質(zhì)量控制談何入手
大家都想控制混凝土質(zhì)量，其實(shí)最大的難度莫過(guò)于用盡課本知識(shí)還是無(wú)從下手。碰到棘手問(wèn)題求老專家也沒(méi)用。專家不到現(xiàn)場(chǎng)泛泛而談很難專注癥結(jié)。從技術(shù)角度來(lái)講，控制混凝土質(zhì)量就是控制每道環(huán)節(jié)，每道工序。比方說(shuō)配合比環(huán)節(jié)搞好了還會(huì)出問(wèn)題，那是因?yàn)槠渌h(huán)節(jié)你沒(méi)法保證。高手不是書本知識(shí)全，而是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)足，很多高手最大的被人的感受就是他懂得各種原材料性能，不光是表面的，更是別人不知道的小細(xì)節(jié)。你如果只知道課本常用原材料的常用知識(shí)，那和別人沒(méi)區(qū)別。能綜合利用原材料配制滿足性能要求的混凝土，這是不簡(jiǎn)單的，比方說(shuō)，你對(duì)粉煤灰的認(rèn)識(shí)比別人多一點(diǎn)，那就有可能配出的東西比別人好，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，別人的知識(shí)庫(kù)不全，所以想來(lái)想去都不知道，你想到了別人沒(méi)有掌握的知識(shí)點(diǎn)就解決了問(wèn)題。
大家都說(shuō)原材料必須符合工程應(yīng)用要求，但符合要求不是只針對(duì)一開(kāi)始的材料選用，和配合比設(shè)計(jì)，大多數(shù)出問(wèn)題不是一開(kāi)始，而是后續(xù)工作。從配合比理論講，這也是大家都在做的；新拌混凝土的工作性能滿足設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工及抹面要求；硬化混凝土的強(qiáng)度、耐久性滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和服役環(huán)境要求等。以上這些好像對(duì)于試驗(yàn)室的要求比較多，但是試驗(yàn)室保住了源頭就能保證后面不出現(xiàn)問(wèn)題嗎？
最難解決說(shuō)我問(wèn)題莫過(guò)于大家都知道的問(wèn)題。對(duì)于管理制度的規(guī)范化和產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化而言，規(guī)范化的管理可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，樹(shù)立企業(yè)形象，并保證規(guī)?；a(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量；這不是空話，你去想想，我們和國(guó)外的混凝土水平是否有差距？是否有讓人嘆息的地方？那這些差距全都是技術(shù)差距嗎？顯然不是。標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品質(zhì)量，可以節(jié)約過(guò)程質(zhì)量控制成本，更有利于產(chǎn)品應(yīng)用和市場(chǎng)推廣。人家技術(shù)差不多，但標(biāo)準(zhǔn)化比你做得好很多，沒(méi)毛病的流程、沒(méi)毛病的管理，在大家技術(shù)都相差不多時(shí)，比的就是這個(gè)了。
現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB50164-2011主要從混凝土技術(shù)規(guī)程角度出發(fā)，規(guī)定混凝土原材料質(zhì)量控制、混凝土性能要求、配合比控制、生產(chǎn)控制水平要求、生產(chǎn)與施工質(zhì)量控制、混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收等內(nèi)容。這些內(nèi)容不是停留在課本上，而是要做到實(shí)際中，試想一下，大家都按標(biāo)準(zhǔn)做，哪怕?tīng)奚髽I(yè)金錢利益，但不會(huì)集體滅亡。整個(gè)行業(yè)就都是原則性壓倒一切的。我們有時(shí)說(shuō)外國(guó)人“古板”，但是人家就是在做事方面古板得把事情都標(biāo)準(zhǔn)化了。
水泥變化的四大特征
混凝土的大頭就是水泥。水泥是影響混凝土質(zhì)量的最重要因素之一。28d齡期以后強(qiáng)度不增長(zhǎng)，早期水化熱高，早期開(kāi)裂顯著等問(wèn)題，這都是當(dāng)前混凝土生產(chǎn)用水泥存在一些常人難以理解的。盡管混凝土質(zhì)量控制影響因素較多，但20世紀(jì)20年代以來(lái)，從水泥工業(yè)的發(fā)展背景來(lái)看，盡管水泥外貌并沒(méi)有顯著變化，但是水泥的礦物組份和強(qiáng)度等性能隨著水泥工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程而發(fā)生了巨大變化，這些變化均對(duì)于今天的混凝土質(zhì)量控制產(chǎn)生了重要影響。A. M. Neville 在《Properties ofconcrete》（Fourth Edition）一書中指出水泥變化可概括如下四點(diǎn)：
