廉慧珍教授-PPT課件

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當前預(yù)拌混凝土存在的問題及對策的討論廉慧珍清華大學(xué)土木水利學(xué)院1

1預(yù)拌混凝土和工程的現(xiàn)狀水泥的現(xiàn)狀對混凝土的影響砂石質(zhì)量是影響我國當前混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素提高混凝土工程質(zhì)量的對策討論：思維方法和觀念的轉(zhuǎn)變比技術(shù)更重要打破行業(yè)隔離是生產(chǎn)關(guān)系的變革2

2預(yù)拌混凝土和工程的現(xiàn)狀混凝土常用的中、低強度混凝土拌和物離析、泌水問題普遍，混凝土勻質(zhì)性差摻粉煤灰的混凝土碳化深度大，摻礦渣粉的混凝土易開裂時常出現(xiàn)強度28天不夠的現(xiàn)象結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土開裂保護層表面缺陷勻質(zhì)性不知3

3混凝土材料不是最終產(chǎn)品，拌制后，必須經(jīng)過澆注、振搗成型并養(yǎng)護后，成為構(gòu)件(element),才算完成由混凝土所制成的產(chǎn)品，這個過程就是混凝土工程。即使混凝土預(yù)拌，也應(yīng)當負責(zé)到構(gòu)件，如今卻隔離成由不懂混凝土的人去完成，造成種種矛盾?，F(xiàn)場勞動力素質(zhì)、管理水平與質(zhì)量要求的矛盾整個工程各環(huán)節(jié)相互缺乏誠信，各自以追求最大利潤為目的，缺乏對工程負責(zé)的意識。強度第一、利潤第一的思想支配行為，缺少質(zhì)量意識和長遠意識。4

4觀念和知識陳舊：混凝土配合比設(shè)計存在的問題影響質(zhì)量及其控制對礦物摻和料認識和使用存在誤區(qū)對添加劑的盲目使用對骨料作用認識不足，對骨料質(zhì)量重視程度不足，因而嚴重影響混凝土質(zhì)量對水泥品質(zhì)的誤導(dǎo)作為用戶，和原材料供應(yīng)方矛盾尖銳，不能正確認識和掌控原材料的質(zhì)量,不能形成健康的買方市場；作為供貨方，和施工方糾紛多發(fā)，無售后服務(wù)5

5水泥的現(xiàn)狀對混凝土的影響單純追求強度，尤其是早期強度──對混凝土強度發(fā)展和早開裂的影響粉磨過細，助磨劑使用的目的不純──對混凝土抗壓強度發(fā)展、抗拉強度、開裂、抗凍性、與減水劑的相容性等的影響水化熱大，出廠溫度過高──混凝土凝結(jié)時間不正常，開裂敏感性大含堿量難以控制，混凝土早期強度提高，后期倒縮，增大開裂敏感性隱瞞混合材摻量──混凝土配合比難調(diào)，混凝土早期中性化嚴重需水量增大──外加劑成本增大6

6水泥強度和混凝土強度的關(guān)系相同強度的水泥能配制出不同強度的混凝土不同強度的水泥可以配制出相同強度的混凝土32.5的水泥可以配制出C60的泵送混凝土因水泥強度太高，難以配出合格的C20混凝土質(zhì)檢合格的水泥未必能滿足混凝土的需要；相同品種和強度的水泥在混凝土中可能有不同的表現(xiàn)高強度(52.5以上)水泥可用于C80以上的高強混凝土，但使用量很少，需慎用。7

7相同品種、相同強度的水泥在混凝土結(jié)構(gòu)中可能會有不同的行為用不同工廠的I型水泥配制的混凝土在絕熱和半絕熱條件下約束應(yīng)力的差異8

8覃老師的實驗9

9什么是好的水泥？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(chǎn)的水泥與現(xiàn)今水泥的平均水平很相似。Lemish和Elwell1996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)10～14年強度倒縮而得出結(jié)論：強度增長慢的混凝土與性能良好相關(guān)。10

