1、當代混凝土對水泥品質的需要,廉慧珍 清華大學土木工程系,思維方法和觀念的轉變比技術更重要 當代混凝土的特點 水泥品質對混凝土質量的影響 當代混凝土對水泥的要求 礦物摻和料由誰來摻好？,思維方法和觀念的轉變比技術更重要,正確的技術決策取決于正確的觀念 正確的觀念取決于正確的思維方法 樹立正確的思維方法才能不斷更新知識 不斷更新知識才會有真正的技術進步,知識是人對客觀世界及其河自己關系的認識，是人類生存和發(fā)展的源泉 “人不能兩次踏進同一河流”客觀世界永遠是發(fā)展的 “經驗是一條我們曾經沿著它到達今天的道路，可是世界在昨天早晨變了，經驗還會是通往明天的階梯嗎？”人類對客觀世界的認識必須是發(fā)展的,混凝土

2、是什么？,混凝土是用最簡單的工藝制作的最復雜的體系 工藝必須簡單否則不能成為最大宗的土木工程材料： 原材料來源廣泛 制作工藝簡單混合、攪拌、成型 比其他結構材料（鋼材、木材）耐久,體系必然復雜： 原材料不能提煉，成分波動 微結構形成的環(huán)境和時間的依賴性對溫度、濕度的敏感性；水化不斷進行造成動態(tài)的微結構。因此造成性能的不確定性 性能隨微結構的發(fā)展而發(fā)展,而微結構具有不同層次(宏觀層次、亞微觀層次、微觀層次)的多相(固相、液相、氣相)，非均質性(依配合比不同而離散) 微結構的不確知性水泥水化形成復雜的凝膠，在目前技術水平下難以測定；,因此： 混凝土屬于混沌體系（非線性體系），具有“蝴蝶效應”事物發(fā)

3、展的結果對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引起結果的巨大差異。 越是簡單的工藝，越有管理和控制的難度； 工業(yè)化、集約化是社會生產發(fā)展的趨勢，促使了現(xiàn)代混凝土的發(fā)展。,當代混凝土的特點,當代混凝土是以高效減水劑大規(guī)模使用和礦物摻和料的使用為特征，與時代特點有關。 實用混凝土強度范圍很寬，從C20(極少量C15)到C80 混凝土和水泥強度之間不再有線性關系，32.5的水泥可以配制C60的混凝土，卻配不出C20混凝土,嚴酷環(huán)境的工程增加，使耐久性要求日益突現(xiàn) 以預拌混凝土、泵送為主流。拌和料的流變性能成為重要問題 在水泥水化熱增大、強度提高的同時結構尺度增大，改變了大體積混凝土的

4、概念 勞動力素質、管理水平與質量要求的矛盾,水泥現(xiàn)狀對現(xiàn)代混凝土的不適應問題,片面追求強度而使比表面積太大、早期強度太高而長期增長率低甚至倒縮、實際強度浮動幅度太大； 太細的水泥 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，不利于混凝土長期性能的發(fā)展，后期水化無發(fā)展余地，使結構失去自愈的能力 不控制含堿量、氯離子含量，不檢測開裂敏感性、無法提供在現(xiàn)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高，溫度應力增大，早期開裂問題普遍,水泥強度和混凝土強度的關系,什么是水泥和混凝土的強度 任何水泥基材料的強度主要取決于水灰比 按現(xiàn)有標準的水泥強度檢驗水灰比：0.5

5、當前用量最大的混凝土水灰比：0.5 不僅相同強度的水泥能配出不同強度的混凝土，而且不同強度的水泥能配出相同強度的混凝土 不必盲目追求水泥的高強，32.5的水泥能配制出C60混凝土,在相同水灰比下，混凝土強度和水泥強度仍然有關，高強度水泥可用于象C80、C100這樣的高強的混凝土，但是用量很少； 高強混凝土不一定耐久；像任何事物一樣，高強混凝土也是有利也有弊； 工程對混凝土強度的要求是有限的 目前配制C80、C100的混凝土并不困難，難的卻是是配不出合格的C20混凝土,外加劑與摻和料使用技術發(fā)展改變了對水泥強度和混凝土強度的關系的認識 如何看待混合材料水泥/復合水泥的強度 礦物摻和料對混凝土強度

6、的貢獻隨水灰比的減小而增大的幅度大于水泥對強度的貢獻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,粉煤灰體積比為1 1的不同水膠比漿體中粉煤灰和水泥在不同齡期時對強度的貢獻,7天粉煤灰,7天水泥,28天粉煤灰,28天水泥,90天粉煤灰,90天水泥,365天水泥,365天粉煤灰,強度粉煤灰摻量水膠比關系,不同廠家生產的相同品種、相同強度硅酸鹽水泥在混凝土中的不同表現(xiàn),B廠水泥在半絕熱條件下收縮的約束應力是A廠的3倍,A 水泥廠，稍有膨脹,B 水泥廠，收縮,7天開裂 14天開裂 兩個大廠的52.5硅酸鹽水泥，w/c0.3 成型溫度18；24h后拆模并在室外負溫下放置,什么是好的水

7、泥？,Lemish和Elwell 1996年在對依阿華州劣化的公路路面鉆芯取樣的一項研究中,也發(fā)現(xiàn)1014年強度倒縮而得出結論：混凝土性能良好和強度增長慢有關。,采用快硬水泥的混凝土10年后強度倒縮；1937年按特快硬水泥生產的水泥與現(xiàn)今水泥的平均水平很相似。,混凝土高強的利和弊,利： 在相同荷載作用下，減小構件斷面、減少用鋼量，適用于高聳、大跨、重載等結構 增加構件剛度 弊：高強不一定耐久: 強度越高，抗拉與抗壓強度比越小，構件延性比??；水灰比低，自收縮大；水泥用量大，溫升大；早期彈性模量大，徐變小，收縮應力大；因此早期開裂傾向大； 由于穩(wěn)定的要求，結構物對強度的需要是有限的,強度和開裂的關

