甘昌成

（鶴山市建力混凝土有限公司，廣東 鶴山 529721）

4 提高硬化混凝土質(zhì)量的新觀點(diǎn)

從事混凝土施工操作多年的一線人員，都知道高抗?jié)B的預(yù)拌混凝土與現(xiàn)場(chǎng)攪拌的普通混凝土硬化后質(zhì)量上的差別。一港資企業(yè)廠房有30 多根柱子，C25 混凝土，完成一半后，由于某種原因，混凝土供應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)攪拌轉(zhuǎn)為預(yù)拌混凝土。后因柱子偏高，需要人工打掉部分柱頭。香港老板觀看了兩種混凝土柱頭被打掉的過(guò)程。操作工左手執(zhí)鋼釬，右手揮榔頭。鋼釬響處，現(xiàn)場(chǎng)攪拌的普通混凝土一塊一塊往下掉，錘擊鋼釬聲音沉悶，看不到火花；高抗?jié)B的預(yù)拌混凝土，錘擊聲音清脆，鋼釬擊打混凝土后立即彈開(kāi)，火花四濺。在混凝土表面同一個(gè)點(diǎn)擊打幾十下，打成一個(gè)淺洞，混凝土也沒(méi)有往下掉。用操作工的話說(shuō)，這種混凝土“特別韌”。香港老板看到這種場(chǎng)景后，對(duì)施工單位提出要求，指定今后必須使用這種預(yù)拌混凝土。某小區(qū)要打掉地下車道一個(gè)過(guò)高的門(mén)頂，C30 混凝土，兩名操作工足足打了兩天，兩手都蹭出了血泡。據(jù)操作工反映，同樣體積的現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土，不到半天就可以打掉。類似的例子很多，詢問(wèn)過(guò)不同的操作工，他們的體會(huì)完全一致：最不愿意打高抗?jié)B混凝土的樁頭、柱頭，即使比現(xiàn)場(chǎng)攪拌的普通混凝土多付三倍的工錢，他們也不愿意打這種混凝土。高抗?jié)B防裂促進(jìn)了地區(qū)建筑質(zhì)量的提高。有業(yè)主反映，即使房?jī)r(jià)高一些，也愿意購(gòu)買這種質(zhì)量放心的商品房。

混凝土高抗?jié)B防裂的硬化質(zhì)量得到了社會(huì)的普遍認(rèn)同。

混凝土實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B必須滿足的三個(gè)基本條件[3]，反映了配合比的合理性和施工養(yǎng)護(hù)工藝的合理性。也就是說(shuō)，提高硬化混凝土質(zhì)量必須要有合理的配合比和合理的施工養(yǎng)護(hù)工藝。上一節(jié)討論了滿足混凝土正常生長(zhǎng)發(fā)育需要的工藝條件，是提高硬化混凝土質(zhì)量合理的工藝措施。本節(jié)繼續(xù)討論與硬化混凝土質(zhì)量和耐久性相關(guān)的一些新觀點(diǎn)。

（1）巖石風(fēng)化的啟示：只有實(shí)現(xiàn)了高抗?jié)B的混凝土，才能稱得上質(zhì)量?jī)?yōu)良的硬化混凝土。

以前，人們以為天然巖石是亙古不變的?，F(xiàn)在我們知道，大自然通過(guò)對(duì)巖石的風(fēng)化和剝蝕，可以將高山夷為平地。大自然對(duì)巖石的風(fēng)化作用分為物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化，所有處于地表?xiàng)l件下的巖石都會(huì)風(fēng)化。但風(fēng)化有難易快慢之分，差別很大。巖石的風(fēng)化速率與氣候條件和環(huán)境條件、與巖石的礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造有關(guān)，也與巖石本身的抗?jié)B透能力有關(guān)?？?jié)B性能差的巖石，在不利的氣候及環(huán)境條件下，由于環(huán)境介質(zhì)的物理和化學(xué)作用而分解，分解層向巖石的縱深發(fā)展可形成巨厚的風(fēng)化層。當(dāng)風(fēng)化層被風(fēng)雨、冰雪等剝蝕之后，新的巖層被暴露出來(lái)，加速了巖石的風(fēng)化。但是有些巖石十分堅(jiān)固，其組成礦物的溶解性極小，抗?jié)B透能力很強(qiáng)，風(fēng)雨及環(huán)境有害介質(zhì)都不能侵入巖石內(nèi)部，只能在巖石表面進(jìn)行微風(fēng)化。這些巖石可以抵擋數(shù)百年的風(fēng)化剝蝕而不碎裂。