10水泥影響混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的主要因素水化熱及其釋放速率──礦物組成和細度、水泥溫度需水量──細度、含堿量開裂敏感性──礦物組成、細度、水泥溫度、含堿量水泥與外加劑的相容性──礦物組成、細度、石膏形態(tài)和含量、含堿量性能穩(wěn)定性和耐久性──細度、含堿量、氯離子含量產(chǎn)品勻質(zhì)性──生產(chǎn)控制和原材料劑產(chǎn)品均化11

11水泥含堿量和C3A對收縮的影響12

12熟料中K2O含量對水泥抗壓強度的影響SO3=3.5%水泥比表面積：400±10m2/kg13

13堿對砂漿干燥失重的影響14

14堿對砂漿自由收縮的影響15

15水泥中不同細度顆粒對強度的作用16

16水泥細度與其抗壓強度的關(guān)系17

17各粒粒級范圍水泥的強度B.Beke：3～30μm擔(dān)負強度增長的主要責(zé)任；<3μm只對早強有利；>60μm無作用18

180#:SS=310m2/kg1#:除去60μ以上SS=409m2/kg2#:除去30μ以上SS=574m2/kg3#:除去20μ以上SS=809m2/kg4#:除去35μ以上SS=19035m2/kg不同粒級水泥強度發(fā)展19

19各粒粒級范圍水泥的強度20

20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21

21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22

22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23

23水泥細度對砂漿抗拉強度的影響24

24水泥細度和開裂敏感性的關(guān)系用收縮開裂環(huán)檢測水泥的開裂敏感性,從成型到開裂經(jīng)過的時間越短，抗裂性越差25

25水泥細度對水泥漿土和混凝土開裂的影響26

26抗凍性隨水泥比表面積增大而下降27

27砂石質(zhì)量是影響我國當前混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵當前對砂石認識的誤區(qū)砂石質(zhì)量對混凝土性能的關(guān)系需端正對砂石質(zhì)量認識的重要性╱◥█◣╱◥█◣╱◥█◣╱◥█◣　╱◥█◣╱◥█◣╱◥█◣　╱◥█◣︱田︱田︱︱田︱田︱︱田︱田︱︱田︱田︱︱田︱田︱︱田︱田︱︱田︱田︱︱田︱田︱╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬╬28

28對骨料在混凝土中作用的認識誤區(qū)過去教科書稱骨料作用有三骨架支撐──強度填充作用──經(jīng)濟穩(wěn)定體積傳統(tǒng)上最重視的是強度作用，實際上由于骨料-漿體界面的存在，強度作用是有一定限度的。29

29骨料在混凝土中的作用——我國當前混凝土質(zhì)量差的主要原因是骨料的質(zhì)量差混凝土強度和石子強度的關(guān)系：由于界面的影響，混凝土隨石子用量的增加而強度下降、滲透性增大骨料和混凝土強度的關(guān)系隨漿骨比的增大而減小，當前泵護送混凝土的強度基本上與骨料強度無關(guān)30

30石子的骨架作用在于穩(wěn)定體積石子性質(zhì)對混凝土性能的影響粒形，顆粒級配，吸水率，影響需水量，當用水量一定時影響施工性粒徑因界面的影響而影響強度、滲透性和抗凍性，粒徑和結(jié)構(gòu)的配合砂子的細度模量只表明總的粗細程度——顆粒越粗影響越大，相同細度模量可以有無數(shù)種級配31

31對骨料的品質(zhì)的要求粒徑水膠比越低，粗骨料粒徑對滲透性和強度的影響越大；抗?jié)B性和強度隨粒徑的減小而提高，但彈性模量有所下降，收縮增大。粒徑的選擇應(yīng)考慮與構(gòu)件幾何特征匹配級配和粒形粒形比級配還重要砂子的真實級配比細度模數(shù)更重要32

