劑還是為了提高水泥的早期強(qiáng)度，這都會促使水泥中的C3A、C2S等化學(xué)物質(zhì)的水化，甚至通過絡(luò)合水泥中調(diào)凝劑Ca2+促使水泥快速水化，都會導(dǎo)致混凝土水泥產(chǎn)物結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致隨著水化進(jìn)行強(qiáng)度偏低的風(fēng)險。比如說蒸養(yǎng)混凝土中使用硫酸鈉作為早強(qiáng)劑會快速生成硫鋁酸鈣而使混凝土產(chǎn)生裂縫，致使強(qiáng)度偏低甚至膨脹損壞?；炷恋箍s的防治水泥不管是因?yàn)榻档统杀径扇〉募夹g(shù)手段，還是為了加快生產(chǎn)效率而采用早強(qiáng)外加劑等手段，都違背了材料的正常使用規(guī)律。我們接受技術(shù)創(chuàng)新，但要在滿足自然規(guī)律的前提下進(jìn)行，而不是一味地追求達(dá)到超早強(qiáng)而進(jìn)行揠苗助長。曾有一篇報道：100年前混凝土留置的試塊進(jìn)行試壓，發(fā)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度可以說幾乎一直在增長，就是后期強(qiáng)度低也能超出標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度。而近些年的混凝土大摻摻合料、磨細(xì)水泥和早強(qiáng)助劑導(dǎo)致水泥“瘦身”。在北方高膠凝材料還有強(qiáng)度上升空間，而對于南方超低膠凝材料混凝土（C30為例，膠凝用量300kg/m3，而水泥用量170