淺談混凝土技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展

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混凝土是當(dāng)代最大宗的人造材料，也是最主要建筑材料。目前，世界水泥年產(chǎn)量已超過12億t，我國(guó)在數(shù)量上占居首位，其產(chǎn)量約為世界總產(chǎn)量的三分之一。混凝土年使用量雖未見準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)資料，但如以水泥產(chǎn)量推測(cè)，估計(jì)在我國(guó)混凝土年使用量可達(dá)6億m3以上，其工程量之多，社會(huì)與經(jīng)濟(jì)意義之大，是人所共知的。針對(duì)我國(guó)今后發(fā)展的需要，本文擬在三個(gè)方面予以論述。
    1、預(yù)拌混凝土的現(xiàn)狀與發(fā)展
    混凝土的集中攪拌是建筑工程生產(chǎn)管理方面一項(xiàng)意義重大的改革。預(yù)拌混凝土應(yīng)用量比重的大小，標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的混凝土生產(chǎn)工業(yè)化程度的高低。國(guó)外實(shí)踐表明，采用預(yù)拌混凝土之后，一般可提高勞動(dòng)率200%～250%，節(jié)約水泥10%～15%，降低生產(chǎn)成本5%左右，還具有保證質(zhì)量、節(jié)約施工用地、實(shí)現(xiàn)文明施工等方面的優(yōu)越性。世界上第一座預(yù)拌混凝土工廠出現(xiàn)在德國(guó)，建造于1903年，以后受到各國(guó)的重視，得到迅速發(fā)展。到20世紀(jì)80年代初，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家里，預(yù)拌混凝土的供應(yīng)量，已達(dá)到全部混凝土生產(chǎn)量的60%～80%。
    在我國(guó)混凝土攪拌站始建于80年代初的上海、常州兩城市。20年來，由于建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，尤其是北京和東南沿海地區(qū)一些城市建設(shè)的高速發(fā)展，各級(jí)建設(shè)行政主管部門采取了一些扶植政策和措施，使城市的預(yù)拌混凝土產(chǎn)量每年以12%～15%幅度遞增。上海、北京、廣州、大連、常州等城市應(yīng)用預(yù)拌混凝土量已達(dá)到該城市混凝土總用量的80%以上，接近經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。但是，預(yù)拌混凝土的發(fā)展是不平衡的，就全國(guó)而言，預(yù)拌混凝土占現(xiàn)澆混凝土量的比重還不到30%，有的地方甚至還沒有預(yù)拌混凝土站，與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)預(yù)拌混凝土尚屬起步階段。而且我國(guó)已建成的預(yù)拌混凝土站，多屬建筑企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)管理，而經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家預(yù)拌混凝土已成為獨(dú)立的新興行業(yè)，有許多專業(yè)公司專門生產(chǎn)和供應(yīng)預(yù)拌混凝土。
    在預(yù)拌混凝土行業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，也暴露出不少需要重視的問題。如：混凝土定價(jià)不合理以及混凝土供需雙方配合不密切，出現(xiàn)供大于求而導(dǎo)致降低價(jià)格出售，因而無(wú)法保證預(yù)拌混凝土的質(zhì)量。這樣惡性循環(huán)不利于預(yù)拌混凝土的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
    為了保證預(yù)拌混凝土的健康發(fā)展，必須注意以下幾點(diǎn)：
    1)加強(qiáng)預(yù)拌混凝土廠的合理規(guī)劃和布置，預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)與當(dāng)?shù)氐慕ㄖ褪袌?chǎng)需求相匹配，避免盲目發(fā)展過度集中。
    2)有計(jì)劃的組織在職人員培訓(xùn)，提高人員素質(zhì)及企業(yè)的技術(shù)和管理水平，加強(qiáng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳貫徹力度。
    3)規(guī)范市場(chǎng)，加強(qiáng)有關(guān)部門的監(jiān)督，使供需雙方必須遵守合同，增強(qiáng)合同的法律效力;并制定出合理的預(yù)拌混凝土價(jià)格體系。使預(yù)拌混凝土能在正常的競(jìng)爭(zhēng)條件下得到發(fā)展。
    2、高性能混凝土的現(xiàn)狀和發(fā)展
    為了弄清當(dāng)前混凝土在不同用途中存在的缺點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)，美國(guó)于80年代曾對(duì)很多土建工程單位進(jìn)行了廣泛的調(diào)查。從調(diào)查結(jié)果可知，在眾所關(guān)注的抗壓強(qiáng)度以外，亟待改進(jìn)提高的混凝土性能，依次為體積穩(wěn)定性、抗?jié)B性、流動(dòng)性、抗折(拉)強(qiáng)度、護(hù)筋性、線膨脹系數(shù)等，當(dāng)然還須降低成本。上述各種性能歸納起來就是強(qiáng)度、工作性和耐久性3大類，這正符合十幾年來幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家正在研究開發(fā)中的高性能混凝土(HPC)。
    HPC的誕生與發(fā)展是近代工程發(fā)展的需要。例如高層、大跨度、大荷載、特殊使用條件和嚴(yán)酷的環(huán)境(如海上石油鉆采平臺(tái)、海底隧道等)以及對(duì)建設(shè)速度、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能等有更高要求;同時(shí)也由于混凝土技術(shù)的提高使HPC成為可行。HPC的先進(jìn)性使混凝土的應(yīng)用范圍得到擴(kuò)大，使混凝土的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益得到不斷增長(zhǎng)。
    發(fā)展HPC的主要途徑有：
    1)高性能的原材料以及與之相適應(yīng)的工藝。2)復(fù)合化：混凝土本身是水泥基復(fù)合材料。HPC必須有活性細(xì)摻料和外加劑特別是高效減水劑的加入，常常不僅需要二者同摻，有時(shí)還必須同時(shí)采用幾種外加劑以取得要求的性能，充分發(fā)揮復(fù)合化的作用，將是HPC取得更大效益的努力方向。
    在我國(guó)當(dāng)前條件下，HPC可采用下列原材料：
    a)水泥。以42.5#或42.5R硅酸鹽水泥為主，也可選用某些特種水泥如鐵鋁酸鹽水泥，堿—礦渣水泥等，但水泥用量過大或細(xì)度過細(xì)均不利于耐久性。
    b)集料。必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，要求堅(jiān)潔，粒徑、粒形、級(jí)配和強(qiáng)度與工作性有關(guān)，宜先經(jīng)過試驗(yàn)。工地必須改變不重視集料的壞習(xí)慣。
    c)活性細(xì)摻料。不僅為了節(jié)省水泥更重要的是為了滿足工作性(如易泵性)與耐久性的要求。因此，優(yōu)質(zhì)活性細(xì)摻料如硅灰或粉煤灰、沸石粉以及磨細(xì)礦渣已成為HPC的必需組分。二種細(xì)摻料復(fù)合作用，有時(shí)能帶來很好的效果。
    d)外加劑。首先是高效減水劑，是HPC的必需組分。為的是大幅度減水以提高強(qiáng)度與耐久性。使HPC有足夠的流動(dòng)性、易泵性和填充性，也使是泌水減到最小。摻加活性細(xì)摻料時(shí)必須摻加足夠的減水劑或高效減水劑；為了減少坍落度損失還必須摻加緩凝劑與引氣劑；為了早強(qiáng)，可摻加早強(qiáng)劑或采用早強(qiáng)減水劑；為了預(yù)防早期收縮可摻加適量膨脹劑。所以，外加劑的復(fù)合作用對(duì)HPC滿足各種功能要求是十分重要的。