混凝土是一種人造巖石，具有天然巖石相似的性質(zhì)。相對(duì)于天然巖石而言，其生長(zhǎng)發(fā)育周期極短，如果不滿足其生長(zhǎng)發(fā)育必須滿足的基本條件，混凝土內(nèi)部容易形成比天然巖石更多的缺陷?？?jié)B性能降低則是缺陷的主要表現(xiàn)形式?；炷潦湛s裂縫的形成就源于連通毛細(xì)孔隙缺陷的生成，源于抗?jié)B性能的降低。由于抗?jié)B性差，環(huán)境有害介質(zhì)容易滲透進(jìn)入混凝土內(nèi)部，降低了混凝土的抗腐蝕性，使混凝土在自然環(huán)境下比天然巖石更容易“風(fēng)化”和“剝蝕”。因此，混凝土抗?jié)B性能降低是混凝土耐久性降低的根源。以往都是以可見(jiàn)裂縫或可見(jiàn)有害裂縫為硬化混凝土質(zhì)量的控制目標(biāo)，但沒(méi)有裂縫的混凝土，其質(zhì)量未必優(yōu)良?；炷敛坏獙?shí)現(xiàn)“無(wú)裂縫”，還要實(shí)現(xiàn)“零缺陷”，才是質(zhì)量?jī)?yōu)良的硬化混凝土。高抗?jié)B防裂使硬化混凝土“無(wú)裂縫”、“零缺陷”成為可能?；炷翆?shí)現(xiàn)了高抗?jié)B防裂，提高了抗腐蝕能力，提高了耐久性，才稱得上是質(zhì)量?jī)?yōu)良的硬化混凝土。

（2）只有實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B防裂，才能提高硬化混凝土的抗碳化性能和護(hù)筋性能。

現(xiàn)代建筑中，混凝土離不開(kāi)鋼筋，就像肌肉離不開(kāi)骨頭一樣?；炷劣辛虽摻畹呐浜?，鑄造了現(xiàn)代建筑的輝煌?，F(xiàn)代建筑的壽命，取決于混凝土的耐久性和鋼筋的耐久性。鋼筋的耐久性則取決于混凝土保護(hù)鋼筋不生銹的能力。鋼筋表面的純化膜只有在堿性環(huán)境下才能穩(wěn)定存在，因此混凝土的抗碳化性能得到了人們的重視，是混凝土耐久性的重要指標(biāo)。人們普遍認(rèn)為混凝土的抗碳化性能取決于混凝土中的堿度，故近年來(lái)大摻量摻合料混凝土的抗碳化問(wèn)題引起了關(guān)注，認(rèn)為粉煤灰和礦粉的大量摻入降低了混凝土的抗碳化能力。

作者認(rèn)為，混凝土的抗碳化能力固然與混凝土中的堿度，即與混凝土中的水泥用量有關(guān)，但也與混凝土的抗?jié)B能力有關(guān)，關(guān)鍵還是混凝土的抗?jié)B性。如果混凝土的抗?jié)B性很差，環(huán)境中的CO2很容易滲透進(jìn)入混凝土，混凝土中的堿度再高，也有消耗殆盡的時(shí)候。因此，不管混凝土的水泥用量多少，或摻合料摻量多少，要提高混凝土的抗碳化能力，關(guān)鍵是提高混凝土的抗?jié)B性。為了驗(yàn)證這一推斷，作者專門(mén)做了試驗(yàn)。123kg/m3的水泥用量，300kg/m3的摻合料，連同水泥中的混合材，混凝土中的摻合料摻量達(dá)到76.7%，由于混凝土7d 達(dá)到了P30 級(jí)以上的高抗?jié)B，混凝土136d 自然碳化的深度為0。而水泥用量220kg/m3的混凝土，由于抗?jié)B性能差，39d 自然碳化深度達(dá)到6mm[10]（表1）。實(shí)際工程中也出現(xiàn)了272kg/m3水泥用量的混凝土，28d 的自然碳化深度達(dá)到2～5mm[10]。質(zhì)監(jiān)部門(mén)在長(zhǎng)期的建筑質(zhì)量跟蹤檢測(cè)中，肯定了高抗?jié)B混凝土的碳化深度很小。生產(chǎn)試驗(yàn)和工程實(shí)際都驗(yàn)證了作者的推斷。

