自20世紀(jì)80年代，外加劑，主要是高效減水劑，在國內(nèi)的混凝土市場(chǎng)逐步推廣應(yīng)用，尤其是在高強(qiáng)混凝土和泵送混凝土中，已成為不可或缺的組分。正Malhotra 在第一屆國際混凝土外加劑會(huì)議上所指出的：“高效減水劑的開發(fā)與應(yīng)用是20世紀(jì)混凝土技術(shù)進(jìn)展歷程中一個(gè)重要的里程碑”［1］。多年來混凝土技術(shù)只有少數(shù)幾次重要的突破，40年代開發(fā)的引氣作用是其中之一，它改變了北美混凝土技術(shù)的面貌；高效減水劑是另一次重大突破，它在今后許多年里將對(duì)混凝土的生產(chǎn)與應(yīng)用帶來巨大影響。
但任何事物都有其兩面性，人們常常在重視其作用的同時(shí)，卻容易忽略了另一面，包括可能出現(xiàn)的負(fù)面作用、應(yīng)用上的局限性等。對(duì)于高效減水劑，表現(xiàn)為誤將它作為萬靈藥。本文就這一問題談?wù)勛约旱目捶?，僅是拋磚引玉，希望引起同行的關(guān)注。
1 適用范圍
高效減水劑在一些國家更多稱呼為超塑化劑，顧名思義，它非常適用于制備超塑化混凝土拌合物。當(dāng)然，它最適用于拌制流動(dòng)度大、漿體量多、水膠比低的拌合物，即泵送高強(qiáng)混凝土。
但對(duì)于另一些混凝土，例如水工大壩施工澆筑的混凝土，其骨料最大粒徑大(可達(dá)150mm)、漿體量較少且流動(dòng)度不大，需要通過采用強(qiáng)力振搗或振動(dòng)碾壓作用使其密實(shí)成型的混凝土，高效減水劑就未必適用了。出于保持水膠比不變，以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的力學(xué)性能參數(shù)為前提，減少用水量，可以同時(shí)減少膠結(jié)材料為思路，國內(nèi)許多水工大壩施工中也都在摻用高效減水劑。實(shí)際上，這樣的應(yīng)用是有問題的，因?yàn)樵缦人せ炷晾飺接玫氖且龤鈩┗蚰举|(zhì)素類的普通型減水劑，它們的減水率小，而且由于有引氣作用，增加了漿體量，所以當(dāng)用水量與膠結(jié)材料用量同時(shí)減少，也就是漿體量減少時(shí)，可以維持大致平衡，保證有足夠的填充骨料空隙、包裹骨料并提供和易性的漿體，這是拌合物在澆筑后能夠密實(shí)成型的必要條件。
反之，在現(xiàn)今摻用高效減水劑的拌合物里，由于其減水率很大，用水量可以大幅度減小，若膠結(jié)材料用量也同時(shí)減少，總漿體量則明顯減少。固然，由于高效減水劑對(duì)于水泥強(qiáng)烈的分散作用，使得原有水泥膠團(tuán)所束縛的自由水得到釋放，這使得漿體可以在拌合物中更均勻地分布，換句話說，具備合適工作度拌合物所需要的漿體量在減小。但是在某些時(shí)候，上述的平衡被打破，出現(xiàn)漿體量明顯不足的現(xiàn)象，澆筑時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的分層離析，大顆粒骨料浮在表面，硬化后骨料周邊呈現(xiàn)漿體明顯不足。這種現(xiàn)象筆者曾在一水電站工地比較兩種減水率不同的高效減水劑時(shí)，所澆筑的混凝土塊體上見到。使用減水率更高，因此用水量與膠結(jié)材料用量更少的拌合物所澆筑的塊體，骨料周邊呈現(xiàn)漿體明顯不足的現(xiàn)象；而摻用減水率較小的減水劑澆筑的塊體，骨料周邊就沒有漿體不足的現(xiàn)象；且用前一種減水劑，但摻量適當(dāng)減小時(shí)，拌合物出現(xiàn)離析的現(xiàn)象也就得到明顯改善。
上例說明，水工大壩施工澆筑的混凝土中，摻用廉價(jià)得多、摻量也小得多的普通引氣型減水劑，要比使用高效減水劑經(jīng)濟(jì)性更好、使用效果更佳。事實(shí)上，國外的水工大壩施工澆筑的混凝土，可能使用高效減水劑的例子，即使有也不會(huì)多見，當(dāng)然不包括那種采用預(yù)填骨料后再壓漿或細(xì)石混凝土的特殊施工工藝。
