現(xiàn)代混凝土存在問(wèn)題與對(duì)策分析

現(xiàn)代混凝土存在問(wèn)題與對(duì)策分析第一頁(yè)，共152頁(yè)。水泥工程結(jié)構(gòu)研究混凝土甲方管理監(jiān)理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度強(qiáng)度強(qiáng)度強(qiáng)度強(qiáng)度強(qiáng)度提高比表面積,增加C3A、C3S流變性能下降收縮增加水化熱增大抗化學(xué)腐蝕性下降后期強(qiáng)度增長(zhǎng)小骨料級(jí)配變差針片狀顆粒增多混凝土流變性能下降

混凝土耐久性下降當(dāng)前行業(yè)隔離現(xiàn)狀的實(shí)例第二頁(yè)，共152頁(yè)。行業(yè)隔離造成的問(wèn)題行業(yè)隔離問(wèn)題已經(jīng)不是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，歸根到底是利益的問(wèn)題，而反過(guò)來(lái)卻影響社會(huì)整體的生產(chǎn)力和人類的可持續(xù)發(fā)展。行業(yè)隔離最終影響的是工程質(zhì)量第三頁(yè)，共152頁(yè)。一、現(xiàn)代混凝土的技術(shù)特征1、混凝土是什么？

混凝土是用最簡(jiǎn)單的工藝制作的最復(fù)雜的體系。工藝必須簡(jiǎn)單──否則不能成為最大宗的結(jié)構(gòu)工程材料：原材料來(lái)源廣泛制作工藝簡(jiǎn)單──混合、攪拌、成型比其他結(jié)構(gòu)材料（鋼材、木材）耐久體系必然復(fù)雜：第四頁(yè)，共152頁(yè)。復(fù)雜的體系原材料不能提純，成分波動(dòng)微結(jié)構(gòu)的不確知性——水泥水化形成復(fù)雜的凝膠，在目前技術(shù)水平下難以測(cè)定。微結(jié)構(gòu)形成的環(huán)境和時(shí)間的依賴性——對(duì)溫度、濕度的敏感性；水化不斷進(jìn)行造成動(dòng)態(tài)的微結(jié)構(gòu)。性能的不確定性。性能隨微結(jié)構(gòu)的發(fā)展而發(fā)展,而微結(jié)構(gòu)具有不同層次(宏觀層次、亞微觀層次、微觀層次)的多相(固相、液相、氣相)的非均質(zhì)性(依配合比不同而離散)第五頁(yè)，共152頁(yè)。因此：混凝土屬于混沌體系（非線性體系），具有“蝴蝶效應(yīng)”──事物發(fā)展的結(jié)果對(duì)初始條件具有極為敏感的依賴性.初始條件極小的偏差將會(huì)引起結(jié)果的巨大差異。工業(yè)化、集約化是社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的趨勢(shì)，促使了現(xiàn)代混凝土的發(fā)展。第六頁(yè)，共152頁(yè)。2、什么是現(xiàn)代混凝土？現(xiàn)代混凝土是建立在混凝土化學(xué)外加劑和礦物摻合料兩大混凝土科學(xué)技術(shù)進(jìn)展基礎(chǔ)上的六組分混凝土。預(yù)拌混凝土是現(xiàn)代混凝土的主體品種。以預(yù)拌混凝土、泵送為主流。拌和物的流變性能成為重要問(wèn)題。第七頁(yè)，共152頁(yè)。3、現(xiàn)代技術(shù)與性能特征減小了強(qiáng)度對(duì)水泥的依賴性水膠比較低，漿骨比較小嚴(yán)酷環(huán)境的工程增加，使耐久性要求日益突現(xiàn)在水泥水化熱增大、強(qiáng)度提高的同時(shí)，結(jié)構(gòu)尺度增大，改變了大體積混凝土的概念使用混凝土強(qiáng)度范圍很寬，從C20(極少量C15)到C80第八頁(yè)，共152頁(yè)。 礦物細(xì)粉的摻加與混凝土的高性能化

1)礦物細(xì)粉的功能

①密實(shí)結(jié)構(gòu)②膠凝材料低內(nèi)能2)低水膠比、低水泥用量、低單位體積用水量等技術(shù)理念得以成功實(shí)踐

“外加劑使混凝土進(jìn)入大流態(tài)時(shí)代,實(shí)現(xiàn)泵送，而粉體摻合料使泵送混凝土走向成熟”

混凝土材料滿足強(qiáng)度、工作性和耐久性的要求，完成了一次重要的螺旋式上升。4、現(xiàn)代六組分混凝土的技術(shù)路線第九頁(yè)，共152頁(yè)。高性能混凝土技術(shù)迅速開(kāi)發(fā)和應(yīng)用第十頁(yè)，共152頁(yè)。5、現(xiàn)代混凝土的發(fā)展方向進(jìn)入二十一世紀(jì)，混凝土研究和實(shí)踐將主要圍繞兩個(gè)焦點(diǎn)展開(kāi)，一是解決好混凝土耐久性問(wèn)題，二是混凝土走上可持續(xù)發(fā)展的健康軌道?！l(fā)展綠色高性能混凝土是必然選擇第十一頁(yè)，共152頁(yè)。水泥混凝土在過(guò)去的100年中，幾乎覆蓋了所有的土木工程領(lǐng)域，可以說(shuō)，沒(méi)有混凝土就沒(méi)有今天的世界。但是在應(yīng)用過(guò)程中，傳統(tǒng)水泥混凝土的缺陷也越來(lái)越多地暴露出來(lái)，集中體現(xiàn)在耐久性方面。在目前正在實(shí)踐和發(fā)展的現(xiàn)代混凝土中我們?cè)絹?lái)越意識(shí)到被寄予厚望的膠凝材料——水泥在混凝土中的表現(xiàn)，遠(yuǎn)沒(méi)有我們想象的那么完美。第十二頁(yè)，共152頁(yè)。低水膠比下所需要的凝膠數(shù)量當(dāng)HPC水化程度只及常規(guī)混凝土60％時(shí)，兩者結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相近。從長(zhǎng)期角度來(lái)說(shuō),HPC水化程度提高后，凝膠數(shù)量增多，強(qiáng)度、密實(shí)性繼續(xù)提高。換句話說(shuō)在低水膠比下，達(dá)到同樣強(qiáng)度對(duì)凝膠的數(shù)量要求有所下降。換句話說(shuō)對(duì)膠凝材料的活性要求有所下降。保羅米公式不再適用。但是JGJ55-2010標(biāo)準(zhǔn)的仍然采用對(duì)保羅米公式進(jìn)行修正的做法是對(duì)現(xiàn)代混凝土理解不夠。第十三頁(yè)，共152頁(yè)。制備綠色高強(qiáng)混凝土具有可行性至少可以說(shuō)在低水膠比下，低水泥熟料膠凝材料體系是可以制備高強(qiáng)混凝土的，在滿足施工要求的前提下，選擇較小的漿骨比。綠色混凝土是可以做到高強(qiáng)度的，當(dāng)然不是高早強(qiáng)。第十四頁(yè)，共152頁(yè)。強(qiáng)度與耐久性的關(guān)系比如同一低水膠比的純硅酸鹽水泥混凝土,其強(qiáng)度等級(jí)要比大摻量粉煤灰混凝土高得多,但抗氯鹽侵蝕的能力卻遠(yuǎn)不如后者。高壓蒸養(yǎng)的低水膠比混凝土,如果溫控不當(dāng),可使混凝土內(nèi)部的微細(xì)孔隙連通,這時(shí)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)仍能達(dá)到90MPa甚至更高,抗水滲透能力也非常好,可是抗凍融和抗氯離子的能力有可能降到與中低強(qiáng)混凝土相近的程度。