（3）混凝土的生產(chǎn)和施工滿足了高抗?jié)B的三個(gè)基本條件[3]，就可以提高硬化混凝土的質(zhì)量。

“混凝土的充水空間要足夠小”和“膠凝材料要有足夠填充充水空間的水化產(chǎn)物”，是混凝土實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B必須滿足的一、三基本條件?；緱l件二完美濕養(yǎng)護(hù)則是高抗?jié)B的保證條件?；緱l件一、三反映了配合比的合理性，基本條件一、二反映了施工養(yǎng)護(hù)工藝的合理性。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要辯證地看待高抗?jié)B的一、三基本條件，協(xié)調(diào)好兩者的關(guān)系。①如果完美濕養(yǎng)護(hù)條件下混凝土3～7d 實(shí)現(xiàn)了高抗?jié)B，我們就說(shuō)配合比同時(shí)滿足了高抗?jié)B的一、三基本條件，配合比是合理的。如果二次抹壓后的完美濕養(yǎng)護(hù)，混凝土不能實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B，但初凝前的二次振動(dòng)可以使混凝土實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B，我們?nèi)匀豢梢哉J(rèn)為配合比是合理的，但施工中混凝土初凝前必須實(shí)施二次振動(dòng)工藝?；炷翆?shí)現(xiàn)了高抗?jié)B，表明在給定膠凝材料條件下，混凝土的充水空間達(dá)到了足夠??；或在給定水膠比條件下，膠凝材料有足夠填充充水空間的水化產(chǎn)物。所謂“足夠填充”，是指水化產(chǎn)物可以將充水空間完全填充密實(shí)，混凝土達(dá)到了該強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)具有的高抗?jié)B密實(shí)度。②在完美濕養(yǎng)護(hù)條件下，如果混凝土不能實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B，表明混凝土的充水空間未能達(dá)到足夠小，或膠凝材料不能產(chǎn)生足夠填充充水空間的水化產(chǎn)物。這時(shí)應(yīng)減小水膠比，以減小混凝土的充水空間；或提高膠凝材料的活性，以增加水化產(chǎn)物總量?；蛘邇烧卟⒂茫岣邔?shí)現(xiàn)高抗?jié)B的可靠性，提高配合比的合理性。③這種充水空間的大小以及水化產(chǎn)物的總量是否足夠，對(duì)于不同的強(qiáng)度等級(jí)以及不同的抗?jié)B介質(zhì)也是相對(duì)的。例如，對(duì)于抗?jié)B介質(zhì)滲透達(dá)到了足夠小的充水空間，當(dāng)轉(zhuǎn)為抗氯離子等強(qiáng)滲透介質(zhì)時(shí)，這樣的充水空間就未必是足夠小了。

混凝土澆筑密實(shí)成型后，至初凝前，如果由于坍落度過(guò)大，充水空間過(guò)大，混凝土出現(xiàn)了泌水離析，或者由于混凝土失水，內(nèi)部充滿了缺陷。粗大的泌水通道水化產(chǎn)物不能完全填充密實(shí)；失水通道缺水不能生成水化產(chǎn)物，不能實(shí)現(xiàn)充水空間的完全填充。如果不采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧尰炷吝@樣地進(jìn)入硬化階段，硬化后的混凝土內(nèi)部就會(huì)充滿缺陷，積蓄內(nèi)應(yīng)力。這樣的工藝就是不合理的工藝。應(yīng)在初凝前對(duì)混凝土實(shí)施二次振動(dòng)，使混凝土重新密實(shí)，將粗大的泌水通道和失水通道封閉，消除離析形成的薄弱結(jié)構(gòu)，使混凝土的充水空間變得足夠小，重新被拌合水充盈，水化產(chǎn)物就可以將充水空間完全填充密實(shí)，混凝土就可以實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B。所以，實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B的基本條件一，既反映了配合比的合理性，也反映了施工養(yǎng)護(hù)工藝的合理性。

（4）降低水泥用量是混凝土技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，但混凝土的膠凝材料用量應(yīng)該適宜，不應(yīng)偏低。