32石子強度和混凝土強度的關(guān)系骨料強度對混凝土強度的影響隨混凝土拌和物漿骨比的增大而減?。焊捎残曰炷?貧混凝土)低塑性混凝土(坍落度10～40mm)塑性混凝土(坍落度50～100mm)流態(tài)混凝土(坍落度100mm～120mm)高流態(tài)混凝土(坍落度＞150mm）自密實混凝土(坍落度＞240mm）石子強度影響有小無33

33骨料用量和混凝土收縮的關(guān)系大多數(shù)普通巖石線脹系數(shù)：5×10-6～13×10-6/℃硬化硅酸鹽水泥凈漿線脹系數(shù)：11×10-6～20×10-6/℃混凝土的收縮Sc與水泥凈漿收縮Sp之比取決于骨料含量a:Sc=Sp(1-a)nn為經(jīng)驗系數(shù)，變動于1.2～1.7與骨料彈性模量有關(guān)34

34漿骨比和混凝土收縮關(guān)系35

35骨料用量和混凝土收縮關(guān)系36

36混凝土收縮值和骨料用量關(guān)系37

37粗骨料粒徑對混凝土強度的影響38

38粗骨料粒徑對混凝土滲透性的影響39

39骨料最大粒徑和混凝土抗凍性的關(guān)系40

40石子粒徑大于墻的鋼筋保護層厚度在鋼筋處受阻而在鋼筋下面產(chǎn)生的裂縫橫筋位置41

41石子粒形對混凝土性質(zhì)的影響所用石子混凝土28天抗壓強度(MPa)坍落度(mm)粒形好、強度低的深康風(fēng)化粗?；◢弾r71.3195針片狀顆粒多、強度高的烏石谷致密石灰?guī)r68.814842

42石子表面織構(gòu)對混凝土變形的影響43

43思維方法和觀念的轉(zhuǎn)變比技術(shù)更重要有正確的思維方法才能能不斷更新觀念，有正確的觀念才能接受新技術(shù)影響技術(shù)進步的思維定勢提倡辯證的思維、創(chuàng)新的思維：任何技術(shù)都有利就有弊，充分認識其利弊，才能最大限度地取利棄弊；任何舉措都有得必有失，有所失才能有所失，有舍才能有得，決策之前要想好你想要什么，但是不要為創(chuàng)新而創(chuàng)新。對高性能混凝土的反思質(zhì)量檢測和過程控制44

44影響技術(shù)進步的思維定勢傳統(tǒng)思維：只相信自己所熟知的，用重復(fù)證明經(jīng)驗來思考問題。例如認為強度高的就是高質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的，對強度的盲目追求，等等。從眾思維：人云亦云，無自主的分析和判斷，亦步亦趨地跟進。例如對膨脹劑的褒貶、對聚丙烯纖維的迷信、對待工程質(zhì)量責(zé)任問題等等。機械思維：唯上、唯本本和條條，如工程質(zhì)檢、驗收對規(guī)范的機械照搬，認為書上寫的、雜志上等的都是對的，等等。45

45質(zhì)量的過程過程控制美國：實踐證明，一般工程在實驗室經(jīng)過反復(fù)試配而優(yōu)化的混凝土，到達現(xiàn)場驗收合格，只要在現(xiàn)場不隨意更動，而按合理的順序澆筑，正確地振搗，并根據(jù)環(huán)境溫度控制好入模溫度和升溫、降溫速率，不要過早拆模，保證充分的濕養(yǎng)護，則混凝土的質(zhì)量就不會有問題。日本：認為只要現(xiàn)場驗證了混凝土用水量和含氣量，保證施工質(zhì)量，強度不會有問題46

46做好混凝土首先需要觀念的改變改變以強度為唯一目標的傳統(tǒng)觀念，并非忽視強度，而是因為過去太忽視耐久性，強度作為結(jié)構(gòu)安全性的保證，仍很重要。目前強度不足的情況也說明耐久性同樣不足盡量低成本是經(jīng)營之道，目的是節(jié)能、降耗、減排，是社會可持續(xù)發(fā)展，如果只是為了賺取最大利潤，損害了質(zhì)量，則將失去社會的信任按照工程需要和環(huán)境選擇和正確使用礦物摻和料，沒有放之四海而皆準的材料和技術(shù)47