再有，在澆筑混凝土路面板或橋面板時(shí)，通常所用拌合物的工作度一般也不大，坍落度控制在30～50mm，使用高效減水劑的效果就會(huì)大打折扣。特別是在采用滑模攤鋪工藝鋪筑路面板時(shí)，因?yàn)橛蓴備仚C(jī)所帶的模板在2～3min或稍長一點(diǎn)的時(shí)間就會(huì)滑離，因此需要拌合物在振搗棒的振實(shí)作用一旦消失，即攤鋪機(jī)向前行進(jìn)時(shí)，就迅速恢復(fù)原來的黏稠狀態(tài)(材料學(xué)上稱之為“觸變性良好”)，而不會(huì)在模板滑離時(shí)出現(xiàn)所謂“塌邊”現(xiàn)象。顯然，滿足這種施工工藝需要的拌合物不適合摻用高效減水劑，特別是用于預(yù)拌混凝土“保坍性”好的品種更不適用。此外，用高效減水劑降低水膠比的拌合物硬化后抗壓強(qiáng)度可以大幅度提高，然而抗折強(qiáng)度增長幅度通常相對(duì)較小，而且開裂敏感性還會(huì)增大，因此總體來說，混凝土路面板或橋面板施工要慎用高效減水劑。
其實(shí)，在配制工民建和土木工程中用量最大的C30(應(yīng)該占到總量的1/2以上) 或更低一些強(qiáng)度等級(jí)的泵送混凝土?xí)r，高效減水劑也并非一定適用，或者說并非是一個(gè)必不可少的組分。盡管泵送工藝需要拌合物的流動(dòng)性好，然而在高效減水劑應(yīng)用之前很久，泵送工藝就已經(jīng)在國內(nèi)外混凝土澆筑過程中應(yīng)用開來，例如上海寶鋼建設(shè)時(shí)就采用木質(zhì)磺酸鹽類引氣減水劑進(jìn)行泵送，效果很好。而另一方面，由于配制這類拌合物所用膠結(jié)材料用量一般不很大，所以當(dāng)水膠比大幅度降低時(shí)，如上所述，若要保持漿體量的大致平衡，就需要增加膠結(jié)材料的用量，而這不僅不經(jīng)濟(jì)，還會(huì)因膠結(jié)材料水化溫升的增大引起開裂敏感性的提高，這也是為什么國內(nèi)這種強(qiáng)度等級(jí)或更低一點(diǎn)的混凝土中，膠結(jié)材料始終居高不下的重要原因。
2 適當(dāng)配伍
將高效減水劑當(dāng)成萬靈藥，忽略或小看混凝土其他組分的作用，如同病人把抗生素當(dāng)成萬靈藥。事實(shí)上，高效減水劑只是混凝土的組分之一，缺少其他諸多組分的配合，就會(huì)大大減小其作用，達(dá)不到預(yù)期效果。
2.1 骨料
骨料占據(jù)混凝土主要體積，但長期以來，人們對(duì)于判別骨料品質(zhì)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)存在很多誤區(qū)，而其中最大的誤區(qū)是其筒壓強(qiáng)度的要求。這個(gè)誤區(qū)來自對(duì)其在混凝土中的作用，即認(rèn)為砂石如同人的骨架一樣，是決定混凝土強(qiáng)度的重要參數(shù)。因此，現(xiàn)今許多教科書以及很多現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等仍然要求骨料的強(qiáng)度為1.5～1.7倍，甚至2倍于所配制混凝土的強(qiáng)度。筆者認(rèn)為，在早期混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)尚且很低時(shí)提出這個(gè)要求，即骨料的筒壓強(qiáng)度≥40MPa，這顯然只是為了剔除那些風(fēng)化程度嚴(yán)重的石材作為骨料；但現(xiàn)今混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度已經(jīng)大大提高，仍然遵循早先兩者的關(guān)系，顯然嚴(yán)重脫離實(shí)際。事實(shí)上，國內(nèi)外早已配制并應(yīng)用于工程的輕骨料混凝土，所用輕骨料的筒壓強(qiáng)度僅為15MPa或更低，而混凝土強(qiáng)度則可以達(dá)到80～100MPa。
正如Mehta所指出的：“通常情況下，骨料強(qiáng)度對(duì)普通強(qiáng)度混凝土的影響確實(shí)很小，因?yàn)楣橇? 除輕骨料外) 的強(qiáng)度比混凝土中基體和界面過渡區(qū)的強(qiáng)度要高出數(shù)倍。換句話說，由于破壞是由其他兩相決定，絕大多數(shù)天然骨料的強(qiáng)度幾乎得不到利用”［2］。