隨著熟料質(zhì)量和水泥等級(jí)的提高，混凝土中的水泥用量在逐漸降低。這是符合保護(hù)生態(tài)和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展方向的。水泥和混凝土都是自然資源消耗量很大的建筑材料。有資料報(bào)道，燒制水泥的石灰石儲(chǔ)量只夠水泥工業(yè)生產(chǎn)使用40～50年[11]。隨著石灰石資源的逐漸減少，低水泥用量是混凝土技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但是，要提高硬化混凝土的質(zhì)量就必須實(shí)現(xiàn)混凝土的高抗?jié)B，混凝土的膠凝材料用量就不宜偏低。大摻量摻合料混凝土膠凝材料的總體活性較低，生成的水化產(chǎn)物總量較少，如果膠凝材料用量偏低，可能會(huì)同時(shí)存在充水空間過(guò)大和水化產(chǎn)物總量不足的問(wèn)題。這將導(dǎo)致混凝土抗?jié)B性能變差，耐久性降低。

適宜的膠凝材料用量對(duì)提高硬化混凝土的質(zhì)量十分重要。適宜的膠凝材料用量是為了使混凝土的充水空間足夠小，膠凝材料能夠產(chǎn)生足夠填充充水空間的水化產(chǎn)物，滿足高抗?jié)B必須滿足的基本條件。只要混凝土容易實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B，我們就說(shuō)膠凝材料的用量是適宜的。適宜的膠凝材料用量與混凝土的坍落度和砂率等因素有關(guān)。坍落度大，砂率大，適宜的膠凝材料用量也大，反之則少。從高抗?jié)B提高耐久性的角度來(lái)說(shuō)，低膠凝材料用量只適宜用于低砂率、低坍落度的混凝土。例如，300kg/m3的膠凝材料用量，對(duì)于干硬性和半干硬性的道路混凝土來(lái)說(shuō)是適宜的，但對(duì)于大流動(dòng)度的泵送混凝土來(lái)說(shuō)就不是適宜的了。我們?cè)驯盟突炷聊z凝材料用量為380～450kg/m3的范圍看作是適宜的[9]（當(dāng)時(shí)C40以下的低強(qiáng)度混凝土主要使用P·O32.5水泥），是因?yàn)橛昧坎恍∮谙孪迺r(shí)，混凝土比較容易實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B，其上限則是從經(jīng)濟(jì)性考慮；把350kg/m3以下的膠凝材料用量看作偏低，是因?yàn)殡S著用量的降低，高抗?jié)B將逐漸變得困難。泵送混凝土的膠凝材料用量偏低，不但硬化混凝土的抗?jié)B性能變差，拌合物的泵送施工性能也將變差，混凝土生產(chǎn)和施工中抗質(zhì)量波動(dòng)的能力也將變差。隨著技術(shù)的進(jìn)步和建筑效率的提高，泵送施工和大流動(dòng)度的混凝土應(yīng)用越來(lái)越廣泛。低膠凝材料用量混凝土的抗?jié)B性和耐久性問(wèn)題，應(yīng)引起關(guān)注。

過(guò)分強(qiáng)調(diào)配合比的經(jīng)濟(jì)性以及低膠凝材料用量對(duì)混凝土的抗裂作用，在認(rèn)識(shí)上是個(gè)誤區(qū)，我們?yōu)榇烁冻龅拇鷥r(jià)是沉重的。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)“混凝土材料設(shè)計(jì)僅是滿足強(qiáng)度達(dá)標(biāo)和堅(jiān)持節(jié)約資金?；炷脸瑥?qiáng)和后期強(qiáng)度增長(zhǎng)部分，被譏為浪費(fèi)，都必須用大水灰比”[12]。我國(guó)壩工混凝土的水膠比，大壩外部為0.6～0.7，內(nèi)部為0.7～0.8；美國(guó)則為0.4～0.45 和0.5～0.55。美國(guó)的胡佛大壩運(yùn)作了50年依然如新，被各國(guó)壩工專家一致認(rèn)定為長(zhǎng)壽壩；而我國(guó)上世紀(jì)五六十年代相繼建成的皖西五大名壩，曾為我國(guó)壩工專家引以為驕傲，運(yùn)作40年以后，已積勞成疾，陷入危境[12]。其中的佛子嶺大壩于1954年建成不久，即發(fā)現(xiàn)壩體產(chǎn)生多處裂縫[12]。

