自1824年水泥誕生至今已有近200年的歷史，經(jīng)前人的不懈努力，混凝土技術(shù)已是日臻完善，各種規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也是應(yīng)有盡有，但是,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，我們身邊的混凝土質(zhì)量問(wèn)題不是越來(lái)越少,反而是越來(lái)越多，比如說(shuō),強(qiáng)度偏低的問(wèn)題、裂縫的問(wèn)題、滲漏的問(wèn)題、耐磨性差的問(wèn)題等等時(shí)有發(fā)生，特別是近些年來(lái)一些鋼筋混凝土橋梁、高架橋等重大質(zhì)量事故不時(shí)地撞擊人們的眼球，不得不讓人從新思考現(xiàn)代混凝土技術(shù)到底還存在什么難解之謎、還有什么死角和盲區(qū)等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)和解決、難道說(shuō)質(zhì)量問(wèn)題和質(zhì)量事故的發(fā)生都是現(xiàn)場(chǎng)施工管理者的責(zé)任嗎？這些問(wèn)題值得我們認(rèn)真思考和反思。
經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用比對(duì)分析，筆者認(rèn)為，大量質(zhì)量問(wèn)題和質(zhì)量事故的發(fā)生除了與現(xiàn)場(chǎng)的施工管理有關(guān)外,還與水泥品質(zhì)的高低及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)間的不協(xié)調(diào)有直接的聯(lián)系，也就是說(shuō)，我們的頂層設(shè)計(jì)還存在著一些急待改進(jìn)和完善的問(wèn)題，而這些問(wèn)題過(guò)去卻一直被我們所忽視，導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題一而再再而三的發(fā)生，且層出不窮。下面,筆者通過(guò)旁征側(cè)引和對(duì)比分析來(lái)進(jìn)一步闡述這些問(wèn)題，不妥之處懇請(qǐng)指正。
一、水泥品質(zhì)的差異問(wèn)題
眾所周知，現(xiàn)有水泥是以28天強(qiáng)度值作為評(píng)定基準(zhǔn)的，至于28天后強(qiáng)度如何發(fā)展，水泥標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有給出明確的規(guī)定和要求，以至于水泥生產(chǎn)企業(yè)只要按保證28天強(qiáng)度進(jìn)行水泥生產(chǎn)就可以了。其實(shí)，混凝土28天以后的強(qiáng)度發(fā)展除了與水泥中的礦物成分比例及后續(xù)的養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)外，還與水泥礦物顆粒粒徑的大小有直接的聯(lián)系,以通用硅酸鹽水泥中最大含量的硅酸三鈣礦物為例，28天的水化深度大約是10um,相對(duì)于顆粒粒徑絕大多數(shù)在30um以下的水泥而言，28天水化已完成90%以上，也就是說(shuō)，28天后即使養(yǎng)護(hù)條件再好，混凝土強(qiáng)度也沒(méi)有多少增長(zhǎng)的余地。
到目前為止，對(duì)混凝土強(qiáng)度長(zhǎng)期發(fā)展最有說(shuō)服力的是日本小樽港持續(xù)長(zhǎng)達(dá)百年的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)資料［2］介紹，始建于1897年的小樽港，在建設(shè)初期制作了6萬(wàn)多個(gè)試件,放在海水中、大氣中、淡水中分別進(jìn)行長(zhǎng)期耐久性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，三者的長(zhǎng)期強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)是基本一致的，其中，試件在自然的大氣環(huán)境中存放30～40年強(qiáng)度達(dá)到最高，大約提高100%，然后逐年下降，存放95年，強(qiáng)度從最高點(diǎn)下降約40%，但仍高于28天強(qiáng)度約20%，當(dāng)年所用的水泥顆粒粒徑是200um方孔篩篩余量小于10%，其平均粒徑遠(yuǎn)大于目前國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)使用的80um方孔篩篩余量小于10%的水泥平均粒徑。
為了與小樽港的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，日本海洋工程研究所也進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，在海洋氣候環(huán)境條件下，對(duì)于比表面積下限在250㎡/kg的水泥，混凝土存放5年抗壓強(qiáng)度達(dá)到最高，增長(zhǎng)約40%，然后逐年下降，至10年甚至低于原來(lái)的28天強(qiáng)度。
從以上數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知，水泥顆粒粒徑的大小對(duì)混凝土強(qiáng)度的長(zhǎng)期發(fā)展起著決定性的作用,當(dāng)水泥顆粒粒徑大于30 um時(shí),粒徑越大,混凝土28天后強(qiáng)度增長(zhǎng)的幅度也越大,持續(xù)增長(zhǎng)的時(shí)間也越長(zhǎng),而目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，將水泥比表面積下限定在相對(duì)較大的300㎡/kg，可實(shí)際生產(chǎn)的水泥比表面積多在360～400㎡/kg之間，相應(yīng)的水泥顆粒粒徑絕大多數(shù)都在30 