廉慧珍教授课件.ppt

当前预拌混凝土存在的问题及对策的讨论 廉慧珍清华大学土木水利学院 预拌混凝土和工程的现状水泥的现状对混凝土的影响砂石质量是影响我国当前混凝土质量的关键因素提高混凝土工程质量的对策讨论 思维方法和观念的转变比技术更重要打破行业隔离是生产关系的变革 预拌混凝土和工程的现状 混凝土常用的中 低强度混凝土拌和物离析 泌水问题普遍 混凝土匀质性差掺粉煤灰的混凝土碳化深度大 掺矿渣粉的混凝土易开裂时常出现强度28天不够的现象结构构件混凝土开裂保护层表面缺陷匀质性不知 混凝土材料不是最终产品 拌制后 必须经过浇注 振捣成型并养护后 成为构件 element 才算完成由混凝土所制成的产品 这个过程就是混凝土工程 即使混凝土预拌 也应当负责到构件 如今却隔离成由不懂混凝土的人去完成 造成种种矛盾 现场劳动力素质 管理水平与质量要求的矛盾整个工程各环节相互缺乏诚信 各自以追求最大利润为目的 缺乏对工程负责的意识 强度第一 利润第一的思想支配行为 缺少质量意识和长远意识 观念和知识陈旧 混凝土配合比设计存在的问题影响质量及其控制对矿物掺和料认识和使用存在误区对添加剂的盲目使用对骨料作用认识不足 对骨料质量重视程度不足 因而严重影响混凝土质量对水泥品质的误导作为用户 和原材料供应方矛盾尖锐 不能正确认识和掌控原材料的质量 不能形成健康的买方市场 作为供货方 和施工方纠纷多发 无售后服务 水泥的现状对混凝土的影响 单纯追求强度 尤其是早期强度 对混凝土强度发展和早开裂的影响粉磨过细 助磨剂使用的目的不纯 对混凝土抗压强度发展 抗拉强度 开裂 抗冻性 与减水剂的相容性等的影响水化热大 出厂温度过高 混凝土凝结时间不正常 开裂敏感性大含碱量难以控制 混凝土早期强度提高 后期倒缩 增大开裂敏感性隐瞒混合材掺量 混凝土配合比难调 混凝土早期中性化严重需水量增大 外加剂成本增大 水泥强度和混凝土强度的关系 相同强度的水泥能配制出不同强度的混凝土不同强度的水泥可以配制出相同强度的混凝土32 5的水泥可以配制出C60的泵送混凝土因水泥强度太高 难以配出合格的C20混凝土质检合格的水泥未必能满足混凝土的需要 相同品种和强度的水泥在混凝土中可能有不同的表现高强度 52 5以上 水泥可用于C80以上的高强混凝土 但使用量很少 需慎用 相同品种 相同强度的水泥在混凝土结构中可能会有不同的行为 用不同工厂的I型水泥配制的混凝土在绝热和半绝热条件下约束应力的差异 覃老师的实验 什么是好的水泥 采用快硬水泥的混凝土10年后强度倒缩 1937年按特快硬水泥生产的水泥与现今水泥的平均水平很相似 Lemish和Elwell1996年在对依阿华州劣化的公路路面钻芯取样的一项研究中 也发现10 14年强度倒缩而得出结论 强度增长慢的混凝土与性能良好相关 水泥影响混凝土结构质量的主要因素 水化热及其释放速率 矿物组成和细度 水泥温度需水量 细度 含碱量开裂敏感性 矿物组成 细度 水泥温度 含碱量水泥与外加剂的相容性 矿物组成 细度 石膏形态和含量 含碱量性能稳定性和耐久性 细度 含碱量 氯离子含量产品匀质性 生产控制和原材料剂产品均化 水泥含碱量和C3A对收缩的影响 熟料中K2O含量对水泥抗压强度的影响 SO3 3 5 水泥比表面积 400 10m2 kg 碱对砂浆干燥失重的影响 碱对砂浆自由收缩的影响 水泥中不同细度颗粒对强度的作用 水泥细度与其抗压强度的关系 各粒粒级范围水泥的强度 B Beke 