第十五頁(yè)，共152頁(yè)。思維方法和觀念的轉(zhuǎn)變比技術(shù)更重要我們一方面信誓旦旦要發(fā)展綠色混凝土，一方面又不舍得放棄傳統(tǒng)混凝土帶給我們的種種“好處”，當(dāng)然其實(shí)主要還是高早強(qiáng)形成的觀念和做法。比如“最好3天就能張拉”，“最好第二天上班就拆模”；“28天衡量強(qiáng)度不能改變”……如果有“成長(zhǎng)催化劑”我們是不是讓我們的孩子吃？我們是不是要求用成人的標(biāo)準(zhǔn)衡量一個(gè)十歲的孩子？我們應(yīng)該習(xí)慣于制造緩凝混凝土，在幼齡期具有高徐變和低彈性模量。第十六頁(yè)，共152頁(yè)。轉(zhuǎn)變觀念談何容易開(kāi)慣了汽車(chē)，叫你騎自行車(chē)，你當(dāng)然不適應(yīng)；胡吃海塞慣了讓你管住自己的嘴當(dāng)然不情愿；建設(shè)習(xí)慣于追求速度，搶工期，讓你使用強(qiáng)度發(fā)展慢的綠色混凝土，許多人腦袋肯定會(huì)搖得像個(gè)撥浪鼓，“不可能、不現(xiàn)實(shí)、無(wú)法實(shí)現(xiàn)……”。人們有一萬(wàn)個(gè)理由把自己的思路框在快速建設(shè)的模式中。但是如果是為子孫考慮，讓人類“壽與天齊”我們就必須改變自己，讓建筑行業(yè)接受科學(xué)發(fā)展觀。第十七頁(yè)，共152頁(yè)。Mehta告誡我們：建造實(shí)踐需要進(jìn)行變革

即使正確地限定了原材料和拌合物配合比，并且小心地遵循施工規(guī)程，認(rèn)為可以根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)踐建造耐用和持久的混凝土結(jié)構(gòu)仍然是不現(xiàn)實(shí)的。這是因?yàn)樵?0世紀(jì)里，材料和建造實(shí)踐首先是為了滿足快速建設(shè)的需要，事實(shí)已經(jīng)證明：這對(duì)暴露于嚴(yán)酷環(huán)境條件下運(yùn)行的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是有害的。我們?cè)诮ㄔ炷陀煤铜h(huán)境中持久的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，必須犧牲一些建設(shè)速度，顯然，這需要政府主管部門(mén)、業(yè)主、營(yíng)造商與設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)變觀念。第十八頁(yè)，共152頁(yè)。（量測(cè)現(xiàn)況）第十九頁(yè)，共152頁(yè)。6、現(xiàn)代混凝土的現(xiàn)狀：知識(shí)和觀念陳舊混凝土配合比設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題影響質(zhì)量及其控制對(duì)礦物摻和料認(rèn)識(shí)和使用存在誤區(qū)對(duì)添加劑的盲目使用對(duì)骨料作用認(rèn)識(shí)不足，對(duì)骨料質(zhì)量重視程度不足，因而嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量對(duì)水泥品質(zhì)的誤導(dǎo)作為用戶，和原材料供應(yīng)方矛盾尖銳，不能正確認(rèn)識(shí)和掌控原材料的質(zhì)量,不能形成健康的買(mǎi)方市場(chǎng)第二十頁(yè)，共152頁(yè)?；炷敛牧喜皇亲罱K產(chǎn)品，拌制后，必須經(jīng)過(guò)澆注、振搗成型并養(yǎng)護(hù)后，成為構(gòu)件(element),才算完成由混凝土所制成的產(chǎn)品，這個(gè)過(guò)程就是混凝土工程。目前混凝土工程質(zhì)量問(wèn)題很大程度上源于野蠻施工。行業(yè)隔離，各自以追求最大利潤(rùn)為目的，缺乏對(duì)工程負(fù)責(zé)的意識(shí)。強(qiáng)度第一、利潤(rùn)第一的思想支配行為，缺少質(zhì)量意識(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)意識(shí)?；炷凉こ探ㄔ煨枰y(tǒng)一協(xié)作第二十一頁(yè)，共152頁(yè)。第二十二頁(yè)，共152頁(yè)。第二十三頁(yè)，共152頁(yè)。第二十四頁(yè)，共152頁(yè)。僅有強(qiáng)度是不夠的第二十五頁(yè)，共152頁(yè)。二、水泥現(xiàn)狀對(duì)現(xiàn)代混凝土的不適應(yīng)問(wèn)題第二十六頁(yè)，共152頁(yè)。1、傳統(tǒng)混凝土對(duì)水泥的需求與認(rèn)識(shí)混凝土強(qiáng)度的根本來(lái)源混凝土的強(qiáng)度歸根結(jié)底來(lái)源于水泥石。水泥水化物質(zhì)生成后，將不是一粒一粒地離開(kāi)水泥顆粒母體向著液體游動(dòng)，而是立即互相交織粘結(jié)起來(lái)，成為立體網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這種具有強(qiáng)度而仍有變形能力的網(wǎng)構(gòu)狀的物質(zhì)，以固體鍵在交接點(diǎn)上聯(lián)結(jié)，這才形成了賦予混凝土強(qiáng)度的基本單元―凝膠。第二十七頁(yè)，共152頁(yè)。四組分混凝土與保羅米公式依據(jù)四組分混凝土大量試驗(yàn)提出的Bolomy公式：R28＝ARc(c/w-B)成為混凝土配合比設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，延續(xù)近100年。由此人們得到了混凝土強(qiáng)度依賴于水泥強(qiáng)度的結(jié)論。20世紀(jì)60年代以前大量的工程實(shí)踐證實(shí)了水泥強(qiáng)度對(duì)混凝土形成高強(qiáng)度的重要意義。

混凝土對(duì)水泥品質(zhì)的要求“強(qiáng)度第一，甚至強(qiáng)度唯一”成為主流觀念。第二十八頁(yè)，共152頁(yè)。傳統(tǒng)觀念形成的理由傳統(tǒng)四組分塑性混凝土往往水灰比比較大，水泥漿量相對(duì)較低，這是保羅米公式形成的重要前提條件。在這樣的基礎(chǔ)上，水泥活性對(duì)混凝土28天強(qiáng)度和其他性能意義重大。也就是說(shuō)需要大量的水化產(chǎn)物形成硬化結(jié)構(gòu)。第二十九頁(yè)，共152頁(yè)。傳統(tǒng)觀念形成的理由