um以下，雖然有利于提高混凝土的早期強(qiáng)度，但是對(duì)于混凝土強(qiáng)度的長(zhǎng)期發(fā)展卻是不利的，加之有的水泥生產(chǎn)企業(yè)為了追求利潤(rùn)的最大化，會(huì)將水泥磨得越來(lái)越細(xì)，早強(qiáng)特征越來(lái)越明顯，在此前提下,期盼通過(guò)后期強(qiáng)度的大幅增長(zhǎng)來(lái)保證混凝土的耐久性幾乎是不可能，而恰恰相反的是，混凝土強(qiáng)度的長(zhǎng)期發(fā)展將會(huì)由短期的上升很快轉(zhuǎn)為逐年下降，國(guó)內(nèi)多起鋼筋混凝土橋梁、高架橋質(zhì)量事故大都發(fā)生在使用期滿十年這一關(guān)鍵的時(shí)間節(jié)點(diǎn)之后也就不足為奇，因?yàn)橐援?dāng)時(shí)的水泥比表面積標(biāo)準(zhǔn)與資料［2］日本海洋工程研究所的水泥比表面積進(jìn)行對(duì)比可以推斷，如果在配合比設(shè)計(jì)時(shí)施工企業(yè)沒(méi)有大幅提高混凝土配制強(qiáng)度，實(shí)際結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度已自然下降至設(shè)計(jì)值以下，發(fā)生質(zhì)量事故也就在所難免。由此可見(jiàn)，即使是滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的水泥，由于其顆粒粒徑大小的不同而導(dǎo)致水泥品質(zhì)上存在的差異，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用安全將會(huì)造成直接的影響。
鑒于目前國(guó)內(nèi)混凝土強(qiáng)度在自然環(huán)境中長(zhǎng)期發(fā)展的相關(guān)數(shù)據(jù)鮮有見(jiàn)之，更多的是引用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)養(yǎng)試件的數(shù)據(jù)而缺乏說(shuō)服力；另外，對(duì)于我們每個(gè)人身邊住用的建筑工程來(lái)說(shuō)，由于結(jié)構(gòu)混凝土表面都進(jìn)行了裝飾裝修，使混凝土與外界環(huán)境隔絕而對(duì)其起到了很好的保護(hù)作用，混凝土強(qiáng)度也就不會(huì)因環(huán)境有害介質(zhì)的侵入而大幅降低并發(fā)生質(zhì)量事故，從而也就自覺(jué)或不自覺(jué)地影響了人們對(duì)混凝土強(qiáng)度長(zhǎng)期發(fā)展的重視，故這一直是被我們所忽視的問(wèn)題而鮮見(jiàn)提及。
二、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)間的不協(xié)調(diào)問(wèn)題
與混凝土質(zhì)量相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)有材料標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、施工驗(yàn)收規(guī)范、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)技術(shù)規(guī)程，這些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是否協(xié)調(diào)統(tǒng)一、如不統(tǒng)一是否會(huì)對(duì)工程質(zhì)量帶來(lái)不利影響，這是值得我們進(jìn)一步分析和研究的問(wèn)題。
首先，設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限是有明確界定的，但其相應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的要求也僅限于最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)、最大水膠比、最小膠凝材料用量及對(duì)鋼筋的保護(hù)等等，對(duì)于如何保證混凝土在其使用年限內(nèi)強(qiáng)度不降低缺乏必要的相應(yīng)條款，而目前的國(guó)家水泥標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土強(qiáng)度的長(zhǎng)期發(fā)展又不能提供足夠的信任和保證，這是規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)間的盲區(qū)，導(dǎo)致沒(méi)有任何防護(hù)措施的露天結(jié)構(gòu)混凝土因強(qiáng)度的自然下降而引發(fā)質(zhì)量事故也就不可避免，這是其一。
其二，國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范、施工驗(yàn)收規(guī)范都明確規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)試件強(qiáng)度與實(shí)際結(jié)構(gòu)強(qiáng)度之間存在0.88的換算關(guān)系，這一換算關(guān)系美國(guó)和德國(guó)取0.85，丹麥取0.90，挪威取0.70，也就是說(shuō)，許多發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)也都認(rèn)為兩者之間由于工作環(huán)境和養(yǎng)護(hù)條件存在明顯差異，需要進(jìn)行換算，所不同的是取值不一,而我國(guó)現(xiàn)行的通用檢測(cè)技術(shù)規(guī)程卻認(rèn)為不存在這一差異，不能進(jìn)行換算，由此導(dǎo)致檢測(cè)技術(shù)規(guī)程僅此就高于國(guó)家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)13.6%。