3 30 m担负强度增长的主要责任 60 m无作用 0 SS 310m2 kg1 除去60 以上SS 409m2 kg2 除去30 以上SS 574m2 kg3 除去20 以上SS 809m2 kg4 除去35 以上SS 19035m2 kg 不同粒级水泥强度发展 各粒粒级范围水泥的强度 比表面积为3014cm2 饱和点为0 8 坍落度不损失掺量为1 6 雍阳外加剂厂试验 水泥细度为3982cm2 饱和点为1 2 坍落度无损失掺量为1 82 雍阳外加剂厂试验 比表面积为4445cm2 饱和点为1 6 找不到坍落度无损失点 雍阳外加剂厂试验 水泥细度对砂浆抗拉强度的影响 水泥细度和开裂敏感性的关系 用收缩开裂环检测水泥的开裂敏感性 从成型到开裂经过的时间越短 抗裂性越差 水泥细度对水泥浆土和混凝土开裂的影响 抗冻性随水泥比表面积增大而下降 砂石质量是影响我国当前混凝土质量的关键 当前对砂石认识的误区砂石质量对混凝土性能的关系需端正对砂石质量认识的重要性 田 田 田 田 田 田 田 田 田 田 田 田 田 田 田 田 对骨料在混凝土中作用的认识误区 过去教科书称骨料作用有三骨架支撑 强度填充作用 经济稳定体积传统上最重视的是强度作用 实际上由于骨料 浆体界面的存在 强度作用是有一定限度的 骨料在混凝土中的作用 我国当前混凝土质量差的主要原因是骨料的质量差 混凝土强度和石子强度的关系 由于界面的影响 混凝土随石子用量的增加而强度下降 渗透性增大骨料和混凝土强度的关系随浆骨比的增大而减小 当前泵护送混凝土的强度基本上与骨料强度无关 石子的骨架作用在于稳定体积石子性质对混凝土性能的影响粒形 颗粒级配 吸水率 影响需水量 当用水量一定时影响施工性粒径因界面的影响而影响强度 渗透性和抗冻性 粒径和结构的配合砂子的细度模量只表明总的粗细程度 颗粒越粗影响越大 相同细度模量可以有无数种级配 对骨料的品质的要求 粒径水胶比越低 粗骨料粒径对渗透性和强度的影响越大 抗渗性和强度随粒径的减小而提高 但弹性模量有所下降 收缩增大 粒径的选择应考虑与构件几何特征匹配级配和粒形粒形比级配还重要砂子的真实级配比细度模数更重要 石子强度和混凝土强度的关系 骨料强度对混凝土强度的影响随混凝土拌和物浆骨比的增大而减小 干硬性混凝土 贫混凝土 低塑性混凝土 坍落度10 40mm 塑性混凝土 坍落度50 100mm 流态混凝土 坍落度100mm 120mm 高流态混凝土 坍落度 150mm 自密实混凝土 坍落度 240mm 石子强度影响 有 小 无 骨料用量和混凝土收缩的关系 大多数普通岩石线胀系数 5 10 6 13 10 6 硬化硅酸盐水泥净浆线胀系数 11 10 6 20 10 6 混凝土的收缩Sc与水泥净浆收缩Sp之比取决于骨料含量a Sc Sp 1 a nn为经验系数 变动于1 2 1 7与骨料弹性模量有关 浆骨比和混凝土收缩关系 骨料用量和混凝土收缩关系 混凝土收缩值和骨料用量关系 粗骨料粒径对混凝土强度的影响 粗骨料粒径对混凝土渗透性的影响 骨料最大粒径和混凝土抗冻性的关系 石子粒径大于墙的钢筋保护层厚度在钢筋处受阻而在钢筋下面产生的裂缝 横筋位置 石子粒形对混凝土性质的影响 石子表面织构对混凝土变形的影响 思维方法和观念的转变比技术更重要 有正确的思维方法才能能不断更新观念 有正确的观念才能接受新技术影响技术进步的思维定势提倡辩证的思维 创新的思维 任何技术都有利就有弊 充分认识其利弊 