混凝土的抗?jié)B性能和抗碳化性能取決于水化產(chǎn)物生成密度的大小，即混凝土的致密程度。一般而言，復(fù)合膠凝材料用量越大，水化產(chǎn)物總量越大；水膠比越小，充水空間越小。由此水化產(chǎn)物的生成密度越大，混凝土越致密。只有適宜的膠凝材料用量，才能保證混凝土一定的致密度。作者對(duì)膠凝材料用量不同的大摻量摻合料混凝土的抗碳化性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，混凝土的抗?jié)B性高，其抗碳化能力就強(qiáng)[10]。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。表1的序號(hào)1 水泥用量雖然只有123kg/m3，但因?yàn)槟z凝材料用量較高，水膠比較小，混凝土的充水空間很??；摻合料的活性較高，可以產(chǎn)生足夠的水化產(chǎn)物將充水空間完全填充密實(shí)?；炷恋闹旅芏群芨撸?d 達(dá)到了P30 級(jí)以上的高抗?jié)B，混凝土136d 的自然碳化深度為0。序號(hào)2 和序號(hào)1 一樣采用完美濕養(yǎng)護(hù)，由于硬化期間不失水，混凝土的抗?jié)B能力也很強(qiáng)，但是由于膠凝材料用量較低，混凝土的充水空間較大，水化產(chǎn)物的致密程度，或者說(shuō)混凝土的抗?jié)B透能力不及序號(hào)1，106d自然碳化深度為1.8mm。序號(hào)3 的配合比與序號(hào)2 相近，但序號(hào)3 在硬化期間放任失水，存在大量連通的失水通道，抗?jié)B性能很差，短短39d 的自然碳化深度達(dá)到了6mm。閻培渝教授的試驗(yàn)[13]也表明，混凝土的抗?jié)B透能力隨膠凝材料用量的降低而降低。當(dāng)膠凝材料從486kg/m3降至360kg/m3時(shí)，混凝土氯離子的遷移系數(shù)提高了一倍半（為原來(lái)的2.5 倍）。

表1 混凝土的抗?jié)B透能力和抗碳化能力與膠凝材料用量和水膠比的關(guān)系

膠凝材料用量越低，高抗?jié)B的一、三基本條件越不容易滿足。應(yīng)該轉(zhuǎn)變以僅滿足強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的經(jīng)濟(jì)性原則來(lái)評(píng)價(jià)配合比合理性的觀念。我們的國(guó)家規(guī)范和我們的高級(jí)專家都不宜過(guò)分強(qiáng)調(diào)配合比的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)檫@可能對(duì)行業(yè)做出誤導(dǎo)。其實(shí)，容易實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B的適宜的膠凝材料用量與僅滿足強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的低膠凝材料用量相比，所增加的材料成本在建筑總成本中所占的比例是很小的，但高抗?jié)B提高建筑物耐久性的經(jīng)濟(jì)回報(bào)卻是巨大的。如果因小失大，我們今后還將為此付出沉重代價(jià)?；炷翑嚢枵居捎谄髽I(yè)經(jīng)營(yíng)的利益驅(qū)使，是要強(qiáng)調(diào)配合比的經(jīng)濟(jì)性，但這種經(jīng)濟(jì)性原則必須建立在混凝土可以實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B的基礎(chǔ)上。如果混凝土偏離高抗?jié)B太遠(yuǎn)，表明混凝土的充水空間太大，或水化產(chǎn)物總量太少，混凝土生產(chǎn)中和施工中抗質(zhì)量波動(dòng)的能力將變得很敏感，質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)加大，企業(yè)有可能付出的代價(jià)更大。

值得指出的是，適宜的膠凝材料用量是使混凝土容易實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B，并不是說(shuō)其配合比就一定合理；也不是說(shuō)膠凝材料用量偏低其配合比就一定不合理。配合比合理不合理，應(yīng)以完美濕養(yǎng)護(hù)條件下混凝土3～7d 能否實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B進(jìn)行判定。

（5）混凝土的高性能與高抗?jié)B是不可分割的。

高性能混凝土是現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展的重要方向，混凝土都應(yīng)該高性能化。對(duì)高性能混凝土的研究風(fēng)靡國(guó)內(nèi)外，見(jiàn)解甚多。但高性能混凝土必須有高的耐久性，這一認(rèn)識(shí)則是一致的。然而高性能混凝土在使用過(guò)程中也容易發(fā)生早期開(kāi)裂，失去了高性能的特性，引起了人們的反思[14]。作者闡述了混凝土的高性能與高抗?jié)B的關(guān)系，認(rèn)為高性能與高抗?jié)B不可分割[7]。高性能混凝土是容易實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B的，但如果混凝土澆筑成型以后拌合水損失，這部分混凝土的抗?jié)B性能也會(huì)降低。失水通道產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，迫使混凝土收縮而開(kāi)裂。這反映出高性能混凝土也必須要實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B才能防裂，才能提高耐久性，才能得到最終的高性能。所以混凝土的高性能與高抗?jié)B是不可分割的。