例如，許多規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)限定混凝土中粉煤灰的摻量應(yīng)在25%以下，尤其是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的摻量。這是因?yàn)檫^(guò)去我們的混凝土中沒(méi)有摻用減水劑，混凝土的水灰比較大（一般都高于0.5）。在這種情況下?lián)饺敕勖夯?，減少水泥的用量，就會(huì)使混凝土的凝結(jié)時(shí)間明顯延緩、硬化速率減慢，表現(xiàn)為早期強(qiáng)度低、混凝土滲透性增大。第三十頁(yè)，共152頁(yè)。傳統(tǒng)觀念形成的理由

高水灰比的水泥漿體里，水泥顆粒懸浮于水分中，水化環(huán)境良好，可以迅速地生成表面積增大1000倍的硅酸鹽水化物等，有良好地填充漿體內(nèi)空隙的能力。雖然從顆粒形狀來(lái)說(shuō)，粉煤灰易于堆積密實(shí)，但是它水化緩慢，生成的凝膠量少，難以填充顆粒周?chē)目障?，所以摻粉煤灰水泥漿體的強(qiáng)度和其他性能總是隨其摻量增大（水泥用量減少）呈下降趨勢(shì)（在早齡期尤為顯著）。

第三十一頁(yè)，共152頁(yè)。2、現(xiàn)代混凝土對(duì)水泥的要求與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性關(guān)系最密切的就是水泥，只保證高強(qiáng)度的水泥并不一定利于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性具有低的開(kāi)裂敏感性、良好的勻質(zhì)性，有利于混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期性能的發(fā)展，無(wú)損害混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的成分。最重要的是產(chǎn)品的勻質(zhì)性，因此希望控制指標(biāo)的上下限(如細(xì)度的上限）。盡可能低的需水量。質(zhì)檢合格的水泥未必能滿足混凝土的需要，相同品種和強(qiáng)度的水泥可能會(huì)在混凝土中有不同的表現(xiàn)。第三十二頁(yè)，共152頁(yè)。3、水泥的功與過(guò)⑴水泥之功，功不可沒(méi)

應(yīng)該說(shuō)水泥與現(xiàn)代建筑緊密相連，“沒(méi)有水泥，就沒(méi)有今天的世界”。

水泥－→混凝土－→建筑設(shè)計(jì)

砂漿－→建筑施工

可以說(shuō)水泥是一劑靈丹妙藥，它使建筑這個(gè)行業(yè)完成了一次本質(zhì)性的跨躍。今天的大跨度橋梁、海底隧道、高層建筑、水庫(kù)大壩都離不開(kāi)水泥。第三十三頁(yè)，共152頁(yè)。 水泥之所以如此重要是因?yàn)樗袃?yōu)良的膠凝性能。四大類型礦物，可以在短時(shí)間內(nèi)水化形成堅(jiān)強(qiáng)的石狀結(jié)構(gòu)，且在大氣、水中穩(wěn)定存在。是一種高能量的人造材料。經(jīng)過(guò)近兩百年的研究、生產(chǎn)與實(shí)踐，水泥技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，是人類改造自然，從事建設(shè)的有力武器。第三十四頁(yè)，共152頁(yè)。⑵水泥之過(guò)1）長(zhǎng)期以來(lái)，重水泥研究，輕混凝土研究，錯(cuò)誤的認(rèn)為水泥的問(wèn)題解決了，混凝土的問(wèn)題就解決了，不認(rèn)為混凝土本身是一門(mén)科學(xué)和復(fù)雜的技術(shù)。2）認(rèn)為將水泥作為膠凝材料的唯一組分是混凝土的最佳選擇。3）認(rèn)為水泥摻加的越多，混凝土的質(zhì)量越好。根源在于水泥帶來(lái)混凝土高的早期強(qiáng)度，使人們產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，忽略了耐久性問(wèn)題。是基于傳統(tǒng)混凝土理念的產(chǎn)物。第三十五頁(yè)，共152頁(yè)。

4）水泥性能不能滿足現(xiàn)代混凝土需求

單純追求滿足強(qiáng)度下的高利潤(rùn)，使水泥廠采取使用助磨劑磨細(xì)、摻用“增強(qiáng)劑”，細(xì)度越來(lái)越細(xì)。礦物中C3S、C3A越來(lái)越高，增加了開(kāi)裂敏感性和不利于混凝土長(zhǎng)期性能穩(wěn)定性和耐久性的成分。再加之使用硬石膏緩凝、膠凝材料中SO3含量偏低，水泥供不應(yīng)求造成的生產(chǎn)混凝土?xí)r水泥溫度過(guò)高等因素使水泥與外加劑相容性不好，硬化性能也受到影響。第三十六頁(yè)，共152頁(yè)。4、水泥的變化1920年代，歐美國(guó)家水泥中C3S約為35%，如今達(dá)50～70%；水泥細(xì)度從220m2/kg到現(xiàn)今的340～600m2/kg

我國(guó)1970年代水泥(GB175-63)最高標(biāo)號(hào)是硬練強(qiáng)度500＃，相當(dāng)于GB175-77的425＃、現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)32.5的強(qiáng)度等級(jí)；常用水泥是400#，按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)只有27.5。檢測(cè)的水灰比增大，對(duì)3天強(qiáng)度的規(guī)定未變，實(shí)際提高了早期強(qiáng)度，而高早期強(qiáng)度并不是普適必要的；第三十七頁(yè)，共152頁(yè)。水泥強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度的關(guān)系任何水泥基材料的強(qiáng)度主要取決于水膠比按現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)水膠比：0.5當(dāng)前用量最大的混凝土水膠比：＜0.5不僅相同強(qiáng)度的水泥能配出不同強(qiáng)度的混凝土，而且不同強(qiáng)度的水泥能配出相同強(qiáng)度的混凝土不必盲目追求水泥的高強(qiáng)，32.5的水泥能配制出C60混凝土當(dāng)然，在相同水膠比下，混凝土28天強(qiáng)度和水泥強(qiáng)度仍然有關(guān)，高強(qiáng)度水泥可用于象C80、C100這樣的高強(qiáng)的混凝土，但是用量很少。第三十八頁(yè)，共152頁(yè)。外加劑與摻和料使用技術(shù)發(fā)展改變了對(duì)水泥強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度的關(guān)系的認(rèn)識(shí)在摻加礦物細(xì)粉摻和料的混凝土中水膠比決定著混凝土的強(qiáng)度混凝土和水泥強(qiáng)度之間不再有線性關(guān)系礦物摻和料對(duì)混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨水膠比的減小而增大的幅度大于水泥對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨水灰比減小而增大的幅度，因此摻用摻和料的混凝土必須降低水膠比。第三十九頁(yè)，共152頁(yè)。為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？

