[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》發(fā)布，提出了通過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，長期以來，由于對高性能混凝土基礎(chǔ)研究滯后，基本概念不統(tǒng)一，國內(nèi)不少從業(yè)者對高性能混凝土的認識和應(yīng)用仍然存在不少誤區(qū)。其中，最為突出的就是將高強度與高性能混凝土畫上等號或者作為高性能混凝土必不可少的一部分，而事實卻并非如此。

  日前，中國水泥網(wǎng)記者有幸采訪到了中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會秘書長師海霞，就當(dāng)前高性能混凝土應(yīng)用現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向做了詳細了解。

中國混凝土與水泥制品協(xié)會預(yù)拌混凝土分會秘書長師海霞(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為是未來預(yù)拌混凝土發(fā)展的重要方向，也是提升國內(nèi)建筑使用壽命，助推建筑節(jié)能的需要。在您看來，高性能混凝土的應(yīng)用將對建筑業(yè)帶來哪些影響？

  師海霞：我認為高性能混凝土是主要針對耐久性來講的，大力推廣應(yīng)用高性能混凝土對提高建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量、延長建筑使用壽命具有重要的意義，在推廣應(yīng)用過程中，還會帶來利廢、節(jié)能的效果，可以促進預(yù)拌混凝土行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，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，但是在建筑施工過程中，不同構(gòu)筑物對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。您對高性能混凝土的合理應(yīng)用有哪些意見和建議？

  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，以達到工程所要求的物理、力學(xué)性質(zhì)和耐久性能并能長期保持的混凝土。高性能混凝土是符合性能和功能需求的混凝土，需要針對不同的結(jié)構(gòu)和需求制定不同的技術(shù)指標(biāo)和實現(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度，而當(dāng)前主要采用聚羧酸減水劑等產(chǎn)品以達到在降低用水量的同時保證混凝土和易性，那么國內(nèi)混凝土減水劑發(fā)展現(xiàn)狀如何？除減水劑以外，緩凝劑、早強劑、防水劑、膨脹劑等等種類繁多的外加劑對于改善混凝土性能均有顯著作用，您對合理使用混凝土外加劑有哪些建議？

  師海霞：聚羧酸減水劑是實現(xiàn)高性能混凝土生產(chǎn)的重要組成，國內(nèi)目前羧酸類減水劑的合成技術(shù)已經(jīng)處于國際領(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題，對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就是混凝土外加劑的使用可實現(xiàn)混凝土機械化施工并達到種性能要求，外加劑有時會被稱作藥劑，是因為對于混凝土來講，猶如人吃的藥一樣，使用量非常少，但是效果很大，當(dāng)然也會有副作用，所以對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)在粉磨過程中均會添加助磨劑來提升粉磨能力，但是助磨劑化學(xué)成分復(fù)雜，近年來還出現(xiàn)了以聚羧酸系為主的高分子合成助磨劑。這些化學(xué)成分的存在是否會對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程中起到降低能耗的重要作用，但是當(dāng)過多的期望助磨劑帶來強度或其他的效果時，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)保水性差的問題，不利于高性能混凝土的制備。所以，在選擇助磨劑的時候需要考慮未來混凝土的需求。

  骨料和礦物摻合料選取的科學(xué)性問題

  記者：高性能混凝土對骨料級配有較高的要求，目前機制砂石已經(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，高性能混凝土制備過程中，對骨料的選取應(yīng)該注意哪些問題？

  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，對混凝土構(gòu)件質(zhì)量有著關(guān)鍵性的影響。良好粒形和級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)于骨料的強度，對沒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)從過去的“緊密堆積”變成懸浮狀態(tài)，則骨料的強度不再影響混凝土的強度。現(xiàn)代混凝土骨料的粒形和級配的作用成為影響混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵，用最小空隙率來作為重要的指標(biāo)來選擇。

  記者：礦物摻合料的使用不但可以改善混凝土性能，更能實現(xiàn)資源的綜合利用。當(dāng)前我國礦物摻合料應(yīng)用現(xiàn)狀如何？進行過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度、耐久性、工作性以及其他物理力學(xué)性能，對抑制堿骨料反應(yīng)乃至保護環(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現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有著極其重要的作用。

  我國預(yù)拌混凝土行業(yè)中普遍存在著“陰陽配合比”的現(xiàn)象，從一個側(cè)面凸顯了實際應(yīng)用過程和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相矛盾的現(xiàn)實中的無奈。目前我國鋼鐵、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)保意識的日益增強和各類工業(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，有利于實現(xiàn)混凝土的綠色化，應(yīng)該給予應(yīng)勢利導(dǎo)，使其正確使用，美國2002年開始實施的《水硬性膠凝材料的標(biāo)準(zhǔn)性能規(guī)范》（ASTM C 1157）僅僅對性能進行規(guī)定，而不規(guī)定組成，性能規(guī)定了除較低的強度值（28天28MPa），還規(guī)定了氯離子擴散系數(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，對我國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：對于高性能混凝土未來發(fā)展方向和前景，您有怎樣的看法？

  師海霞：為提高我國的建筑物質(zhì)量和使用壽命，我們需要不遺余力的實現(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第二屆中國水泥發(fā)展論壇”將在浙江寧波召開。屆時師海霞將就我國預(yù)拌混凝土行業(yè)發(fā)展過程中面臨的問題以及高性能混凝土推廣等內(nèi)容作主題報告，敬請關(guān)注。

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    注：二維碼有效期至2014年9月21日