自1824年水泥誕生至今已有近200年的歷史，經(jīng)前人的不懈努力，混凝土技術已是日臻完善，各種規(guī)范標準也是應有盡有，但是,隨著科學技術的不斷進步，應用領域的不斷擴展，我們身邊的混凝土質量問題不是越來越少,反而是越來越多，比如說,強度偏低的問題、裂縫的問題、滲漏的問題、耐磨性差的問題等等時有發(fā)生，特別是近些年來一些鋼筋混凝土橋梁、高架橋等重大質量事故不時地撞擊人們的眼球，不得不讓人從新思考現(xiàn)代混凝土技術到底還存在什么難解之謎、還有什么死角和盲區(qū)等待我們去發(fā)現(xiàn)和解決、難道說質量問題和質量事故的發(fā)生都是現(xiàn)場施工管理者的責任嗎？這些問題值得我們認真思考和反思。
經(jīng)過多年的應用比對分析，筆者認為，大量質量問題和質量事故的發(fā)生除了與現(xiàn)場的施工管理有關外,還與水泥品質的高低及規(guī)范標準間的不協(xié)調有直接的聯(lián)系，也就是說，我們的頂層設計還存在著一些急待改進和完善的問題，而這些問題過去卻一直被我們所忽視，導致質量問題一而再再而三的發(fā)生，且層出不窮。下面,筆者通過旁征側引和對比分析來進一步闡述這些問題，不妥之處懇請指正。
一、水泥品質的差異問題
眾所周知，現(xiàn)有水泥是以28天強度值作為評定基準的，至于28天后強度如何發(fā)展，水泥標準并沒有給出明確的規(guī)定和要求，以至于水泥生產(chǎn)企業(yè)只要按保證28天強度進行水泥生產(chǎn)就可以了。其實，混凝土28天以后的強度發(fā)展除了與水泥中的礦物成分比例及后續(xù)的養(yǎng)護條件有關外，還與水泥礦物顆粒粒徑的大小有直接的聯(lián)系,以通用硅酸鹽水泥中最大含量的硅酸三鈣礦物為例，28天的水化深度大約是10um,相對于顆粒粒徑絕大多數(shù)在30um以下的水泥而言，28天水化已完成90%以上，也就是說，28天后即使養(yǎng)護條件再好，混凝土強度也沒有多少增長的余地。
到目前為止，對混凝土強度長期發(fā)展最有說服力的是日本小樽港持續(xù)長達百年的相關試驗數(shù)據(jù)。根據(jù)資料［2］介紹，始建于1897年的小樽港，在建設初期制作了6萬多個試件,放在海水中、大氣中、淡水中分別進行長期耐久性試驗，試驗結果表明，三者的長期強度發(fā)展趨勢是基本一致的，其中，試件在自然的大氣環(huán)境中存放30～40年強度達到最高，大約提高100%，然后逐年下降，存放95年，強度從最高點下降約40%，但仍高于28天強度約20%，當年所用的水泥顆粒粒徑是200um方孔篩篩余量小于10%，其平均粒徑遠大于目前國內標準使用的80um方孔篩篩余量小于10%的水泥平均粒徑。
為了與小樽港的數(shù)據(jù)進行對比，日本海洋工程研究所也進行了相關的試驗，試驗結果表明，在海洋氣候環(huán)境條件下，對于比表面積下限在250㎡/kg的水泥，混凝土存放5年抗壓強度達到最高，增長約40%，然后逐年下降，至10年甚至低于原來的28天強度。
從以上數(shù)據(jù)對比分析可知，水泥顆粒粒徑的大小對混凝土強度的長期發(fā)展起著決定性的作用,當水泥顆粒粒徑大于30 um時,粒徑越大,混凝土28天后強度增長的幅度也越大,持續(xù)增長的時間也越長,而目前的國家標準，將水泥比表面積下限定在相對較大的300㎡/kg，可實際生產(chǎn)的水泥比表面積多在360～400㎡/kg之間，相應的水泥顆粒粒徑絕大多數(shù)都在30 um以下，雖然有利于提高混凝土的早期強度，但是對于混凝土強度的長期發(fā)展卻是不利的，加之有的水泥生產(chǎn)企業(yè)為了追求利潤的最大化，會將水泥磨得越來越細，早強特征越來越明顯，在此前提下,期盼通過后期強度的大幅增長來保證混凝土的耐久性幾乎是不可能，而恰恰相反的是，混凝土強度的長期發(fā)展將會由短期的上升很快轉為逐年下降，國內多起鋼筋混凝土橋梁、高架橋質量事故大都發(fā)生在使用期滿十年這一關鍵的時間節(jié)點之后也就不足為奇，因為以當時的水泥比表面積標準與資料［2］日本海洋工程研究所的水泥比表面積進行對比可以推斷，如果在配合比設計時施工企業(yè)沒有大幅提高混凝土配制強度，實際結構混凝土強度已自然下降至設計值以下，發(fā)生質量事故也就在所難免。由此可見，即使是滿足國家標準的水泥，由于其顆粒粒徑大小的不同而導致水泥品質上存在的差異，對混凝土結構長期使用安全將會造成直接的影響。