但是現(xiàn)今高效減水劑的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，混凝土所用水灰比，尤其是摻有礦物摻合料混凝土的水膠比很容易降至0.5以下，同時(shí)現(xiàn)今的水泥活性則遠(yuǎn)高于二十世紀(jì)八十年代以前的水泥（因?yàn)樵鐝?qiáng)礦物C3S含量顯著提高、粉磨細(xì)度加大），因此摻加礦物摻合料的混凝土，即使是摻量很大的混凝土，與過(guò)去混凝土相比，其早期強(qiáng)度的發(fā)展速率也大大加快了。第四十頁(yè)，共152頁(yè)。為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？

在低水膠比（如0.3左右）的水泥漿體里情況就大不一樣了。不摻粉煤灰時(shí)，高活性的水泥因水化環(huán)境較差，即缺水而不能充分水化，所以隨水灰比下降，未水化水泥的內(nèi)芯增大，生成水化產(chǎn)物量下降；但由于顆粒間的距離減小，要填充的空隙同時(shí)減小，因此混凝土強(qiáng)度發(fā)展迅速。第四十一頁(yè)，共152頁(yè)。為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？

這種情況下用粉煤灰代替部分水泥，在低水膠比條件下，水泥的水化條件相對(duì)改善，因?yàn)榉勖夯宜徛?，使混凝土的“水灰比”增大，水泥的水化程度因而提高，這種作用機(jī)理隨著粉煤灰的摻量增大愈加明顯（摻量為58%:左右，初期水灰比則約0.65）。水泥水化程度的改善，則有利于粉煤灰作用的發(fā)揮，然而與此同時(shí)，需要粉煤灰水化產(chǎn)物填充的空隙已經(jīng)大大減小，所以其水化能力差的弱點(diǎn)在低水膠比條件下被掩蓋，而降低溫升等其他優(yōu)點(diǎn)則依然起著有利于混凝土性能提高的作用。第四十二頁(yè)，共152頁(yè)。為什么粉煤灰摻量如此之大的混凝土各項(xiàng)性能會(huì)很優(yōu)異呢？

以上所述低水膠比下粉煤灰作用的變化，可以用一個(gè)“動(dòng)態(tài)堆積”的概念來(lái)認(rèn)識(shí)，這是相對(duì)沿用的靜態(tài)堆積而言的。通常在選擇混凝土原材料和配合比時(shí)，是以各種原材料在加水之前的堆積盡量密實(shí)為依據(jù)的；但是當(dāng)加水?dāng)嚢韬?，特別是在低水膠比條件下，如何通過(guò)粉狀顆粒水化的交叉進(jìn)行，使初始水膠比盡量降低，混凝土單位用水量盡量減少，配制出的混凝土在密實(shí)成型的前提下，經(jīng)過(guò)水化硬化過(guò)程，形成的微結(jié)構(gòu)應(yīng)更為密實(shí)。第四十三頁(yè)，共152頁(yè)。5、水泥提高強(qiáng)度的技術(shù)途徑提高C3S含量提高細(xì)度提高石膏含量

其中將水泥磨得更細(xì)些成為提高水泥強(qiáng)度的主要技術(shù)手段之一，被普遍采用。第四十四頁(yè)，共152頁(yè)。片面追求強(qiáng)度而使比表面積太大、早期強(qiáng)度太高而長(zhǎng)期增長(zhǎng)率低甚至倒縮、實(shí)際強(qiáng)度浮動(dòng)幅度太大；太細(xì)的水泥提高水泥的放熱速率，降低與外加劑的相容性、增加混凝土需水量，增大收縮，不利于混凝土長(zhǎng)期性能的發(fā)展，后期水化無(wú)發(fā)展余地，使結(jié)構(gòu)失去自愈的能力。6、關(guān)于水泥過(guò)細(xì)的問(wèn)題第四十五頁(yè)，共152頁(yè)。（1）水泥中不同細(xì)度顆粒對(duì)強(qiáng)度的作用第四十六頁(yè)，共152頁(yè)。水泥細(xì)度與其抗壓強(qiáng)度的關(guān)系第四十七頁(yè)，共152頁(yè)。（2）水泥細(xì)度與減水劑的相容性問(wèn)題細(xì)度和顆粒級(jí)配

最佳組成:5～30μm＞90%,＜10μm＜10%；只考慮細(xì)度的結(jié)果：水泥越細(xì)，細(xì)顆粒越多，需水量越大，混凝土坍落度損失越大，開(kāi)裂敏感性越大。第四十八頁(yè)，共152頁(yè)。比表面積為3014cm2,飽和點(diǎn)為0.8%,

坍落度不損失摻量為1.6%第四十九頁(yè)，共152頁(yè)。水泥細(xì)度為3982cm2,飽和點(diǎn)為1.2%,

坍落度無(wú)損失摻量為1.82%第五十頁(yè)，共152頁(yè)。比表面積為4445cm2,飽和點(diǎn)為1.6%,

找不到坍落度無(wú)損失點(diǎn)第五十一頁(yè)，共152頁(yè)。（3）水泥細(xì)度和開(kāi)裂敏感性的關(guān)系用收縮開(kāi)裂環(huán)檢測(cè)水泥的開(kāi)裂敏感性,從成型到開(kāi)裂經(jīng)過(guò)的時(shí)間越短，抗裂性越差第五十二頁(yè)，共152頁(yè)。水泥細(xì)度對(duì)水泥砂漿和混凝土開(kāi)裂的影響：用粗磨水泥的混凝土澆耐久第五十三頁(yè)，共152頁(yè)。（4）抗凍性隨水泥比表面積增大而下降第五十四頁(yè)，共152頁(yè)。（5）日本水泥顆粒級(jí)配日本的水泥生產(chǎn)注重顆粒級(jí)配：控制熟料在一個(gè)很窄的范圍──從30μm～70μm，然后用磨細(xì)礦渣和粉煤灰等不同細(xì)度的摻和料調(diào)整級(jí)配，其中礦渣粉磨到比表面積600m/kg2以上。這樣，既可使熟料和摻和料都充分發(fā)揮作用，又可使水泥水化有長(zhǎng)期的發(fā)展。怪不得磨細(xì)礦渣最早從日本提倡的，而在日本卻看不見(jiàn)在攪拌站摻用磨細(xì)礦渣。原來(lái)他們的摻和料也是在水泥生產(chǎn)時(shí)摻的。這樣生產(chǎn)的水泥總的比表面積增大了，但卻不會(huì)有水泥過(guò)細(xì)而使水化熱大的弊病。

第五十五頁(yè)，共152頁(yè)。（6）關(guān)于水泥細(xì)度的不同觀點(diǎn)水泥專家：★通過(guò)技術(shù)進(jìn)步促使水泥熟料質(zhì)量提高，水硬性越來(lái)越高，就應(yīng)該加以充分利用，也就是將水泥磨得更細(xì)一點(diǎn)，充分發(fā)揮其強(qiáng)度，才對(duì)得起所耗的能源以及排放CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)。否則豈非暴殮天物。在我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展過(guò)程中,水泥界前輩黃大能先生一貫堅(jiān)持水泥應(yīng)磨得細(xì)一點(diǎn)以免浪費(fèi)水泥熟料潛在的活性的觀點(diǎn)。