另一方面，容易實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B的混凝土，因?yàn)槌渌臻g足夠小，避免或大大減少了混凝土拌合物的泌水離析，提高了混凝土的勻質(zhì)性和穩(wěn)定性；適宜的膠凝材料用量保證了集料間一定的凈漿層厚度，混凝土拌合物就具有良好的流動(dòng)度和良好的流變特性[4]，從而保證了混凝土的高工作性；有足夠填充充水空間的水化產(chǎn)物，混凝土3～7d 實(shí)現(xiàn)了高抗?jié)B，容易獲得必要的早期強(qiáng)度。高抗?jié)B混凝土的這些特性使混凝土具有明顯的高性能特征。高抗?jié)B的混凝土，硬化以后“無(wú)裂縫”，“零缺陷”，硬化質(zhì)量?jī)?yōu)良。這種混凝土內(nèi)應(yīng)力小，平衡度高，體系穩(wěn)定，體積穩(wěn)定，耐久性好。因此混凝土的高性能與高抗?jié)B是不可分割的。

（6）建立和保持混凝土的體系平衡，是提高硬化混凝土質(zhì)量和耐久性的關(guān)鍵。

混凝土的理論研究應(yīng)重視體系的平衡問(wèn)題。混凝土早期裂縫的發(fā)生，中后期的開(kāi)裂和破壞，都是體系的平衡失調(diào)、不平衡得到發(fā)展的結(jié)果?；炷恋捏w積穩(wěn)定性問(wèn)題，實(shí)際上是體系的穩(wěn)定、體系的平衡問(wèn)題。把握好混凝土生命過(guò)程各個(gè)階段的體系平衡，就能夠提高硬化混凝土的質(zhì)量，提高耐久性。

1）混凝土澆筑成型后拌合物的體系平衡問(wèn)題

泌水離析較重的混凝土，拌合物體系是一個(gè)不穩(wěn)定的體系。由于充水空間較大，充水空間充盈的拌合水不能承受體系的自重。在自重作用下，多余的拌合水被擠壓排出，直至充水空間小到可以承受體系的自重。這是體系由不平衡向平衡轉(zhuǎn)化的一個(gè)過(guò)程。但是這種平衡是短暫的。泌水離析使混凝土內(nèi)部存在粗大的泌水通道和很多薄弱結(jié)構(gòu)，破壞了混凝土的勻質(zhì)性。這些泌水通道和薄弱結(jié)構(gòu)很難被水化產(chǎn)物填充密實(shí)，容易滋生內(nèi)應(yīng)力，破壞體系的平衡。

高性能混凝土拌合物則是一個(gè)穩(wěn)定性好的平衡體系。其水膠比小，不泌水，不離析，勻質(zhì)性好。充水空間足夠小，能夠承受體系自重，在自重作用下保持著混凝土的勻質(zhì)性。這時(shí)的混凝土沒(méi)有內(nèi)應(yīng)力，體系穩(wěn)定。但是混凝土澆筑成型后如果體系失水，存在失水通道，就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使體系偏離原來(lái)的平衡，體系就變得不穩(wěn)定。這就是高性能混凝土也容易發(fā)生早期開(kāi)裂的原因。

