覃維祖：混凝土領域技術新發展及提高混凝土質量的建議

一、混凝土的發展史

早在公元前5000年，現今的東歐一帶就使用石灰、砂和卵石制成砂漿和混凝土。但是現代意義上水泥的誕生只能追溯到在19世紀30年代發明波特蘭水泥，其在19世紀末實現了大規模工業化生產。

但是，直到20世紀70年代，廣泛應用于工程中澆注的混凝土仍然是半干硬性拌合物（坍落度2～5cm）；硬化后28d抗壓強度低于35MPa 。

自20世紀70年代起，由于高效減水劑、礦物摻和料和其他組分材料日漸廣泛地應用，幾十年來，混凝土技術發生了巨變：抗壓強度，35MPa→350MPa；工作度，干硬（半干硬）→自密實；斷裂能，100J/m2→2～4×104J/m2；耐久性＞ 500年……

二、混凝土新技術

1. 高強混凝土

高強混凝土作為一種新的建筑材料，以其抗壓強度高、抗變形能力強、密度大、孔隙率低的優越性，在高層建筑結構、大跨度橋梁結構以及某些特種結構中得到廣泛的應用。高強混凝土最大的特點是抗壓強度高，一般為普通強度混疑土的4～6倍，故可減小構件的截面，因此最適宜用于高層建筑。

2. 高性能混凝土

1990年5月，美國國家標準與技術研究院（NIST）和美國混凝土協會（ACI）召開會，首次提出了高性能混凝土（HPC）的概念，高性能混凝土具有高抗滲性（高耐久性的關鍵）、高體積穩定性（低干縮低徐變、低溫度形變和高彈性模量）、適當的高抗壓強度、良好的施工性（高流動性、高粘聚性、自密實性）。

3.活性粉末混凝土

法國Bouygues公司最先在施工多個高性能混凝土結構的基礎上，通過去除粗骨料、采用低水膠比并摻入適量鋼纖維，制備出了界面粘結強度和其他性能優異的活性粉末混凝土（RPC），它是一種具有高強度、高耐久性及良好韌性的新型水泥基復合材料，具有廣闊的研究與應用前景。

4. 大摻量礦物摻和料混凝土

混凝土中含有超過通常施工所用摻量的輔助膠凝材料即為大摻量礦物摻和料混凝土，并且總體性能仍然完全符合建筑施工的要求。其具有節約資源、環境友好的特性，也是綠色混凝土的發展方向之一。

5.混凝土制備與施工新技術

（1）攪拌

由于混凝土新技術的涌現，也帶來一些新問題，一個突出的問題是多元組分、低水膠比與低用水量拌合物在短時間里的充分攪拌，如今國內大部分人還存在“延長攪拌時間可以使拌合均勻”的誤區，但是在事實上，實驗和實踐證明剪切作用差的攪拌機再延長時間也難以達到均勻分布的效果，而且還有加劇拌合物溫升，對混凝土性能發展很不利的副作用。

（2）養護——內養護

混凝土另一個突出的問題，是早期收縮的增大容易導致開裂，而最有力的改善措施，是盡早對剛澆注的混凝土進行濕養護（噴霧而不能灑水），雖然其在混凝土的上表面較為容易操作，但側面養護就很困難，因此開發出了預濕輕骨料、添加高倍吸水劑等新技術，其與傳統的長時間澆水養護相比，不僅效果明顯改善，而且節水作用突出。

三、混凝土新發展——可持續發展

混凝土產業的可持續發展包括三層內涵：節約混凝土原材料，包括水泥等；混凝土研究與實踐整體論；提高混凝土結構的耐久性。在今后新的建筑結構要盡量少用混凝土；混凝土要盡量少用水泥；水泥要盡量少用熟料；在今后20年里，以上三個辦法是建材行業降低碳排放的主要工具，其凈效應將節省約 50%的熟料。

四、提高混凝土質量的幾點建議

1.重視骨料的品質

通常骨料要占混凝土體積的70%以上，因此骨料的品質是決定混凝土質量的關鍵參數，但目前全國許多地區骨料的資源短缺，甚至接近枯竭，質量得不到保證，尤其表現在含泥量高、級配不好。

因此，建議在有條件的企業購置粗骨料的細碎設施，以增加5～10mm顆粒，減小孔隙率；生產機制（人工）砂，以保證混凝土生產的質量及其穩定性。

2.重視水泥品質的穩定性

現今水泥品質波動的主要表現，是在進入攪拌機時或者溫度很高（散裝運輸），或者剛出磨機不久（新鮮態），引起混凝土用水量陡然增大，有時即使多加30～40kg/m3水，拌合物仍然很干澀，嚴重影響新拌與硬化后的性能。

一些水泥廠這種現象尤為突出，每年的初春都會出現一段時間配合比怎么調也不好調的現象。

3.重視混凝土用水量的控制

除混凝土組分的影響外，加水設施對用水量的影響也十分顯著。檢測表明：國內攪拌樓用水量波動在15～20kg/m3甚至更大，而用水量對混凝土性能的影響超過水泥品質波動帶來的影響。

4. 重視水泥、外加劑與礦物摻和料的相容性

水泥、外加劑和礦物摻合料的相容性直接關乎混凝土的質量，而很多小的攪拌站對相容性重視不夠，造成了諸多隱患，這也是產業發展中值得重視的一個問題。

5.重視環境條件變化的影響

澆注溫度受環境影響顯著，而它對混凝土各項性能有非常重要的影響，所以在配制和生產混凝土時，必須考慮混凝土澆注時環境條件的變化，例如在降溫時應及時調整配合比（尤其是外加劑摻量），否則有可能釀成事故。