第五十六頁(yè)，共152頁(yè)。關(guān)于水泥細(xì)度的不同觀點(diǎn)混凝土專家：水泥不能磨的太細(xì)，理由是水泥細(xì)度過(guò)細(xì)是造成混凝土體積穩(wěn)定性不好，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。大量鋼筋混凝土建筑物的短壽命、多病害才是真正的非暴殮天物?？刂扑嗉?xì)度不要太細(xì)也是避免個(gè)別水泥廠混合材超量摻加的有效措施。第五十七頁(yè)，共152頁(yè)。

近幾年來(lái)，混凝土的普遍開(kāi)裂應(yīng)該說(shuō)與水泥顆粒越來(lái)越細(xì)有直接關(guān)系。還有一個(gè)水泥中的粗顆粒問(wèn)題，水泥界許多專家認(rèn)為，水泥中>45μm的熟料顆粒對(duì)28d強(qiáng)度基本沒(méi)有作用，所以這種顆?？捎锌蔁o(wú)或可以盡量降低；而混凝土界許多專家研究后認(rèn)為：增加水泥中未水化的熟料顆?？梢源蟠鬁p少混凝土的收縮。而現(xiàn)在水泥細(xì)度的增加，使水泥中的粗顆粒大大減少?；炷恋氖湛s量的增大，產(chǎn)生裂縫的可能性變大。第五十八頁(yè)，共152頁(yè)。（7）水泥過(guò)細(xì)對(duì)現(xiàn)代混凝土的劣化原因水泥顆粒粒徑越細(xì)，早期的水化越快，水化熱釋放得早，單位時(shí)間內(nèi)的水化熱越高，而水化越快消耗混凝土內(nèi)部的水分就越快，這樣就可引起混凝土的自干燥收縮，使混凝土容易產(chǎn)生裂縫。而且由于水泥粗顆粒的減少，減少了穩(wěn)定體積未水化的顆粒，從而影響到混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化能力、抗侵蝕性等。第五十九頁(yè)，共152頁(yè)。水泥細(xì)度對(duì)水工混凝土的性能影響當(dāng)前水工混凝土耐久性的根本問(wèn)題是漏水。所謂“十壩十漏”。50年前沒(méi)有這種現(xiàn)象，主要原因是那時(shí)的水泥粗。

在四川溪洛渡大壩工程，混凝土大壩溫度降不下來(lái)，采用埋水管、加冰等措施，混凝土溫度都降不下來(lái)，后來(lái)，實(shí)驗(yàn)用天山水泥，細(xì)度分別為400、370、330、300、280、250m2/kg，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使用較粗的水泥，溫度降低下來(lái)。建議采用280m2/kg的細(xì)度。

第六十頁(yè)，共152頁(yè)。高鐵混凝土限制水泥細(xì)度高速鐵路高性能混凝土開(kāi)始對(duì)水泥細(xì)度進(jìn)行限制，要求≤350m2/kg。第六十一頁(yè)，共152頁(yè)。7、水泥主要礦物水化熱發(fā)展332

4第六十二頁(yè)，共152頁(yè)。8、哪些因素影響水泥的抗裂性

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局對(duì)199種水泥進(jìn)行了18年以上的調(diào)研，大量的發(fā)現(xiàn)是堿和細(xì)度、C3A和C4AF的因素一起極大地影響水泥的抗裂性。即使水泥有相同水化率（強(qiáng)度）和相同的自由收縮，顯然低堿水泥有內(nèi)在的抵抗開(kāi)裂的能力。當(dāng)含堿量低于0.6%當(dāng)量時(shí)，水泥的抗裂性明顯增加。第六十三頁(yè)，共152頁(yè)。熟料礦物的收縮率第六十四頁(yè)，共152頁(yè)。堿和C4AF對(duì)收縮的影響第六十五頁(yè)，共152頁(yè)。

9、石膏摻量的影響（1）C3A含量和SO3的匹配一般水泥中石膏的優(yōu)化條件：W/C=0.5,現(xiàn)代混凝土使用高效減水劑,W/C＜0.40，SO3不足；

混凝土中摻入礦物摻和料，SO3被稀釋。第六十六頁(yè)，共152頁(yè)。（2）石膏的種類

生石膏和硬石膏溶解速率對(duì)比第六十七頁(yè)，共152頁(yè)。（3）石膏對(duì)坍落度損失的影響第六十八頁(yè)，共152頁(yè)。（4）石膏摻量對(duì)體積變化的影響第六十九頁(yè)，共152頁(yè)。（5）石膏對(duì)砂漿抗壓強(qiáng)度的影響第七十頁(yè)，共152頁(yè)。對(duì)砂漿抗折強(qiáng)度的影響第七十一頁(yè)，共152頁(yè)。（6）石膏摻量對(duì)摻減水劑的漿體需水量的影響第七十二頁(yè)，共152頁(yè)。10、水泥的三高問(wèn)題“高細(xì)度、高C3S含量、高強(qiáng)度等級(jí)”所謂的“三高”水泥對(duì)混凝土產(chǎn)生裂縫的不利影響應(yīng)該說(shuō)越來(lái)越大了。例如機(jī)場(chǎng)跑道工程，在20世紀(jì)50-70年代修建的許多軍事和民用機(jī)場(chǎng)，路面混凝土至今保持完好，而20世紀(jì)80年代后修建的混凝土路面三五年內(nèi)出現(xiàn)破壞的有很多。第七十三頁(yè)，共152頁(yè)。水泥的三高問(wèn)題美國(guó)從20世紀(jì)30年代開(kāi)始，把水泥中的C3S含量由30%提高到50%，把細(xì)度由允許大于75ηm的顆粒含量為22%，改為基本為零。70年后的今天，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，1930年前修建的橋梁有67%保持完好，而1930年后修建的橋梁只有27%保持完好。第七十四頁(yè)，共152頁(yè)。水泥的三高問(wèn)題R型水泥除了可以使混凝土早強(qiáng)、早拆模外，對(duì)混凝土的其他性能不會(huì)有明顯好處。相反，由于它3d強(qiáng)度高，水化熱和收縮集中，可能會(huì)對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生帶來(lái)不利的影響。所以，如果工程中對(duì)混凝土早強(qiáng)沒(méi)有特別的要求，就最好不要使用它；第七十五頁(yè)，共152頁(yè)。水泥的三高問(wèn)題比表面積在400m2/kg以上的高強(qiáng)度等級(jí)水泥，由于其顆粒比較細(xì)，凝結(jié)較快，水化熱集中，對(duì)混凝土的體積穩(wěn)定性有不利影響，更使混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性增加，所以使用時(shí)應(yīng)慎重考慮；第七十六頁(yè)，共152頁(yè)。12、什么是好水泥？