另外，國(guó)家評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)法要求,標(biāo)養(yǎng)試件的平均強(qiáng)度必須大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度加上0.7倍的標(biāo)準(zhǔn)差，而行業(yè)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程卻要求,實(shí)際結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度加上1.222～1.478倍的標(biāo)準(zhǔn)差，后者要求明顯高于前者。由此可見(jiàn)，上述兩者疊加,如采用此規(guī)程對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)而常常出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象也就不足為奇，特別是對(duì)于那些使用期超過(guò)10年且沒(méi)有對(duì)混凝土采取任何保護(hù)措施的露天結(jié)構(gòu)，由于強(qiáng)度的自然下降,一旦事故發(fā)生而采用此規(guī)程進(jìn)行判定，現(xiàn)場(chǎng)管理者承擔(dān)不該承擔(dān)的責(zé)任也就成為可能,冤案的出現(xiàn)也就難以避免,大量的施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)也充分證明了這一點(diǎn)。
眾所周知，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是合適的,但是,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為最終質(zhì)量評(píng)判的法律依據(jù)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)那是值得商議的。
其三，混凝土路面必須具有良好的耐磨性這是不言而喻的，但設(shè)計(jì)規(guī)范、施工驗(yàn)收規(guī)范對(duì)混凝土耐磨性的要求卻沒(méi)有明確的量化控制指標(biāo)，雖然道路水泥標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥的耐磨性有相關(guān)的要求，但是，在礦物摻合料大量使用的今天，就耐磨性而言，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其摻量并沒(méi)有給出明確的條款加以限制，導(dǎo)致原有基準(zhǔn)水泥的耐磨性被弱化，這同樣是規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)間的盲區(qū)，由此導(dǎo)致路面起灰起砂的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，即使對(duì)簿公堂，法官也難以依法判定，因?yàn)槟湍バ砸笫请[含的，并非規(guī)范或圖紙明確的，相關(guān)的案例也并不少見(jiàn)。
另外，大量的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題、樓（屋）面板滲漏問(wèn)題多是因礦物摻合料不加限制的使用及水泥中混合材用量超標(biāo)而引起，因?yàn)榛旌喜暮蛽胶狭舷鄬?duì)于基準(zhǔn)水泥來(lái)說(shuō)硬化收縮大且比重小，在振搗的過(guò)程中，混凝土自然會(huì)出現(xiàn)微觀上的分層離析，均質(zhì)性和密實(shí)性都會(huì)降低而引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題，雖然耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)其摻量有明確要求，但畢竟是推薦使用的設(shè)計(jì)規(guī)范而非強(qiáng)制執(zhí)行的施工標(biāo)準(zhǔn)，因此，礦物摻合料應(yīng)如何合理使用的問(wèn)題，必須引起高度重視，不能因?yàn)楣?jié)能環(huán)?；蚪档统杀径S意擴(kuò)大使用范圍和用量，否則，容易導(dǎo)致上述質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生而影響結(jié)構(gòu)的正常使用。
三、解決問(wèn)題的相應(yīng)對(duì)策
對(duì)于述水泥及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)存在的問(wèn)題，作為現(xiàn)場(chǎng)施工管理者，雖然我們無(wú)法改變現(xiàn)狀，但必須想方設(shè)法規(guī)避其可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)并保證混凝土結(jié)構(gòu)在其使用年限內(nèi)安全可靠的工作。
一是將水泥比表面積控制在300～350㎡/kg之間，最大限度的保證混凝土28天后強(qiáng)度仍有較大幅度的增長(zhǎng)，同時(shí)，適當(dāng)提高混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)的配制強(qiáng)度，以保證實(shí)際結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度經(jīng)得起不同規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的檢查驗(yàn)收，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。
二是對(duì)于露天結(jié)構(gòu)混凝土，為防止雨水沖刷及環(huán)境有害介質(zhì)侵蝕而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的快速降低，應(yīng)有針對(duì)性的在混凝土表面采取裝飾裝修措施加以保護(hù)，而對(duì)于結(jié)構(gòu)表面無(wú)法采取保護(hù)措施的混凝土，可采取上述第一點(diǎn)的辦法來(lái)提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。