另外一個(gè)重要的誤區(qū)是適用于泵送混凝土或自密實(shí)混凝土(SCC)石子的最大粒徑。國內(nèi)普遍認(rèn)為所用骨料的最大粒徑越大，拌合物需要的漿體量越少，所以通常在配制這類混凝土?xí)r仍然常用40mm為石子最大粒徑。這個(gè)想法在配制干硬或半干硬混凝土?xí)r是正確的，但在現(xiàn)今配制泵送混凝土或自密實(shí)混凝土?xí)r就未必正確了。由于這類拌合物在泵管中行進(jìn)和在模板中流動(dòng)的過程必定存在石子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而粒徑越大的石子顆粒之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)需要的砂漿潤滑膜層越厚，也就是需要漿體量可能會(huì)越多，這也是國外用于配制這類拌合物常用19mm(英制3/4inch)為石子最大粒徑的原因所在。盡管所用石子最大粒徑較小時(shí)，拌合物中需要填充的空隙率較大，這與上述條件之間存在一個(gè)平衡點(diǎn)，這時(shí)拌合物所需的砂漿量較小。另外，國內(nèi)現(xiàn)今常用的5～40mm(或5～31.5mm)的所謂“連續(xù)級(jí)配”石子，實(shí)際上5～10mm 的顆粒往往很少，甚至沒有，這樣的石子不僅會(huì)增大需漿量( 因?yàn)槠涠逊e空隙率比較大)，而且在應(yīng)用于泵送混凝土或SCC時(shí)容易出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。國內(nèi)配制SCC的技術(shù)來自日本，認(rèn)為SCC拌合物需要足夠高的塑性黏度，否則拌合物就容易出現(xiàn)分層離析。然而，幾次歐美召開國際SCC會(huì)議的主席Wallevik(冰島)則認(rèn)為：骨料的級(jí)配不連續(xù)是引起拌合物分層離析的主導(dǎo)原因，因此主張SCC拌合物應(yīng)具有一定的剪切屈服值(yield value)，而塑性黏度(plasticviscosity)不應(yīng)過高。筆者很認(rèn)同這種觀點(diǎn)，因?yàn)樗苄责ざ雀叩腟CC澆筑時(shí)會(huì)增大泵壓，流動(dòng)緩慢而延長澆筑時(shí)間，熱天還容易導(dǎo)致冷縫出現(xiàn)，存在多種弊病。當(dāng)然，要想配制好這樣的SCC，對(duì)骨料的要求較高。從這個(gè)角度來看，應(yīng)該效仿歐洲人，非常重視砂石級(jí)配的連續(xù)性(即篩分時(shí)每個(gè)篩的通過量都很接近)的做法。
再有，從實(shí)驗(yàn)室結(jié)果看，砂石品質(zhì)的波動(dòng)主要反映在細(xì)度模數(shù)或級(jí)配上，其實(shí)這也是一個(gè)誤區(qū)。因?yàn)樵诨炷辽a(chǎn)中，而不是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)時(shí)，砂石(尤其是砂子)品質(zhì)波動(dòng)對(duì)混凝土質(zhì)量影響最大的是含水量，這和它們的用量大，更與水膠比是決定混凝土性能最重要的參數(shù)息息相關(guān)。不要說暴露在外任憑風(fēng)吹雨打太陽曬的堆放條件，就是在能遮風(fēng)擋雨較為密閉的棚子里存放，當(dāng)存儲(chǔ)空間不夠大，使得砂子進(jìn)場(chǎng)后只經(jīng)過短暫的存放就投入使用的情況下，它的含水量仍然難以穩(wěn)定，也就談不上穩(wěn)定控制出廠拌合物的勻質(zhì)性了。
現(xiàn)今國內(nèi)品質(zhì)良好的粗細(xì)骨料短缺現(xiàn)象日益加劇，筆者認(rèn)為是否其根源也來自人們將外加劑看做萬靈藥，而忽略其他組分的重要性相關(guān)呢? 試想用戶都在以低價(jià)作為進(jìn)料時(shí)取舍的標(biāo)準(zhǔn)，而不是“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)”，那么哪家砂石廠會(huì)投資購進(jìn)優(yōu)良設(shè)備去生產(chǎn)和供應(yīng)品質(zhì)好的骨料? 記得筆者在20世紀(jì)90年代到廣東高速公路工地提供咨詢服務(wù)時(shí)，便向施工單位解釋使用粒形好、片針狀顆粒少的石子來配制混凝土是很必要的道理，于是他們向采石場(chǎng)經(jīng)營者提出相應(yīng)的要求并允諾支付相應(yīng)高一些的進(jìn)價(jià)，再次去新工地時(shí)發(fā)現(xiàn)所用石子竟然沒有一顆針片狀顆粒!