人們通常會(huì)認(rèn)為強(qiáng)度高，尤其是28d強(qiáng)度高的水泥是好水泥，但這種認(rèn)識(shí)是不正確的。例，美國(guó)墾務(wù)局的Burrows在《混凝土的可見(jiàn)裂縫與不可見(jiàn)裂縫》中介紹了1910年Withy在威斯康辛大學(xué)開(kāi)始的50年水泥凈漿、砂漿和混凝土的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，Withy分別于1910、1923和1937年3個(gè)不同時(shí)間成型了5000多個(gè)試件。50年的結(jié)果由Washa和Wendt于1975年發(fā)表。第七十七頁(yè)，共152頁(yè)。

1923年的混凝土用普通水泥，Blaine細(xì)度為231m2/kg。C3S只有30%，W/C為0.52，28d只有21MPa，50年后達(dá)到52MPa；1937年制作混凝土，用當(dāng)時(shí)的快硬水泥，C3S含量57%，比表面積380m2/kg（與現(xiàn)在的普通水泥相當(dāng)，C3S57～58%，比表面積380～400），28d強(qiáng)度30MPa，10年達(dá)到最高55MPa，25年,反而下降到43MPa。第七十八頁(yè)，共152頁(yè)。Lemish和Elwell1996年在對(duì)依阿華州劣化的公路路面鉆芯取樣的一項(xiàng)研究中,發(fā)現(xiàn)10～14年強(qiáng)度倒縮而得出結(jié)論：混凝土性能良好和強(qiáng)度增長(zhǎng)慢有關(guān)。

采用快硬水泥的混凝土10年后強(qiáng)度倒縮；1937年按特快硬水泥生產(chǎn)的水泥與現(xiàn)今水泥的平均水平很相似。第七十九頁(yè)，共152頁(yè)。水泥現(xiàn)狀對(duì)當(dāng)代混凝土的不適應(yīng)問(wèn)題還有不控制含堿量、氯離子含量，不檢測(cè)開(kāi)裂敏感性、無(wú)法提供在當(dāng)代混凝土中與外加劑的相容性水泥出廠溫度太高，造成混凝土澆筑溫度過(guò)高，溫度應(yīng)力增大，混凝土凝結(jié)時(shí)間不正常，早期開(kāi)裂問(wèn)題普遍第八十頁(yè)，共152頁(yè)。三、外加劑對(duì)現(xiàn)代混凝土的影響以高效減水劑為主的混凝土外加劑是現(xiàn)代混凝土重要的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，是混凝土技術(shù)發(fā)揮的重要里程碑。減水劑、泵送劑等化學(xué)外加劑的應(yīng)用，對(duì)混凝土技術(shù)進(jìn)步起到了革命性作用。而革命性，通常以局部破壞性為代價(jià)。給混凝土帶來(lái)了一些問(wèn)題：與水泥的適應(yīng)性問(wèn)題以及對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響問(wèn)題。第八十一頁(yè)，共152頁(yè)。1、外加劑與水泥的適應(yīng)性問(wèn)題主要原因在于水泥,前面已經(jīng)講解過(guò)水泥的細(xì)度細(xì)、堿含量高、C3A含量高、SO3含量低、使用硬石膏、水泥出廠溫度太高都會(huì)導(dǎo)致與外加劑的適應(yīng)性不好。第八十二頁(yè)，共152頁(yè)。但對(duì)摻減水劑的混凝土，早期收縮的影響非常顯著。從裂縫產(chǎn)生的時(shí)間來(lái)分析，1d之內(nèi)的早期收縮增大，可能是混凝土開(kāi)裂的關(guān)鍵因素。因此目前的化學(xué)外加劑收縮率比試驗(yàn)方法，并沒(méi)有完全反映減水劑對(duì)混凝土收縮的影響程度。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：從初凝至24h，摻減水劑混凝土的收縮率比要大得多。2、減水劑對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響第八十三頁(yè)，共152頁(yè)。我們的化學(xué)外加劑生產(chǎn)和研究機(jī)構(gòu)，應(yīng)該象重視減水劑的減水率一樣，重視化學(xué)外加劑對(duì)混凝土早期收縮（塑性收縮）和總收縮的增大作用。第八十四頁(yè)，共152頁(yè)。減水劑對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響不摻減水劑混凝土的早期收縮值小于70×10-6

m/m。摻減水劑混凝土的早期收縮均大于200×10-6

m/m。收縮率比為300%

第八十五頁(yè)，共152頁(yè)。1d起測(cè)的混凝土干燥收縮

經(jīng)1d早期收縮測(cè)試后，繼續(xù)在（60±5）%、20±1℃條件下測(cè)得的結(jié)果表明，28d時(shí)，三種減水劑的收縮率比分別為130％、132％和138％。

第八十六頁(yè)，共152頁(yè)。參照GBJ82測(cè)得的干燥收縮脂肪族系、萘系、胺基磺酸鹽系減水劑的收縮率比分別為126%、130%和135%。與1d起測(cè)相比，不摻減水劑的混凝土收縮減小12%，摻減水劑的混凝土收縮減小15%左右。

第八十七頁(yè)，共152頁(yè)。初凝開(kāi)始的混凝土全收縮三種減水劑的收縮率比分別達(dá)到182％，183％和198％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于按GBJ82方法測(cè)得的結(jié)果。

第八十八頁(yè)，共152頁(yè)。坍落度相同時(shí)，減水劑對(duì)混凝土早期收縮的影響編號(hào)

1m3混凝土各材料用量（kg）坍落度（mm）水泥水砂石子外加劑初凝時(shí)間JZ0450225688103205:5095D045015968810328.110:40100JZ1550249688103204:30103D155018068810329.910:30100第八十九頁(yè)，共152頁(yè)。24h時(shí)，水泥用量為450kg/m3的混凝土，收縮率比達(dá)609%；水泥用量為550kg/m3的混凝土，收縮率比達(dá)705%。

第九十頁(yè)，共152頁(yè)。1天后起測(cè)的收縮曲線收縮率比124%第九十一頁(yè)，共152頁(yè)。減水劑對(duì)全收縮的影響水泥用量分別為450kg/m3和550kg/m3時(shí)，1d起測(cè)的收縮率比為124%。而以初凝起測(cè)的全收縮表征時(shí)，收縮率比分別達(dá)到220%和240%。

第九十二頁(yè)，共152頁(yè)。早期抗裂試驗(yàn)裝置第九十三頁(yè)，共152頁(yè)。編號(hào)1m3混凝土各材料用量（kg）塌落度mm水泥水砂