因此，初凝前為混凝土建立一個(gè)穩(wěn)定的平衡體系，對(duì)于提高硬化混凝土的質(zhì)量非常重要。對(duì)于高性能混凝土，可以采用即時(shí)養(yǎng)護(hù)，防止拌合水損失，就可以保持體系的平衡。如果混凝土已經(jīng)失水，不管失水多少，初凝前都應(yīng)該采用二次抹壓將失水缺陷徹底消除。消除了失水通道也就消除了內(nèi)應(yīng)力。失水部位的混凝土，經(jīng)過(guò)抹壓之后更密實(shí)，充水空間重新被拌合水全部充盈，水化產(chǎn)物就可以將充水空間完全填充密實(shí)，使混凝土實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B。泌水混凝土由于存在泌水通道，不宜采用即時(shí)養(yǎng)護(hù)。要及時(shí)將泌出在表面的水排走，初凝前對(duì)混凝土表面反復(fù)抹壓，將泌水通道和失水通道封閉消除。泌水離析較嚴(yán)重的混凝土，內(nèi)部充滿缺陷，對(duì)這種混凝土最好采用二次振動(dòng)工藝。只有初凝前的二次振動(dòng)，才能比較徹底地消除內(nèi)部深處的缺陷，提高了拌合物的勻質(zhì)性，并使混凝土的充水空間變得足夠小。缺陷消除了，內(nèi)應(yīng)力也消除了，初凝前的混凝土體系就成為一個(gè)穩(wěn)定的平衡體系。

2）混凝土硬化過(guò)程中的體系平衡問(wèn)題

初凝前的拌合物體系平衡，為建立硬化混凝土的體系平衡奠定了基礎(chǔ)。從初凝開(kāi)始，混凝土進(jìn)入硬化階段。這一階段內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生主要是由于拌合水損失引起的。因此，二次振動(dòng)和二次抹壓之后，一定要嚴(yán)控拌合水損失。我們強(qiáng)調(diào)要一邊抹壓一邊覆蓋，并接著澆水保濕，讓覆蓋物飽水，就是不讓拌合水損失。二次抹壓和覆蓋完成后，對(duì)混凝土要澆足水養(yǎng)護(hù)，或蓄水養(yǎng)護(hù)3～7d，確保養(yǎng)護(hù)期間混凝土不失水，混凝土的整體就可以實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B，從而最大限度地消除或減小混凝土的應(yīng)力。這樣我們就為硬化混凝土建立了一個(gè)穩(wěn)定性好的平衡體系。

3）混凝土受役期間的體系平衡問(wèn)題

濕養(yǎng)護(hù)結(jié)束，混凝土實(shí)現(xiàn)了高抗?jié)B，以良好的平衡狀態(tài)進(jìn)入受役期。我們所得到的混凝土，內(nèi)部缺陷和應(yīng)力都被減到最小，是“無(wú)裂縫”、“零缺陷”的質(zhì)量?jī)?yōu)良的硬化混凝土。受役階段的主要任務(wù)，就是努力保持硬化混凝土的體系平衡。

如同再堅(jiān)硬的巖石也要被風(fēng)化一樣，再堅(jiān)硬的混凝土也要被腐蝕。堅(jiān)硬的巖石，環(huán)境介質(zhì)不能滲透進(jìn)內(nèi)部，只能在表面微風(fēng)化，這樣的巖石非常耐久。我們也希望暴露在大氣中的混凝土，也只能在表面微腐蝕。如此，混凝土也將如堅(jiān)硬巖石般耐久。很顯然，受役期間不但要保持混凝土的高抗?jié)B，還應(yīng)不斷提高混凝土的密實(shí)度，不斷提高抗?jié)B性，才可以長(zhǎng)久地維持體系的平衡，提高耐久性。

暴露在大氣中的混凝土，中后期在不利的氣候環(huán)境下，其拌合水仍然會(huì)損失。雖然失水不像早期那么快，盡管非常緩慢，但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，終會(huì)形成失水通道。先是表面的，再是表層的，接著向縱深發(fā)展。中后期損失的附著水、層間水、結(jié)晶水會(huì)產(chǎn)生更大的收縮[15]，也就是會(huì)產(chǎn)生更大的收縮應(yīng)力。另一方面，失水通道為環(huán)境有害介質(zhì)進(jìn)入混凝土提供了方便，水化產(chǎn)物受有害介質(zhì)侵蝕而變質(zhì)，也會(huì)產(chǎn)生很大的膨脹應(yīng)力。這是混凝土中后期破壞體系平衡的應(yīng)力來(lái)源。只有采取有效措施，防止拌合水損失，才能防止或減小應(yīng)力的產(chǎn)生，保持體系的平衡與穩(wěn)定。