鑒于目前國內混凝土強度在自然環(huán)境中長期發(fā)展的相關數(shù)據(jù)鮮有見之，更多的是引用實驗室標養(yǎng)試件的數(shù)據(jù)而缺乏說服力；另外，對于我們每個人身邊住用的建筑工程來說，由于結構混凝土表面都進行了裝飾裝修，使混凝土與外界環(huán)境隔絕而對其起到了很好的保護作用，混凝土強度也就不會因環(huán)境有害介質的侵入而大幅降低并發(fā)生質量事故，從而也就自覺或不自覺地影響了人們對混凝土強度長期發(fā)展的重視，故這一直是被我們所忽視的問題而鮮見提及。
二、規(guī)范標準間的不協(xié)調問題
與混凝土質量相關的規(guī)范標準有材料標準、設計規(guī)范、施工驗收規(guī)范、評定標準和檢測技術規(guī)程，這些規(guī)范標準是否協(xié)調統(tǒng)一、如不統(tǒng)一是否會對工程質量帶來不利影響，這是值得我們進一步分析和研究的問題。
首先，設計規(guī)范對混凝土結構的使用年限是有明確界定的，但其相應對結構耐久性的要求也僅限于最低混凝土強度等級、最大水膠比、最小膠凝材料用量及對鋼筋的保護等等，對于如何保證混凝土在其使用年限內強度不降低缺乏必要的相應條款，而目前的國家水泥標準對混凝土強度的長期發(fā)展又不能提供足夠的信任和保證，這是規(guī)范標準間的盲區(qū)，導致沒有任何防護措施的露天結構混凝土因強度的自然下降而引發(fā)質量事故也就不可避免，這是其一。
其二，國家設計規(guī)范、施工驗收規(guī)范都明確規(guī)定，標準試件強度與實際結構強度之間存在0.88的換算關系，這一換算關系美國和德國取0.85，丹麥取0.90，挪威取0.70，也就是說，許多發(fā)達國家的標準也都認為兩者之間由于工作環(huán)境和養(yǎng)護條件存在明顯差異，需要進行換算，所不同的是取值不一,而我國現(xiàn)行的通用檢測技術規(guī)程卻認為不存在這一差異，不能進行換算，由此導致檢測技術規(guī)程僅此就高于國家驗收標準13.6%。另外，國家評定標準統(tǒng)計法要求,標養(yǎng)試件的平均強度必須大于設計強度加上0.7倍的標準差，而行業(yè)檢測技術規(guī)程卻要求,實際結構強度必須大于設計強度加上1.222～1.478倍的標準差，后者要求明顯高于前者。由此可見，上述兩者疊加,如采用此規(guī)程對實際結構強度進行檢測而常常出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象也就不足為奇，特別是對于那些使用期超過10年且沒有對混凝土采取任何保護措施的露天結構，由于強度的自然下降,一旦事故發(fā)生而采用此規(guī)程進行判定，現(xiàn)場管理者承擔不該承擔的責任也就成為可能,冤案的出現(xiàn)也就難以避免,大量的施工現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)也充分證明了這一點。
眾所周知，行業(yè)標準高于國家標準是合適的,但是,行業(yè)標準作為最終質量評判的法律依據(jù)高于國家標準那是值得商議的。
其三，混凝土路面必須具有良好的耐磨性這是不言而喻的，但設計規(guī)范、施工驗收規(guī)范對混凝土耐磨性的要求卻沒有明確的量化控制指標，雖然道路水泥標準對水泥的耐磨性有相關的要求，但是，在礦物摻合料大量使用的今天，就耐磨性而言，規(guī)范標準對其摻量并沒有給出明確的條款加以限制，導致原有基準水泥的耐磨性被弱化，這同樣是規(guī)范標準間的盲區(qū)，由此導致路面起灰起砂的問題時有發(fā)生，即使對簿公堂，法官也難以依法判定，因為耐磨性要求是隱含的，并非規(guī)范或圖紙明確的，相關的案例也并不少見。
另外，大量的混凝土結構裂縫問題、樓（屋）面板滲漏問題多是因礦物摻合料不加限制的使用及水泥中混合材用量超標而引起，因為混合材和摻合料相對于基準水泥來說硬化收縮大且比重小，在振搗的過程中，混凝土自然會出現(xiàn)微觀上的分層離析，均質性和密實性都會降低而引發(fā)質量問題，雖然耐久性設計規(guī)范對其摻量有明確要求，但畢竟是推薦使用的設計規(guī)范而非強制執(zhí)行的施工標準，因此，礦物摻合料應如何合理使用的問題，必須引起高度重視，不能因為節(jié)能環(huán)?；蚪档统杀径S意擴大使用范圍和用量，否則，容易導致上述質量問題的發(fā)生而影響結構的正常使用。