石子減水劑減縮劑膨脹劑JJ1

420

190

716

107400080DJ

420

190

71610747.6500210SJ

420

190

71610747.657.650225UJ

370

190

71610747.65050.4207第九十四頁(yè)，共152頁(yè)。首條裂縫出現(xiàn)時(shí)間第九十五頁(yè)，共152頁(yè)。裂縫條數(shù)編號(hào)裂縫狀況時(shí)間（d）61920294260JJ1裂縫數(shù)目012223DJ裂縫數(shù)目199121516SJ裂縫數(shù)目000122UJ裂縫數(shù)目001233第九十六頁(yè)，共152頁(yè)。減水劑、泵送劑等化學(xué)外加劑極大地增加混凝土早期收縮、加速早期開(kāi)裂、增加裂縫數(shù)量。我們不能回避這一事實(shí)，關(guān)鍵是如何從混凝土組成材料、外加劑生產(chǎn)用原材料、合成工藝和復(fù)配技術(shù)上加以改進(jìn)。第九十七頁(yè)，共152頁(yè)。塑性收縮成為混凝土早期開(kāi)裂的主要原因之一指新拌混凝土澆注后尚在塑性狀態(tài)發(fā)生的收縮。特點(diǎn)是當(dāng)表面水分向外蒸發(fā)時(shí)引起局部產(chǎn)生應(yīng)力，因此當(dāng)蒸發(fā)速率大于泌水速率時(shí)，會(huì)發(fā)生局部的塑性收縮開(kāi)裂。

低水灰比（水膠比）混凝土拌合物體內(nèi)自由水少，礦物細(xì)粉和水化生成物又迅速填充毛細(xì)孔，阻礙泌水上升，因此表面更易于出現(xiàn)塑性收縮開(kāi)裂。第九十八頁(yè)，共152頁(yè)。第九十九頁(yè)，共152頁(yè)。第一百頁(yè)，共152頁(yè)。四、骨料對(duì)混凝土性能的影響骨料是混凝土中比例最大的組分，至少大于65%，起骨架作用，抑制收縮，防止開(kāi)裂。骨料質(zhì)量首先不是強(qiáng)度。重要的是級(jí)配和粒形，使用級(jí)配和粒徑良好的骨料可以得到最小用水量的混凝土拌合物骨料的品質(zhì)對(duì)混凝土的重要意義長(zhǎng)期不被重視，直接影響了混凝土的性能，制約了高性能混凝土的推廣和應(yīng)用。第一百零一頁(yè)，共152頁(yè)。為什么把砂石稱為骨料？在傳統(tǒng)觀念中把砂石叫做骨料的原因是認(rèn)為骨料作為混凝土的骨架而起強(qiáng)度作用，這是一種誤解。骨料的骨架作用主要是穩(wěn)定混凝土的體積而不是強(qiáng)度。純的水泥漿體硬化后收縮過(guò)大，無(wú)法用于結(jié)構(gòu)，必須有骨料對(duì)水泥漿體的收縮起約束作用，而且骨料在混凝土中必須占據(jù)大部分體積。第一百零二頁(yè)，共152頁(yè)。決定混凝土強(qiáng)度的不是骨料對(duì)混凝土的強(qiáng)度其決定作用的是混凝土的水灰比（水膠比），所以目前用強(qiáng)度很低的輕骨料（陶粒）已能配制出C50的泵送混凝土。第一百零三頁(yè)，共152頁(yè)。1、骨料——混凝土體積穩(wěn)定性

混凝土體積穩(wěn)定性主要取決于骨料，尤其是粗骨料在混凝土體積中所占的份額。骨料的質(zhì)量越高（粒形和顆粒級(jí)配好），單方混凝土中的膠凝材料用量越少，體積穩(wěn)定性也越好。我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家混凝土質(zhì)量的差別主要源于骨料，尤其是石子的質(zhì)量。

第一百零四頁(yè)，共152頁(yè)。第一百零五頁(yè)，共152頁(yè)。我們應(yīng)該重視骨料的品質(zhì)第一百零六頁(yè)，共152頁(yè)。2、骨料的顆粒形狀西方發(fā)達(dá)國(guó)家的石子根本不存在針、片狀顆粒的問(wèn)題，而我國(guó)砂石標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定石子針、片狀顆粒最大的可達(dá)25%第一百零七頁(yè)，共152頁(yè)。我們希望使用較規(guī)則外形的骨料。英國(guó)BS812標(biāo)準(zhǔn)將骨料形狀分為：立方體（球形）、不規(guī)則、非常不規(guī)則、扁平、細(xì)長(zhǎng)幾類。相對(duì)而言，扁平或片狀骨料以及非常不規(guī)則的骨料粒形對(duì)HPC（高性能混凝土）是不利的。在歐美扁平、片狀骨料以及非常不規(guī)則的骨料一般不超過(guò)20%，而我國(guó)有時(shí)高達(dá)80%骨料粒形不好對(duì)混凝土和易性、強(qiáng)度和耐久性都產(chǎn)生不良影響。且直接導(dǎo)致水泥用量增多。第一百零八頁(yè)，共152頁(yè)。3、石子的強(qiáng)度越高越好嗎？

對(duì)石子如果控制了風(fēng)化(軟弱)顆粒、含泥(細(xì)粉)量,對(duì)強(qiáng)度不必要求太高,則破碎后的粒形好,等徑狀顆粒多,針片狀顆粒少,對(duì)混凝土強(qiáng)度影響很小。因?yàn)橄鄬?duì)于混凝土的強(qiáng)度來(lái)說(shuō),天然巖石的強(qiáng)度是足夠的。即使是強(qiáng)烈風(fēng)化的低強(qiáng)度花崗巖,其巖石抗壓強(qiáng)度也達(dá)80-100MPa。第一百零九頁(yè)，共152頁(yè)。

由下表的實(shí)例可見(jiàn),所用石子中深康風(fēng)化粗?；◢弾r強(qiáng)度低,但粒形好,混凝土的水膠比為0.31時(shí),拌合物施工性能好,28d抗壓強(qiáng)度達(dá)71.3MPa;烏石谷致密石灰?guī)r的強(qiáng)度很高,但不僅針、片狀顆粒多,多數(shù)是不夠針、片狀標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)條狀和扁狀顆粒,水膠比為0.33時(shí)拌合物坍落度也只有148mm,此時(shí)混凝土28d強(qiáng)度為68.8MPa。第一百一十頁(yè)，共152頁(yè)。這說(shuō)明混凝土性能對(duì)水膠比要比對(duì)石子強(qiáng)度敏感,而石子的粒形對(duì)混凝土施工性的影響則更重要。石子對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響主要是界面。當(dāng)石子和混凝土彈性模量差別很大時(shí)(例如低強(qiáng)度混凝土使用高強(qiáng)度石子),在水泥水化減縮和溫度、濕度變化時(shí),二者變形不一致,會(huì)導(dǎo)致界面產(chǎn)生微裂縫,成為混凝土的薄弱環(huán)節(jié);第一百一十一頁(yè)，共152頁(yè)。輕混凝土——界面顯著加強(qiáng)輕骨料界面砂漿第一百一十二頁(yè)，共152頁(yè)。如果二者彈性模量差別縮小,則界面結(jié)合可得到加強(qiáng)。輕骨料混凝土的強(qiáng)度可以大大高于輕骨料的強(qiáng)度,主要是由于界面的作用。

采用鄂式破碎機(jī)工藝,強(qiáng)度越高的巖石,針、片狀顆粒越多;粒徑越小,針、片狀顆粒越多。為保證針、片狀顆?？偭坎怀瑯?biāo),幾乎都將10mm以下的顆粒篩除。

