丁美荣:通用水泥产品结构调整指导思想与方向探讨

来源: 来源: 数字水泥网 发布时间:2014年07月04日

   ( 丁美荣 :湖南省建筑材料行业管理办公室)

   推动高性能混凝土应用是发展方向,目前砼早期开裂、耐久性变差的问题普遍存在,可以说已到严重的地步,由此造成了巨大的经济与投资损失,也关系到水泥工业节能减排与可持续发展。因此,采取得力措施推广应用高性能砼及高性能水泥显得非常迫切与重要。为适应新形势,推进水泥工业结构调整,水泥企业如何采取措施主动应对? 推广高性能砼可否简单地理解成推广高标号水泥? 如何提高42.5及以上水泥适应性与竟争力?如何满足工程用户个化性、差异化要求?多年以来水泥工业产品结构调整片面强调或过分期待提高42.5及以上水泥比例甚至将其作为唯一指标(特种水泥除外,加上52.5通用水泥占总产量约1.5%-2.5%左右)的指导思想是否需要反思完善?如何准确描述或表达通用水泥产品结构调整方向与目标?结合目前正启动编制的“十三五”规划,作者提出了一些思考与建议,抛砖引玉,期望与业内人士共同交流探讨,以进一步厘清水泥产品结构调整指导思想与方向。

    1 目前对水泥质量的认识误区

    1.1认为早期及28天强度越高水泥质量越好  

    水泥胶砂强度高是水泥实物质量一方面的体现,却不是混凝土质量的唯一保证。部分施工单位认为水泥的早期强度越高,混凝土强度发展得越快,其质量越有保证;而且水泥早强越高,施工速度可以加快,成本可大幅度下降。在市场竞争日益激烈的情况下,水泥生产企业为了迎合施工单位的需要,对水泥胶砂强度的追求已远超出国标的要求,早强与高强被视为优质水泥的唯一要求。这种对优质水泥的片面认识严重误导着水泥企业及技术人员。然而正是这种错误认识给水泥生产与混凝土工程带来了一系列的问题,水泥细度更细,导致能耗增大。高强早强水泥在配制混凝土时,是引起混凝土温升大、结构应力增大、早期开裂增多、耐久性变差主要原因之一;此外,还造成资源与巨大投资浪费。

    1.2过分期待符合标准要求的水泥产品对混凝土性能的影响

    由于历史与体制的原因,水泥和混凝土分属两个行业,导致生产者和使用者缺乏充分沟通、了解,以至于互相误导甚至排斥。突出表现在:过分期待水泥能满足工程的全部要求或主导混凝土的功能;混凝土一旦出现质量问题,便主观或潜意识地推断是水泥质量问题引起的,较少全面系统查找影响混凝土质量的其它原因。

    首先,水泥生产应用双方要多了解对方的相关知识。水泥是半成品,混凝土及制品是成品,相关水泥产品标准所列技术指标要求只是其基本要求与保证,而不是对优质水泥的要求标准。对水泥生产者的要求是,水泥品质的优劣应从其配制现代混凝土的性能要求来衡量。对混凝土制造商的要求是,应提高其技术和管理水平,优化砼配比及原料,强化施工过程控制等。其次,我国水泥标准和产品种类齐全,且主要根据水泥的性能和用途来区分,不同种类和品种的水泥具有不同的性能和用途。但现行产品标准指导水泥生产控制的作用更强一些,而指导砼配制的作用相对较弱。生产方应考虑混凝土综合性能的要求提供合适及差异化的产品,使用方应根据混凝土工程的特点、环境及施工条件,选择满足要求的相应产品。

    2高性能混凝土的定义与影响砼耐久性的主要因素

    2.1高性能混凝土的科学定义

    能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的砼,能最大限度地延长混凝土结构的使用年限,降低工程造价。并有以下特点:

    (1)高性能砼具有一定的强度和高抗渗能力,但不一定具有高强度,中、低强度亦可。

    (2)高性能砼具有良好的工作性,砼拌和物应具有较高的流动性,成型过程中不分层、不离析,易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。

    (3)高性能砼的使用寿命长,对于一些特护工程的特殊部位,控制结构设计的不是砼的强度,而是耐久性。能够使砼结构安全可靠地工作50~100年以上,是高性能砼应用的主要目的。

    (4)高性能砼具有较高的体积稳定性,即砼在硬化早期应具有较低的水化热,硬化后期具有较小的收缩变形。

    2 .2影响混凝土耐久性的主要因素与改进措施

    影响建筑质量及耐久性的因素很多,从混凝土的制造来分析,主要包括配合比设计、原材料质量、施工工艺、施工环境条件、制作过程控制条件和后期使用维护管理等。其次,体制的原因,如短期行为严重及规划设计要求低,建筑物的使用与未到使用寿命的拆建, 偷工减料及盲目降低成本,加上监管和信用缺失等方面问题。建设工程各个环节均有相应验收程序、验收标准与规范,简单地归咎于水泥质量及32.5水泥是极不客观的。JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》强调应满足耐久性要求是本次修订內容的重点之一。
现代混凝土科技与大量而普遍的工程均表明:32.5强度等级水泥也可配制高性能砼,目前提高砼耐久性及长期性能的主要途径有:最大限度地降低其水胶比,提高砼的长龄期强度及致密性;改善水泥水化产物的组成;其中,通过减少水灰比的方法更为科学和经济。

    因此,在实际应用中,配制高强度等级的砼应选用强度等级高的水泥,配制低强度等级砼,则应选用强度等级低的水泥。选择保水性较好的水泥,配制砼时有利于减少内部的泌水腔和表面的泌水层,改善混凝土的界面结构与表面硬度,可提高砼的匀质性、强度及耐久性能。目前用户重点关注是水泥的匀质性、适应性与施工性能,近二十年水泥混凝土技术进步的重要体现之一是高性能外加剂的应用。

    3目前国内外混凝土面临的突岀问题

    我国著名混凝土学者--清华大学廉慧珍教授推荐的《我们是否误入了歧途—混凝土开裂观察与思考》(美国学者R.W.burrows在ASTM CO的报告摘要,刊发2014.1水泥标准化技术通讯),其核心观点与论述:混凝土开裂情况比50年前更加严重。其原因有二种,一是使用的水泥过量,二是波特兰水泥变得更易开裂。过分强调高强早强与低渗透性的重要性而导致现代砼容易开裂,这根本不是进步;当砼最低强度由21MPa提高到28MPa,桥面开裂概率从11%增加到29%-52%。

    目前国内混凝土早期开裂、强度倒缩等导致砼耐久性差的问题很突岀,也非常普遍,由此造成的经济投资损失巨大。其原因绝大多数专家及业内人土认为:恰恰是更多地与使用普通水泥等早强高强水泥有关;也是导致耐久性变差及砼工程质量问题、纠份越来越多越严重的主要因素。

    4提高42.5及以上水泥适应性及推广高性能砼的措施探讨与建议