为什么现代混凝土28d以后强度增长缓慢？早期水化放热量较多？ 混凝土质量控制是指为达到设计、生产、施工和应用所需要的混凝土质量要求，所采取的各类作业技术和活动。很多先进的混凝土生产企业，采用ISO9001：2000质量管理体系和ISO14001：2004环境管理体系以及OHSAS18000职业健康安全管理体系。通过编制《质量手册》、《质量管理体系程序文件》、《作业指导书》等管理文件，建立混凝土生产、销售的质量、环保和职业健康安全管理体系。从产品的设计开发，原材料的采购和检验，生产过程的控制，出厂检验，产品交付和售后服务等各个方面都制定了文件化的工作程序。明确了管理者的职责和权限，制订了岗位责任制，使各岗位都有明确的工作程序和质量要求，确保了质量体系的持续有效。 质量控制谈何入手 大家都想控制混凝土质量，其实最大的难度莫过于用尽课本知识还是无从下手。碰到棘手问题求老专家也没用。专家不到现场泛泛而谈很难专注症结。从技术角度来讲，控制混凝土质量就是控制每道环节，每道工序。比方说配合比环节搞好了还会出问题，那是因为其他环节你没法保证。高手不是书本知识全，而是实践经验足，很多高手最大的被人的感受就是他懂得各种原材料性能，不光是表面的，更是别人不知道的小细节。你如果只知道课本常用原材料的常用知识，那和别人没区别。能综合利用原材料配制满足性能要求的混凝土，这是不简单的，比方说，你对粉煤灰的认识比别人多一点，那就有可能配出的东西比别人好，当出现问题时，别人的知识库不全，所以想来想去都不知道，你想到了别人没有掌握的知识点就解决了问题。 大家都说原材料必须符合工程应用要求，但符合要求不是只针对一开始的材料选用，和配合比设计，大多数出问题不是一开始，而是后续工作。从配合比理论讲，这也是大家都在做的；新拌混凝土的工作性能满足设计、生产、运输、施工及抹面要求；硬化混凝土的强度、耐久性满足结构设计和服役环境要求等。以上这些好像对于试验室的要求比较多，但是试验室保住了源头就能保证后面不出现问题吗？ 最难解决说我问题莫过于大家都知道的问题。对于管理制度的规范化和产品质量的标准化而言，规范化的管理可以实现企业的高效运转，树立企业形象，并保证规模化生产的产品质量；这不是空话，你去想想，我们和国外的混凝土水平是否有差距？是否有让人叹息的地方？那这些差距全都是技术差距吗？显然不是。标准化的产品质量，可以节约过程质量控制成本，更有利于产品应用和市场推广。人家技术差不多，但标准化比你做得好很多，没毛病的流程、没毛病的管理，在大家技术都相差不多时，比的就是这个了。 现行标准《混凝土质量控制标准》GB50164-2011主要从混凝土技术规程角度出发，规定混凝土原材料质量控制、混凝土性能要求、配合比控制、生产控制水平要求、生产与施工质量控制、混凝土质量检验和验收等内容。这些内容不是停留在课本上，而是要做到实际中，试想一下，大家都按标准做，哪怕牺牲企业金钱利益，但不会集体灭亡。整个行业就都是原则性压倒一切的。我们有时说外国人“古板”，但是人家就是在做事方面古板得把事情都标准化了。 水泥变化的四大特征 混凝土的大头就是水泥。水泥是影响混凝土质量的最重要因素之一。28d龄期以后强度不增长，早期水化热高，早期开裂显著等问题，这都是当前混凝土生产用水泥存在一些常人难以理解的。尽管混凝土质量控制影响因素较多，但20世纪20年代以来，从水泥工业的发展背景来看，尽管水泥外貌并没有显著变化，但是水泥的矿物组份和强度等性能随着水泥工业的现代化进程而发生了巨大变化，这些变化均对于今天的混凝土质量控制产生了重要影响。A. M. Neville 在《Properties ofconcrete》（Fourth Edition）一书中指出水泥变化可概括如下四点： 1、C3S含量大幅增长，C2S含量则相应降低 说说英国，1960年的C3S含量只有47%左右，到了20世纪70年代变成54%左右，而C2S含量则相应降低，一直保持硅酸钙总量为70－71%左右，这是基本不变的。法国20世纪60年代中期，硅酸盐水泥的C3S平均含量是42%，到了1989年增加到了58.4%，而C2S含量则同时从28%降低到13%。 2、早期水泥胶砂强度增加 另一个特点，水泥胶砂强度的变化很大，主要是固定水胶比的7d强度显著增长，28d强度也是增强的很厉害。但是，另一个很重要的指标却没进步过，那就是28d龄期之外的强度。我们知道在1970年需要0.50的水灰比，混凝土立方体强度才能达到32.5MPa。而1984年则需要0.57的水灰比。