1、C3S含量大幅增長(zhǎng)，C2S含量則相應(yīng)降低
說(shuō)說(shuō)英國(guó)，1960年的C3S含量只有47%左右，到了20世紀(jì)70年代變成54%左右，而C2S含量則相應(yīng)降低，一直保持硅酸鈣總量為70－71%左右，這是基本不變的。法國(guó)20世紀(jì)60年代中期，硅酸鹽水泥的C3S平均含量是42%，到了1989年增加到了58.4%，而C2S含量則同時(shí)從28%降低到13%。
2、早期水泥膠砂強(qiáng)度增加
另一個(gè)特點(diǎn)，水泥膠砂強(qiáng)度的變化很大，主要是固定水膠比的7d強(qiáng)度顯著增長(zhǎng)，28d強(qiáng)度也是增強(qiáng)的很厲害。但是，另一個(gè)很重要的指標(biāo)卻沒(méi)進(jìn)步過(guò)，那就是28d齡期之外的強(qiáng)度。我們知道在1970年需要0.50的水灰比，混凝土立方體強(qiáng)度才能達(dá)到32.5MPa。而1984年則需要0.57的水灰比。保持混凝土的每立方米用水量為相同的175kg/m3，假定工作性能保持一致，即則水泥用量從350kg/m3降低到307kg/m3。為了更易被碳化或被侵蝕物質(zhì)滲透，我們慢慢采用更高水膠比和更低水泥用量來(lái)使得混凝土具有更高滲透性，這樣的話，一般混凝土耐久性就更低了。與使用“舊”水泥的混凝土相比，快速獲得早期強(qiáng)度也意味更早獲得足夠的拆模強(qiáng)度，這樣就停止了早期有效養(yǎng)護(hù)。從而使混凝土性能不能得到長(zhǎng)期改善。
3、水泥膠砂28d強(qiáng)度與7d強(qiáng)度之比降低
前28d齡期的水泥膠砂強(qiáng)度快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致28d強(qiáng)度與7d強(qiáng)度之比降低，這是由于C3S含量與C2S含量之比變大，受其水化速度影響。水泥膠砂28d強(qiáng)度與7d強(qiáng)度比值在低的水膠比時(shí)顯得更低。這種經(jīng)驗(yàn)理論就導(dǎo)致現(xiàn)代水泥含有更多的堿，每個(gè)水泥廠家都暗自加堿，而且是不固定的，會(huì)根據(jù)客戶情況，應(yīng)付客戶的要求靈活加堿。在1923年，混凝土抗壓強(qiáng)度與齡期的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系達(dá)到25或50年，這是使用高C2S含量、低細(xì)度的水泥配制混凝土的結(jié)果。在1937年，抗壓強(qiáng)度與齡期的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系大約為10年，這是使用低C2S含量、高細(xì)度的水泥配制混凝土的結(jié)果。近年來(lái)，隨著關(guān)系更短。從圖3可以看出這種變化趨勢(shì)。
圖3 1916年－1990年不同齡期水泥強(qiáng)度的變化（水膠比0.53混凝土標(biāo)準(zhǔn)圓柱體強(qiáng)度
4、水泥細(xì)度不斷提高
由于現(xiàn)在水泥工業(yè)采用新型生產(chǎn)設(shè)備，和過(guò)去相比先進(jìn)很多，特別是新型粉磨設(shè)備的不斷更新進(jìn)步，使得水泥比表面積（細(xì)度）穩(wěn)步提高。應(yīng)當(dāng)指出，我們現(xiàn)在很多都是拿混凝土質(zhì)量和自己的口袋鈔票在博弈。要提高水泥比表面積，很多人都認(rèn)為是必做的，降低生產(chǎn)成本，這點(diǎn)也是生存之道，這是一場(chǎng)持久的博弈。提高水泥比表面積可以提高早期水化速度和強(qiáng)度，進(jìn)而提高水泥售價(jià)，但是這樣做難免會(huì)過(guò)度粉磨，生產(chǎn)成本提高了那也不行。因此，水泥生產(chǎn)商更熱衷于充分利用生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)更新，找到兩者平衡關(guān)系。現(xiàn)在有好方法了，那就是使用助磨劑。摻加助磨劑是提高水泥細(xì)度的常用生產(chǎn)方式。
現(xiàn)在水泥與100年前水泥不相同大了去了?，F(xiàn)有很多高強(qiáng)水泥可采用高C3S、低C2S，高細(xì)度的方式實(shí)現(xiàn)早期高強(qiáng)目標(biāo)。盡管使用“高強(qiáng)水泥”可以降低規(guī)定強(qiáng)度的水泥用量、加快拆模、加速工程進(jìn)度而使建設(shè)總承包方獲取豐厚利益，但是高水膠比和低水泥用量容易導(dǎo)致混凝土的滲透性較高，一般耐久性較差。過(guò)高早期強(qiáng)度和過(guò)早放棄模板的有效養(yǎng)護(hù)同樣對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生安全隱患。
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