第一百一十三頁(yè)，共152頁(yè)。4、骨料的級(jí)配由于膠凝材料漿體的需求量是由集料間需要填充的空隙和集料需要包裹的面積決定的。所以希望選擇空隙率低、比表面積相對(duì)較小的集料。第一百一十四頁(yè)，共152頁(yè)。粗骨料的級(jí)配不好

90年代初之前北京的石子空隙率一直為40%-43%,而目前已達(dá)46%以上,甚至達(dá)到48%以上。廣東一帶石子空隙率甚至達(dá)50%。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),建筑工程使用的石子為連續(xù)級(jí)配,最小粒徑為5mm；而目前實(shí)際混凝土用碎石一般做不到5m以上連續(xù)級(jí)配。

第一百一十五頁(yè)，共152頁(yè)。第一百一十六頁(yè)，共152頁(yè)。原因與對(duì)策實(shí)際上是混凝土行業(yè)對(duì)砂石行業(yè)的誤導(dǎo)。攪拌站對(duì)粒形和級(jí)配的問(wèn)題則很寬容，寧可容許用多加水泥來(lái)滿足和易性要求，也不肯優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)購(gòu)買(mǎi)優(yōu)質(zhì)骨料。為改變目前的狀態(tài)，必須盡快改進(jìn)石子加工工藝，且宜采用10-20mm與5-10mm兩級(jí)粗骨料配合使用，以降低石子空隙率。第一百一十七頁(yè)，共152頁(yè)。5、砂的細(xì)度目前我國(guó)天然砂資源開(kāi)始出現(xiàn)緊張的趨勢(shì)，尤其是中粗砂供應(yīng)緊張。為滿足攪拌站對(duì)砂細(xì)度模數(shù)的要求，供砂商往砂中填加小石子。人工砂已經(jīng)快速進(jìn)入建筑市場(chǎng)。

第一百一十八頁(yè)，共152頁(yè)。

廉慧珍教授指出減少水泥消耗率的關(guān)鍵是提高骨料質(zhì)量第一百一十九頁(yè)，共152頁(yè)。人工砂中的石粉

石粉是一般碎石生產(chǎn)企業(yè)所稱的石粉、石沫，是在生產(chǎn)人工砂過(guò)程中，在加工前經(jīng)除土處理。加工后形成粒徑小于75um，其礦物組成是和化學(xué)成分與母巖相同的物質(zhì)。與天然砂中的粘土成分在混凝土中所起的負(fù)面影響不同，它的摻入對(duì)完善混凝土細(xì)骨料級(jí)配，提高混凝土和易性與密實(shí)性有很大益處，進(jìn)而起到提高混凝土綜合性能的結(jié)果。第一百二十頁(yè)，共152頁(yè)。6、利用廢棄資源加工混凝土骨料

據(jù)推算，全國(guó)現(xiàn)有尾礦的總量為100億噸以上。第一百二十一頁(yè)，共152頁(yè)。鐵礦尾礦第一百二十二頁(yè)，共152頁(yè)。第一百二十三頁(yè)，共152頁(yè)。尾礦的危害第一百二十四頁(yè)，共152頁(yè)。第一百二十五頁(yè)，共152頁(yè)。第一百二十六頁(yè)，共152頁(yè)。各種廢料（煤矸石）第一百二十七頁(yè)，共152頁(yè)。各種廢料（建筑垃圾）第一百二十八頁(yè)，共152頁(yè)。

建筑垃圾侵蝕潔凈的海灘

第一百二十九頁(yè)，共152頁(yè)。鐵礦的砂石生產(chǎn)線第一百三十頁(yè)，共152頁(yè)。用尾礦砂生產(chǎn)建筑砂第一百三十一頁(yè)，共152頁(yè)。用尾礦生產(chǎn)建筑用石第一百三十二頁(yè)，共152頁(yè)。用煤矸石生產(chǎn)建筑用砂第一百三十三頁(yè)，共152頁(yè)。用建筑垃圾生產(chǎn)再生骨料第一百三十四頁(yè)，共152頁(yè)。尾礦骨料建筑工程第一百三十五頁(yè)，共152頁(yè)。尾礦骨料建筑工程第一百三十六頁(yè)，共152頁(yè)。第一百三十七頁(yè)，共152頁(yè)。首鋼尾礦砂工程用配合比第一百三十八頁(yè)，共152頁(yè)。北京建工學(xué)院建材實(shí)驗(yàn)樓再生混凝土試點(diǎn)工程

試驗(yàn)配合比試驗(yàn)結(jié)果第一百三十九頁(yè)，共152頁(yè)。五、關(guān)于高性能混凝土認(rèn)識(shí)的兩個(gè)誤區(qū)1、高流動(dòng)性與高性能混凝土拌和物的流動(dòng)性從10年前普遍的70—90mm發(fā)展到現(xiàn)在大量預(yù)拌混凝土的180—200mm，還有的工程用自密實(shí)混凝土來(lái)澆筑。自密實(shí)混凝土減輕了振搗的工作量，推動(dòng)了預(yù)拌混凝土的發(fā)展，泵送高度已可達(dá)300m以上，并大大減少了“蜂窩”、“麻面”和“狗洞”等現(xiàn)象，提高了混凝土的勻質(zhì)性。目前很多人以“高流動(dòng)性”為“高性能混凝土”的特征。第一百四十頁(yè)，共152頁(yè)。

普通混凝土需要坍落度在160mm以上才適于泵送；而粉煤灰混凝土坍落度只需80～100mm就可以輕易地泵送。同時(shí)，由于粉煤灰的滾珠潤(rùn)滑效應(yīng)，摻粉煤灰混凝土有較大的有效振搗半徑，還易于振搗密實(shí)。看上去與普通的干硬混凝土外觀相似的粉煤灰混凝土，在高頻振動(dòng)棒的振動(dòng)作用下十分易于成型密實(shí)。而按照普通混凝土的粘度來(lái)衡量時(shí)，就會(huì)造成不必要地增加用水量、擴(kuò)大水膠比，追求大流動(dòng)性，在澆筑后過(guò)度振搗，不僅影響其作用正常發(fā)揮，而且使較輕的粉煤灰易于上浮，出現(xiàn)人為的分層現(xiàn)象。第一百四十一頁(yè)，共152頁(yè)。

影響混凝土流動(dòng)性的因素是用水量和高效減水劑，而影響相同流動(dòng)性混凝土用水量的主要因素是骨料的質(zhì)量。我國(guó)目前骨料質(zhì)量越來(lái)越差，20多年前砂、石的空隙率一般都在43%以下，而現(xiàn)今北京和深圳的砂石空隙率經(jīng)常在46%以上，有時(shí)接近50%。第一百四十二頁(yè)，共152頁(yè)。

由于絕大多數(shù)采石場(chǎng)仍使用成本低廉的顎式破碎機(jī)，材質(zhì)越硬的石料，破碎后針、片狀顆粒越多，粒徑小于10mm的顆粒幾乎都是針片狀顆粒，實(shí)際上缺少5-10mm粒級(jí)的顆粒