三是對(duì)于混凝土表面有耐磨性要求的路面、碼頭面層、機(jī)場(chǎng)道面等，除按第一點(diǎn)控制比表面積外，應(yīng)優(yōu)先選用道路硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，不宜使用礦渣水泥、粉煤灰水泥或復(fù)合水泥，更不宜在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)摻加礦渣、粉煤灰等礦物摻合料，以確?；炷猎谑褂媚晗迌?nèi)具有足夠的表面耐磨性。
四是對(duì)于不同環(huán)境、不同結(jié)構(gòu)、不同保護(hù)層厚度的混凝土，其礦物摻合料的最大摻量應(yīng)嚴(yán)格按《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476-2008）的條款執(zhí)行，同時(shí)，必須對(duì)水泥中的混合材摻量進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，以確保施工配合比設(shè)計(jì)時(shí)摻合料用量控制不超標(biāo)。另外,在混凝土施工配合比設(shè)計(jì)完成后,應(yīng)對(duì)所選用的膠凝材料組合進(jìn)行安定性檢測(cè)，確保膠凝材料組合具有良好的體積穩(wěn)定性。
四、對(duì)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)修改的幾點(diǎn)建議
一是對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)修改的建議。應(yīng)將水泥比表面積指標(biāo)下限降至250㎡/kg,上限控制在350㎡/kg以內(nèi),從源頭上安全可靠的通過(guò)混凝土后期強(qiáng)度的大幅增長(zhǎng)和密實(shí)度的大幅提高來(lái)保證混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用的可靠性,而對(duì)于早強(qiáng)水泥及高強(qiáng)水泥,限值可適當(dāng)放寬。另外，應(yīng)將水泥中的混合材參量檢測(cè)作為強(qiáng)制性條款列入施工驗(yàn)收規(guī)范，防止水泥中混合材摻量超標(biāo)而影響水泥的品質(zhì)及施工配合比設(shè)計(jì)。
二是對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范修改的建議。設(shè)計(jì)規(guī)范僅對(duì)鋼筋進(jìn)行保護(hù)是不夠的，混凝土長(zhǎng)期強(qiáng)度的降低同樣危及結(jié)構(gòu)的安全，必須根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境及水泥品質(zhì)的不同，分別提出更加具體有效的混凝土強(qiáng)度保證措施，比如說(shuō)前面提到的對(duì)露天結(jié)構(gòu)的混凝土表面進(jìn)行有效的裝飾裝修，防止有害介質(zhì)的侵入而導(dǎo)致混凝土長(zhǎng)期強(qiáng)度的降低，為混凝土在使用年限內(nèi)安全可靠的工作提供有效的保障。
三是對(duì)檢測(cè)技術(shù)規(guī)程修改的建議。檢測(cè)技術(shù)規(guī)程必須與設(shè)計(jì)、施工驗(yàn)收及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)相統(tǒng)一，必須充分考慮上述規(guī)范明確的標(biāo)養(yǎng)試件強(qiáng)度與實(shí)踐結(jié)構(gòu)強(qiáng)度存在的0.88的換算關(guān)系，不能因?yàn)樽陨碓囼?yàn)結(jié)果的不同而加以否定，有失檢測(cè)結(jié)果的公平性與公正性。
四是對(duì)有耐磨性要求的路面、碼頭面及機(jī)場(chǎng)道面等，應(yīng)將耐磨性要求進(jìn)行量化，并明確地編入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及施工驗(yàn)收規(guī)范，做到有章可循，防患未然。
五、結(jié)語(yǔ)
對(duì)于許多現(xiàn)場(chǎng)的施工管理者來(lái)說(shuō)，人們往往習(xí)慣于并虔誠(chéng)的把規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作“圣經(jīng)”來(lái)逐字逐句閱讀而從不懷疑其合理性，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)后，更多的是從自身管理去查找原因。其實(shí)，隨著科技的不斷進(jìn)步和人們認(rèn)識(shí)的不斷提高，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是在不斷的變化和發(fā)展的，上述這些問(wèn)題如果不能及時(shí)得到合理有效的解決，對(duì)當(dāng)前混凝土的技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)發(fā)展是不利的，同時(shí)，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全也將會(huì)造成較大的影響。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)管理者，我們必須充分認(rèn)識(shí)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀及可能引發(fā)的質(zhì)量問(wèn)題，并采取積極有效的措施加以應(yīng)對(duì)，只有這樣，才能確保我們的建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)得起時(shí)間的檢驗(yàn)和歷史的考驗(yàn)，履行好我們建設(shè)者應(yīng)盡的責(zé)任和義務(wù)。
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