8、系,混凝土抗拉強度和抗壓強度比值隨抗壓強度的提高而下降,當前混凝土早期開裂的根本原因及其后果,拉應變增加,水灰比(水膠比)降低 水泥強度提高 混合材料活性提高 (用水量)漿骨比增加,水化溫升提高,溫度收縮應變增加,自收縮增加,早期彈性模量提高，徐變減小,拉應力增加,約束,早期開裂傾向增加,大氣環(huán)境作用,耐久性下降,早期強度大幅度提高的要求,超過抗拉強度,柱子的主要可能破壞形式,受拉破壞,失穩(wěn)破壞,受剪破壞,當代混凝土對水泥的要求,具有低的開裂敏感性、良好的勻質性、有利于混凝土結構長期性能的發(fā)展，無損害混凝土結構耐久性的成分（如Cl-、含堿量的控制） 盡可能低的需水量 質檢合格的水泥未必能滿足混

9、凝土的需要，相同品種和強度的水泥可能會在混凝土中有不同的表現(xiàn) 水泥標準是為了控制無害性和勻質性而規(guī)定的最低要求，重要的是產品的勻質性，應當限制指標的上下限；每個水泥廠都應當有自己的標準差,水泥含堿量和C3A對收縮的影響,比表面積為3014cm2,飽和點為0.8%,坍落度不損失摻量為1.6%,雍陽外加劑廠試驗,水泥細度為3982cm2,飽和點為1.2%,坍落度無損失摻量為1.82%,雍陽外加劑廠試驗,比表面積為4445cm2,飽和點為1.6%,找不到坍落度無損失點,雍陽外加劑廠試驗,越細的水泥抗拉強度越低,水泥細度和混凝土抗凍性的關系,水泥細度對開裂敏感性的影響,水泥細度和水泥漿體和混凝土抗裂的

10、關系,水泥中不同細度顆粒對強度的作用,水泥細度與其抗壓強度的關系,摻和料由誰來摻好？,由混凝土摻有什么問題？ 對混凝土的利弊 對水泥的利弊 膠凝材料發(fā)展的否定之否定規(guī)律,當前商品混凝土存在什么問題？,摻入組分太多，管理水平對現(xiàn)代混凝土技術適應性較差，上錯料的問題時有發(fā)生； 外加劑摻入方式影響外加劑效率和拌和物質量； 攪拌機攪拌時間太短，混凝土的多組分無預均化工序，存在拌和物勻質性的問題,萘系減水劑摻法與坍落度經時損失的關系,高效減水劑摻入方式對漿體流變性能的影響, SPC在工廠中生產水泥時加入超塑化劑 SpAD在使用水泥加水前先加入超塑化劑 AD將超塑化劑溶于拌和水中, SPC在工廠中生產水泥

11、時加入超塑化劑 SpAD在使用水泥加水前先加入超塑化劑 AD將超塑化劑溶于拌和水中,攪拌時間和混凝土強度勻質性的關系,攪拌時間和混凝土的勻質性的關系,使用大摻量礦物摻和料的混凝土SO3不足，致使混凝土早期強度低、凝結慢、收縮大，與減水劑相容性差，長期彈性模量較低。采取提高比表面積的措施以提高礦渣活性，使混凝土降低溫升的效果差，自收縮增大，開裂敏感性增加,SO3對水泥漿體變形的影響,SO3對砂漿變形性能的影響,0.040,0.060,水中,空氣中,石膏對坍落度損失的影響,石膏摻量對摻減水劑的漿體需水量影響,礦物摻和料總量占膠凝材料的50%,SO3對砂漿抗壓強度的影響,SO3對砂漿抗折強度的影響,

12、膠凝材料發(fā)展的否定之否定規(guī)律,從混凝土來說必須但無能力解決預均化問題。 水泥的發(fā)展要從整體工程建設的需要出發(fā)，按混凝土的需要生產，按混凝土的規(guī)律檢驗 “錢由誰來賺？”有錢大家賺，大家都能賺，只想自己賺，誰也賺不成 在市場經濟條件下，每個企業(yè)生產產品的同時，又是原材料的用戶，需要互相了解，互相服務。打破行業(yè)隔離的現(xiàn)狀是時代發(fā)展的要求和必然 顧客是上帝，但是“上帝”未必知道自己需要什么，“培訓顧客” 是一種營銷思維和觀念的轉變，是營銷的最高境界,水泥-混凝土聯(lián)合生產和經的模式的設想,將一部分水泥由最終產品變成中間產品，其質量直接服務于混凝土 水泥廠辦攪拌站，按照混凝土需要的膠凝材料組成生產后，直接用于混凝土 攪拌站添置粉磨站，將原來在攪拌樓預攪拌的工序搬到磨機中，在粉磨中均化 攪拌站向水泥廠訂貨，聯(lián)合生產 單獨辦一個專為攪拌站“來料加工”企業(yè),購銷合同內容（除供貨與付款的規(guī)定外）,用戶對產品的技術要求和產品對用戶的承諾 售方提供產品說明作為合同附件，產品說明主要內容為：水泥品種和強度等級，熟料礦物組成，摻和料品種和比例，水泥的化學成分（燒失量、SO3含量、以Na2O當量計的堿含量、氯離子含量），石膏品種，水泥的標準稠度用水量、實測強度及檢測期間標準差，水泥水化熱。,當前應當做的是加強合同意識和行為購銷合同內容(除供貨與付