对公路用混凝土的认识和一些思考

马华兵

（中交二公局第六工程有限公司，陕西 西安 710065）

1 高度重视混凝土配合比设计

配合比设计是现在混凝土的核心，是混凝土的灵魂。现在配合比设计理论主要依据比表面积法和最大密度法。两个理论的依据不同，侧重点各有不同，前者以减少骨料的总表面积为核心，后者以如何增大骨料的单位容重和最小孔隙率为核心。现在混凝土为保证工作性，混凝土砂率越来越高，现在常用砂率基本都大于35%；高效减水剂的使用，水灰（胶）比越来越偏小，现在常用的水灰（胶）比都在0.4以下；现代混凝土标号越来越高，现在桥梁的上下部构造和主体结构已经很少使用C30级混凝土了。这些变化都使得原来的配合比理论表现出一定的不适用性，而相关的规范处于严谨性、规范性的考虑，依然没有较大的调整，只是修正了相关参数范围，仅具有指导性的参考意义。

2 认清水泥与外加剂的相融性问题的本质原因

各大水泥厂为了环保和成本的考虑，水泥中普遍掺入一定比率的粉煤灰、矿渣等掺和料，造成现在的水泥工业过分追求水泥的强度尤其是早期强度，为了降低生产成本，为了加大掺合料掺量大量使用助磨剂等辅助剂。由此带来的变化是：1）不断提高水泥的细度指标。现在水泥的细度基本在380m2/kg，个别的甚至达到400m2/kg以上。过高的细度造成水泥水化反应需水量大，水化反应快速，早期强度增长快速，混凝土收缩大，混凝土坍损大等一系列问题。2）不断提高水泥中C3A（铝酸三钙）、C3S（硅酸三钙）含量，提高水泥水化反应速度，快速提高早期强度。现代水泥中C3A含量基本在7%左右，C3A+C3S含量在60%左右。而大量的试验数据反映，当C3A≥8%，C3A+C3S含量≥65%时，由于这两种成分对外加剂的吸附作用强而迅速，尤其是水泥中的C3A含量，致使混凝土出现严重坍损现象，严重的可使混凝土马上丧失工作性，而这在泵送混凝土施工和桩基混凝土浇筑中是“致命”的影响因素。3）水泥生产过度依靠助磨剂，大量采用低品质石膏。前者使得水泥中的化学分多样而不可控，尤其是极易与外加剂产生失效反应和造成碱骨料反应而严重削弱混凝土耐久性的碱性物质。后者造成水泥水化反应速度快速，外加剂离散作用丧失，造成混凝土出现严重坍损等严重问题。

聚羧酸类外加剂在使用过程中也存在以下缺点：1）聚羧酸类外加剂本质上依然存在于水泥的适应性差的问题，尤其是目前国内水泥生产厂家众多、水泥类型众多、水泥生产配方管理杂而乱，更加剧了这种问题的产生。2）相关对比研究表明，聚羧酸类外加剂虽然减水效果好，但是其缓凝效果较差，因此为了保证混凝土的功能性需求，一般需要加入缓凝剂共同使用。而且由于现在高性能混凝土的过度推广，对混凝土的工作性提出了更高的甚至是不切实际的需求。为适宜这种需求，厂家为保证其聚羧酸类外加剂产品所承诺的的优良性能，一般还在聚羧酸外加剂中加入引气剂、消泡剂等，采用“野蛮”的办法快速提升混凝土的工作性和强度指标。3）混凝土外加剂包括聚羧酸类外加剂，其成分组成和分子结构不是唯一的，它们只是一类化学物质的总称，这就决定了外加剂生产、制备所需原材料的多样性，生产、制备方案的多样性。

3 严格管控混凝土原材料

主要有：1）砂石料中的含泥量指标，砂石料中所含的细微泥土颗粒，极易吸附外加剂，影响混凝土微观结构，影响混凝土的工作性，所以一定要注意砂石料的洁净程度。2）外加剂长时间露天存放，造成外加剂中有效成分在高温作用下发生分解和流失。3）对水泥的进场把控不严，常规的水泥强度检测指标不能掌控现在水泥的品质。应该重点检控水泥的有效成分指标、水泥的细度指标以及水泥的安定性指标等这些常常易于被忽视的指标。4）对粉煤灰、矿粉等外掺料管控不当，把关不严，听之任之，造成水泥、矿粉、粉煤灰等粉料的串用或者由于粉煤灰、矿粉质量不达标等，造成混凝土功能性丧失，甚至酿成质量事故。

粉煤灰在现代混凝土工程中的应用是正确和广泛的。但是阻碍粉煤灰应用的主要问题有：1）决定粉煤灰质量好坏的是电厂燃煤的质量，尤其是我们常用的一级粉煤灰。如果燃煤质量差，难以生产出我们需要的一级粉煤灰，由此北方电厂的粉煤灰质量要明显高于南方电厂的粉煤灰。2）粉煤灰是电厂生产的附属品，其大部分作为垃圾交由所在地人员进行堆放、处置，因此大部分的粉煤灰不是属于正规的工业产品，也就难以掌控。3）粉煤灰的进场检测尤为重要，尤其是在进场检测中，一定要细之又细，严之又严。在现场使用和相关报道中，均出现过以次充好；上面用好灰，下面用差灰；甚至出现用草木灰、秸秆灰掺入粉煤灰中的极端恶劣现象。在采用双掺工艺进行混凝土配合比设计时，一定要注意当地的粉煤灰、矿粉质量情况，一定要注意供货渠道。

4 突破创新

不要囿于传统的技术规程限制，注重实践技术积累，勇于突破创新。

混凝土应用上的一些困惑和误区。1）混凝土强度检测和判定问题。现在公路规范依然用混凝土28天强度作为混凝土终期强度的判定依据，但是多数研究资料显示，现在混凝土的强度增长缓慢、增长龄期延长，28天强度指标追求的高强、早强理念已经越来越受到质疑，目前主流的观念建议使用56天的强度指标作为终期强度判定标准。2）用回弹仪进行混凝土强度快速检测是现场常用的一种检测手段。但是回弹仪的检测理论和经验公式是基于过去的低砂率的、低标号混凝土而产生的，应用在现在的高砂率、高标号的混凝土，已经出现了较大的偏差。3）现在技术规程规定的现场材料检测方法和检测内容不符合现场质量管控的需要，现场的试验检测手段也缺乏。例如对混凝土品质影响较大的外加剂质量、水泥成分、粉煤灰质量、矿粉质量、材料含碱量检测等，现场均没有相应的、有效的、快速的检测手段和检测能力，现场混凝土质量控制难以有效实施。

现在面临的问题是，混凝土技术没有适应或者跟上水泥工业、外加剂等行业的变化和发展；现场工程技术人员没有跟上现在混凝土技术的发展和变化。这些差距是造成混凝土现场使用过程中问题频发、困扰众多的主要原因。其根源是对混凝土技术的重视程度和关注程度不够。混凝土是工程中最简单也是最复杂的原材料，混凝土技术是工程中最枯燥也是最艰深的技术领域。希望大家多多关注混凝土技术领域，共同努力，仁者见仁、智者见智，共同提升混凝土技术水平。