47加強混凝土生產(chǎn)和使用的過程控制與服務(wù)改變目前配合比計算的方法和生產(chǎn)質(zhì)量控制的模式加強混凝土生產(chǎn)和使用的過程控制與服務(wù)美國強調(diào)混凝土的試配，重要工程必須試澆筑，施工單位只要按試配優(yōu)化配合比合格生產(chǎn)的拌和物正確地施工，質(zhì)量不會有問題，注意力放在對施工質(zhì)量的控制。新加坡由水泥廠根據(jù)用戶需要提供經(jīng)過試配優(yōu)選的混凝土配合比日本重視驗收混凝土拌和物的用水量48

48日本混凝土質(zhì)量管理的觀念全方位、全過程的質(zhì)量控制：從原材料選擇、進場驗收到存儲、配合比選擇與試配，從計量、攪拌、運輸、澆注到拌和物驗收，在各方面進行過程的控制。只要現(xiàn)場驗證了混凝土拌和物的單方用含水量在試配確定值允許偏差范圍內(nèi)，保證施工質(zhì)量就能符合工程要求，因此在日本，與現(xiàn)場留樣的強度相比（28d齡期后才知曉），更重視對拌和物用水量的測定（保證強度的首要因素是水灰比）日本檢測現(xiàn)場混凝土拌和物用水量有多種技術(shù)49

49做好預(yù)拌混凝土企業(yè)需要有什么？人是識第一可寶貴的，留住人才的是使他們感到自己在企業(yè)里不斷進步、受到重視、能體現(xiàn)自己的價值，得到發(fā)展。有一批既懂上游（設(shè)計和施工）有又懂下游（水泥和砂石）的有正確觀念和先進技術(shù)的管理人員能保證有穩(wěn)定的合格原材料來源有切實的保證混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制的嚴格制度和措施作別人不作或做不到的事50

50加強合同意識和管理合同的目的不僅是保證交錢、交貨，而首先是甲乙雙方相互信任和支持的法律行為，是雙方互相溝通、交流和理解的和諧的過程明確雙方的責(zé)、權(quán)、利甲方(用戶)：對乙方提出要求和配合的承諾乙方(供貨、服務(wù)方)：對甲方提供服務(wù)內(nèi)容和保證質(zhì)量的承諾以及對甲方配合的要求契約雙方共同遵照的相應(yīng)規(guī)范和特殊技術(shù)措施任何合同以外的變更都要經(jīng)過洽商，并記錄，作為合同的補充內(nèi)容51

51歐洲標準規(guī)定只有在使用混凝土的地方滿足針對新澆筑混凝土規(guī)定的施工過程，才能獲得所要求的結(jié)構(gòu)混凝土性能。選擇水泥應(yīng)滿足新澆筑混凝土和硬化混凝土的規(guī)定的要求，包括稠度，體積密度，強度，耐久性和埋置鋼筋的防腐蝕。52

52歐洲標準中對水泥的選擇水泥應(yīng)從已確認適用性的水泥中選擇，考慮下列方面：施工條件；混凝土的最終用途；養(yǎng)護條件（例如：加熱養(yǎng)護）；結(jié)構(gòu)的尺寸（放熱過程）；結(jié)構(gòu)所暴露的環(huán)境條件；骨料與來源于組成材料的堿的潛在反應(yīng)活性。53

53歐洲標準中對骨料的選擇骨料的類型、級配和類別，如針片度、抗凍融性能、耐磨性、細度，選擇時應(yīng)考慮下列方面：施工條件；混凝土的最終用途；結(jié)構(gòu)所暴露的環(huán)境條件；對于暴露骨料或?qū)τ谝霉ぞ呒庸せ炷帘砻娴墓橇?，其它要求；公稱最大骨料尺寸(Dmax)的選擇應(yīng)考慮鋼筋保護層和最小截面寬度54