保持混凝土的每立方米用水量为相同的175kg/m3，假定工作性能保持一致，即则水泥用量从350kg/m3降低到307kg/m3。为了更易被碳化或被侵蚀物质渗透，我们慢慢采用更高水胶比和更低水泥用量来使得混凝土具有更高渗透性，这样的话，一般混凝土耐久性就更低了。与使用“旧”水泥的混凝土相比，快速获得早期强度也意味更早获得足够的拆模强度，这样就停止了早期有效养护。从而使混凝土性能不能得到长期改善。 3、水泥胶砂28d强度与7d强度之比降低 前28d龄期的水泥胶砂强度快速增长，导致28d强度与7d强度之比降低，这是由于C3S含量与C2S含量之比变大，受其水化速度影响。水泥胶砂28d强度与7d强度比值在低的水胶比时显得更低。这种经验理论就导致现代水泥含有更多的碱，每个水泥厂家都暗自加碱，而且是不固定的，会根据客户情况，应付客户的要求灵活加碱。在1923年，混凝土抗压强度与龄期的对数成线性关系达到25或50年，这是使用高C2S含量、低细度的水泥配制混凝土的结果。在1937年，抗压强度与龄期的对数成线性关系大约为10年，这是使用低C2S含量、高细度的水泥配制混凝土的结果。近年来，随着关系更短。从图3可以看出这种变化趋势。
图3 1916年－1990年不同龄期水泥强度的变化（水胶比0.53混凝土标准圆柱体强度) 4、水泥细度不断提高 由于现在水泥工业采用新型生产设备，和过去相比先进很多，特别是新型粉磨设备的不断更新进步，使得水泥比表面积（细度）稳步提高。应当指出，我们现在很多都是拿混凝土质量和自己的口袋钞票在博弈。要提高水泥比表面积，很多人都认为是必做的，降低生产成本，这点也是生存之道，这是一场持久的博弈。提高水泥比表面积可以提高早期水化速度和强度，进而提高水泥售价，但是这样做难免会过度粉磨，生产成本提高了那也不行。因此，水泥生产商更热衷于充分利用生产设备技术更新，找到两者平衡关系。现在有好方法了，那就是使用助磨剂。掺加助磨剂是提高水泥细度的常用生产方式。 现在水泥与100年前水泥不相同大了去了。现有很多高强水泥可采用高C3S、低C2S，高细度的方式实现早期高强目标。尽管使用“高强水泥”可以降低规定强度的水泥用量、加快拆模、加速工程进度而使建设总承包方获取丰厚利益，但是高水胶比和低水泥用量容易导致混凝土的渗透性较高，一般耐久性较差。过高早期强度和过早放弃模板的有效养护同样对工程质量产生安全隐患。 还有三个问题 1、水泥强度保证率 梅塔在《混凝土微观结构、性能和材料》中提到经济有效的质量控制系统必须基于统计学方法，预拌混凝土生产必须用这个来适应。实现这个目标必须基于下述法则：一是随机取样，收集数据过程中保证样品随机，不是人为的作弊。二是采用钟形正态分布曲线，如下图5.2-1A所示。在统计学上利用控制图进行质量控制，它用图表示某一个连续测试方案中所得的结果。当绘制的曲线接近或者超过图中的上限或下限时，就表明应该采取相应的措施了。 图5.2-1 混凝土强度正态分布图 要采取统计学方法，没有捷径，这是死的理论，谁去做了，并且做得精细，那就能控制水泥强度。对于规模较小的水泥生产企业，仅仅控制42.5级水泥胶砂强度大于42.5MPa，标准差波动较大，最高强度值偏低，显然背离的数理统计原则。因此，混凝土生产用水泥必须选用强度保证率高的生产厂家，以控制质量波动造成的风险。 2、高性能混凝土所用水泥 从前面可知，目前水泥市场是典型的卖方市场，混凝土生产商被动使用水泥。有必要从混凝土工程应用角度出发，向水泥生产商提出更合理的技术性能指标，从根源上来解决混凝土性能改善问题。避免被动式使用水泥生产商提出的单一水泥产品，造成混凝土耐久性不足等问题。 住房城乡建设部发布和工业化信息部联合发布的《高性能混凝土应用技术指南》规定：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的比表面积不宜大于350m2/kg；矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥以筛余表示，80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。 3、水泥成份复杂化 近年来，水泥窑协调处理生活垃圾和城市污泥的相关技术日渐成熟。对于解决城市综合症，建设美好城市生活直到重大作用。然而，生活垃圾来源复杂，煅烧灰成份也变动较大，如何既保证水泥产量，又利用混凝土生产，但是是避免水泥和外加剂相容性变差，是值得关注的问题。 水泥变化是渐进式的，必须充分了解其成份变化和性能指标的发展规律，结合工程特点，才可以充分发挥水泥混凝土的整体优势。 |