才能最大限度地取利弃弊 任何举措都有得必有失 有所失才能有所失 有舍才能有得 决策之前要想好你想要什么 但是不要为创新而创新 对高性能混凝土的反思质量检测和过程控制 影响技术进步的思维定势 传统思维 只相信自己所熟知的 用重复证明经验来思考问题 例如认为强度高的就是高质量优质的 对强度的盲目追求 等等 从众思维 人云亦云 无自主的分析和判断 亦步亦趋地跟进 例如对膨胀剂的褒贬 对聚丙烯纤维的迷信 对待工程质量责任问题等等 机械思维 唯上 唯本本和条条 如工程质检 验收对规范的机械照搬 认为书上写的 杂志上等的都是对的 等等 质量的过程过程控制 美国 实践证明 一般工程在实验室经过反复试配而优化的混凝土 到达现场验收合格 只要在现场不随意更动 而按合理的顺序浇筑 正确地振捣 并根据环境温度控制好入模温度和升温 降温速率 不要过早拆模 保证充分的湿养护 则混凝土的质量就不会有问题 日本 认为只要现场验证了混凝土用水量和含气量 保证施工质量 强度不会有问题 做好混凝土首先需要观念的改变 改变以强度为唯一目标的传统观念 并非忽视强度 而是因为过去太忽视耐久性 强度作为结构安全性的保证 仍很重要 目前强度不足的情况也说明耐久性同样不足尽量低成本是经营之道 目的是节能 降耗 减排 是社会可持续发展 如果只是为了赚取最大利润 损害了质量 则将失去社会的信任按照工程需要和环境选择和正确使用矿物掺和料 没有放之四海而皆准的材料和技术 加强混凝土生产和使用的过程控制与服务 改变目前配合比计算的方法和生产质量控制的模式加强混凝土生产和使用的过程控制与服务美国强调混凝土的试配 重要工程必须试浇筑 施工单位只要按试配优化配合比合格生产的拌和物正确地施工 质量不会有问题 注意力放在对施工质量的控制 新加坡由水泥厂根据用户需要提供经过试配优选的混凝土配合比日本重视验收混凝土拌和物的用水量 日本混凝土质量管理的观念 全方位 全过程的质量控制 从原材料选择 进场验收到存储 配合比选择与试配 从计量 搅拌 运输 浇注到拌和物验收 在各方面进行过程的控制 只要现场验证了混凝土拌和物的单方用含水量在试配确定值允许偏差范围内 保证施工质量就能符合工程要求 因此在日本 与现场留样的强度相比 28d龄期后才知晓 更重视对拌和物用水量的测定 保证强度的首要因素是水灰比 日本检测现场混凝土拌和物用水量有多种技术 做好预拌混凝土企业需要有什么 人是识第一可宝贵的 留住人才的是使他们感到自己在企业里不断进步 受到重视 能体现自己的价值 得到发展 有一批既懂上游 设计和施工 有又懂下游 水泥和砂石 的有正确观念和先进技术的管理人员能保证有稳定的合格原材料来源有切实的保证混凝土生产质量控制的严格制度和措施作别人不作或做不到的事 加强合同意识和管理 合同的目的不仅是保证交钱 交货 而首先是甲乙双方相互信任和支持的法律行为 是双方互相沟通 交流和理解的和谐的过程明确双方的责 权 利甲方 用户 对乙方提出要求和配合的承诺乙方 供货 服务方 对甲方提供服务内容和保证质量的承诺以及对甲方配合的要求契约双方共同遵照的相应规范和特殊技术措施任何合同以外的变更都要经过洽商 并记录 作为合同的补充内容 欧洲标准规定 只有在使用混凝土的地方满足针对新浇筑混凝土规定的施工过程 才能获得所要求的结构混凝土性能 选择水泥应满足新浇筑混凝土和硬化混凝土的规定的要求 包括稠度 体积密度 强度 耐久性和埋置钢筋的防腐蚀 欧洲标准中对水泥的选择 水泥应