從延長(zhǎng)混凝土的平衡周期、提高耐久性的角度考慮，混凝土濕養(yǎng)護(hù)結(jié)束實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B以后，應(yīng)對(duì)混凝土表層作封閉處理，使表層混凝土達(dá)到高的致密度，以提高其抗不平衡因素干擾的能力。在進(jìn)行混凝土的配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮膠凝材料中后期的反應(yīng)能力?；炷劣不缙谂c受役階段都不失水，就有充裕的拌合水提供后續(xù)的反應(yīng)，就可以延長(zhǎng)混凝土的生長(zhǎng)發(fā)育期?；炷辽L(zhǎng)發(fā)育期越長(zhǎng)，混凝土越密實(shí)，抗?jié)B性越強(qiáng)，平衡度越高，體系越穩(wěn)定，耐久性越好[4,8]。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）混凝土的產(chǎn)品質(zhì)量最終體現(xiàn)為硬化混凝土的質(zhì)量。質(zhì)量?jī)?yōu)良的硬化混凝土應(yīng)是“無(wú)裂縫”、“零缺陷”的混凝土?；炷量?jié)B性能降低以及早期裂縫的出現(xiàn)，表明混凝土發(fā)育不良，硬化不良。裂縫控制問(wèn)題，說(shuō)到底是混凝土的硬化技術(shù)問(wèn)題。應(yīng)對(duì)水化產(chǎn)物對(duì)混凝土充水空間的填充規(guī)律作深入研究，摸清混凝土的硬化規(guī)律，才能真正掌握混凝土的硬化技術(shù)。

（2）應(yīng)在實(shí)際工程中全面實(shí)現(xiàn)混凝土的高抗?jié)B，利用高抗?jié)B進(jìn)行防裂。高抗?jié)B的實(shí)現(xiàn)，表明混凝土的不可見(jiàn)裂縫和不可見(jiàn)孔隙缺陷都得到有效控制，使硬化混凝土“無(wú)裂縫”、“零缺陷”成為可能，從而最大限度地控制了混凝土收縮開(kāi)裂。高抗?jié)B的混凝土體系，內(nèi)部應(yīng)力小，平衡度高，抗不平衡因素干擾能力強(qiáng)。這樣的混凝土體系穩(wěn)定。體系穩(wěn)定，體積才能穩(wěn)定，如此便大大提高了混凝土的抗裂能力。

（3）材料收縮理論把混凝土的收縮分成若干種，造成收縮增大的原因更是繁多，難數(shù)其詳。這些研究對(duì)于了解混凝土的收縮規(guī)律是很必要的，但很難針對(duì)性地用于解決工程實(shí)際問(wèn)題。減小或補(bǔ)償收縮應(yīng)用了多少年，始終難以根治混凝土工程的裂與滲。高抗?jié)B防裂則認(rèn)為，收縮是應(yīng)力作用的結(jié)果，應(yīng)著力減小應(yīng)力而不是收縮，并把拌合水損失看成是收縮開(kāi)裂的總源頭，因?yàn)槭ǖ朗鞘湛s內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的母體。工程實(shí)踐表明，只要有效防止拌合水損失，就可以有效防止開(kāi)裂。這樣就實(shí)現(xiàn)了混凝土抗收縮開(kāi)裂復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。

（4）混凝土收縮裂縫的控制之所以成為長(zhǎng)期困擾建筑界的技術(shù)難題，是因?yàn)槭┕ぶ谢炷翝仓尚秃?，普遍存在放任失水的現(xiàn)象，背離了混凝土的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，背離了抗裂與抗?jié)B不可分割的辯證關(guān)系，使混凝土得不到正常的生長(zhǎng)發(fā)育。只有在理論上樹(shù)立拌合水在混凝土成型后不得損失的觀念，實(shí)際施工中嚴(yán)控拌合水損失，才有可能使混凝土工程裂與滲的質(zhì)量問(wèn)題得到根治。如此，混凝土耐久性的質(zhì)量也會(huì)大大提高。

（5）混凝土實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B必須滿足的三個(gè)基本條件，反映了配合比和施工養(yǎng)護(hù)工藝的合理性。換言之，只要配合比和施工養(yǎng)護(hù)工藝都合理，我們就可以得到質(zhì)量?jī)?yōu)良的硬化混凝土，可以全面提高建筑質(zhì)量，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

配合比和施工養(yǎng)護(hù)工藝是否合理，以混凝土能否實(shí)現(xiàn)高抗?jié)B和完美濕養(yǎng)護(hù)作衡量尺度。若生產(chǎn)用的配合比偏離高抗?jié)B太遠(yuǎn)，施工養(yǎng)護(hù)偏離完美濕養(yǎng)護(hù)太遠(yuǎn)，其硬化混凝土的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)必然加大。

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