三、解決問題的相應對策
對于述水泥及規(guī)范標準存在的問題，作為現(xiàn)場施工管理者，雖然我們無法改變現(xiàn)狀，但必須想方設法規(guī)避其可能帶來的風險并保證混凝土結構在其使用年限內安全可靠的工作。
一是將水泥比表面積控制在300～350㎡/kg之間，最大限度的保證混凝土28天后強度仍有較大幅度的增長，同時，適當提高混凝土配合比設計時的配制強度，以保證實際結構混凝土強度經(jīng)得起不同規(guī)范標準的檢查驗收，增強混凝土結構的耐久性。
二是對于露天結構混凝土，為防止雨水沖刷及環(huán)境有害介質侵蝕而導致混凝土強度的快速降低，應有針對性的在混凝土表面采取裝飾裝修措施加以保護，而對于結構表面無法采取保護措施的混凝土，可采取上述第一點的辦法來提高混凝土結構的耐久性。
三是對于混凝土表面有耐磨性要求的路面、碼頭面層、機場道面等，除按第一點控制比表面積外，應優(yōu)先選用道路硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，不宜使用礦渣水泥、粉煤灰水泥或復合水泥，更不宜在混凝土配合比設計時摻加礦渣、粉煤灰等礦物摻合料，以確?；炷猎谑褂媚晗迌染哂凶銐虻谋砻婺湍バ?。
四是對于不同環(huán)境、不同結構、不同保護層厚度的混凝土，其礦物摻合料的最大摻量應嚴格按《混凝土結構耐久性設計規(guī)范》（GB/T50476-2008）的條款執(zhí)行，同時，必須對水泥中的混合材摻量進行嚴格的檢測，以確保施工配合比設計時摻合料用量控制不超標。另外,在混凝土施工配合比設計完成后,應對所選用的膠凝材料組合進行安定性檢測，確保膠凝材料組合具有良好的體積穩(wěn)定性。
四、對現(xiàn)行規(guī)范標準修改的幾點建議
一是對水泥標準修改的建議。應將水泥比表面積指標下限降至250㎡/kg,上限控制在350㎡/kg以內,從源頭上安全可靠的通過混凝土后期強度的大幅增長和密實度的大幅提高來保證混凝土結構長期使用的可靠性,而對于早強水泥及高強水泥,限值可適當放寬。另外，應將水泥中的混合材參量檢測作為強制性條款列入施工驗收規(guī)范，防止水泥中混合材摻量超標而影響水泥的品質及施工配合比設計。
二是對混凝土結構設計規(guī)范修改的建議。設計規(guī)范僅對鋼筋進行保護是不夠的，混凝土長期強度的降低同樣危及結構的安全，必須根據(jù)結構所處的環(huán)境及水泥品質的不同，分別提出更加具體有效的混凝土強度保證措施，比如說前面提到的對露天結構的混凝土表面進行有效的裝飾裝修，防止有害介質的侵入而導致混凝土長期強度的降低，為混凝土在使用年限內安全可靠的工作提供有效的保障。
三是對檢測技術規(guī)程修改的建議。檢測技術規(guī)程必須與設計、施工驗收及評定標準相統(tǒng)一，必須充分考慮上述規(guī)范明確的標養(yǎng)試件強度與實踐結構強度存在的0.88的換算關系，不能因為自身試驗結果的不同而加以否定，有失檢測結果的公平性與公正性。
四是對有耐磨性要求的路面、碼頭面及機場道面等，應將耐磨性要求進行量化，并明確地編入結構設計規(guī)范及施工驗收規(guī)范，做到有章可循，防患未然。
五、結語
對于許多現(xiàn)場的施工管理者來說，人們往往習慣于并虔誠的把規(guī)范標準當作“圣經(jīng)”來逐字逐句閱讀而從不懷疑其合理性，當現(xiàn)場質量問題出現(xiàn)后，更多的是從自身管理去查找原因。其實，隨著科技的不斷進步和人們認識的不斷提高，規(guī)范標準是在不斷的變化和發(fā)展的，上述這些問題如果不能及時得到合理有效的解決，對當前混凝土的技術進步和科學發(fā)展是不利的，同時，對人民生命財產(chǎn)安全也將會造成較大的影響。對于現(xiàn)場管理者，我們必須充分認識規(guī)范標準的現(xiàn)狀及可能引發(fā)的質量問題，并采取積極有效的措施加以應對，只有這樣，才能確保我們的建設項目經(jīng)得起時間的檢驗和歷史的考驗，履行好我們建設者應盡的責任和義務。
【推薦】
分享到：
手機版|