2.2水泥
水泥與高效減水劑之間存在相容性好壞的問題，但多數(shù)人認(rèn)為，如果相容性不好，只有更換高效減水劑的品種。殊不知，現(xiàn)今許多通過質(zhì)檢表明符合國標(biāo)規(guī)定的水泥仍然時(shí)不時(shí)會(huì)存在與不同品種、不同廠家生產(chǎn)的高效減水劑相容性不良的問題。一方面是由于國內(nèi)到處都在進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)，常常是剛出磨機(jī)的水泥很快就運(yùn)往用戶，這樣很容易造成水泥與高效減水劑之間相容性嚴(yán)重不良的現(xiàn)象。筆者在一家橋梁廠做試驗(yàn)時(shí)，就遇到這種現(xiàn)象： 外加劑品種和摻量都沒變，但即使增加了好幾十公斤用水量，出機(jī)口的拌合物仍然非常干稠，經(jīng)了解，當(dāng)天試驗(yàn)所用水泥是剛出磨機(jī)就拉過來的。聽說日本人稱這種水泥為“新鮮態(tài)”，通常都需要一兩個(gè)星期的存放期，才能避開相容性不良的現(xiàn)象。另一方面，國內(nèi)從20世紀(jì)90年代開始，運(yùn)送水泥的方式從袋裝改為散裝，其優(yōu)點(diǎn)有很多，但是也帶來一個(gè)大問題，就是水泥倉里存放的水泥溫度下降十分緩慢，尤其是夏季環(huán)境溫度高時(shí)，倉內(nèi)的水泥溫度經(jīng)常高達(dá)90℃以上，甚至超過100℃；即使是冬季的北京，筆者也曾遇見水泥溫度超過50℃ 以上。更嚴(yán)重的在于這種現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試配時(shí)不會(huì)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)閺膫}里取出的少量樣品拿到實(shí)驗(yàn)室，即便很快就進(jìn)行試驗(yàn)，水泥也已經(jīng)冷卻下來，而與出倉就進(jìn)入攪拌機(jī)的情況大相徑庭。
再有，近些年來國內(nèi)的水泥含堿量普遍偏低，正如Atcin所說： “從流變性的角度考慮，許多水泥都存在一個(gè)最佳的可溶堿含量，現(xiàn)今一些水泥中的可溶堿含量達(dá)不到該最佳值。原因是一些水泥公司為滿足某些機(jī)構(gòu)規(guī)定使用低堿水泥的要求(以避免可能發(fā)生的，或通常只是想象中的堿骨料反應(yīng))，所銷售的水泥中堿含量不必要地過分低”［3］。而“用可溶堿含量低的水泥配制混凝土不僅減水劑摻量偏小時(shí)坍落度損失明顯，當(dāng)摻量超過飽和點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的離析和泌水”［4］。
2.3 礦物摻和料
在摻有高效減水劑的混凝土中，同時(shí)摻有礦物摻和料已經(jīng)成為越來越普遍的現(xiàn)象。但在人們高度重視高效減水劑減水率高低的同時(shí)，卻忽視了礦物摻和料與高效減水劑同樣有阻止水泥顆粒在漿體中絮凝形成膠團(tuán)，產(chǎn)生對(duì)水泥的分散作用。只是礦物摻和料本身也是粉體顆粒，在作為漿體組分的同時(shí)，也吸附水分，影響了拌合物的需水量。而粉煤灰作為一種礦物摻和料摻到混凝土中時(shí)，由于其顆粒的粒徑分布、形貌以及表面特征，特別是由于它的密度比水泥明顯要小，使得用等質(zhì)量的粉煤灰代替水泥時(shí)，因?yàn)榉垠w的體積顯著增大，在漿體需要量減小或相當(dāng)時(shí)，拌合物的用水量可以大幅度減小。
筆者1990年5月到上海參加第三屆發(fā)展中國家混凝土國際討論會(huì)，Malhotra在會(huì)上發(fā)言［5]介紹他們(CANMET加拿大礦產(chǎn)與資源部技術(shù)中心)建筑材料實(shí)驗(yàn)室以最大粒徑19mm的石灰?guī)r碎石和天然砂為骨料，ASTMⅡ型水泥147kg/m3；粉煤灰187kg/m3(粉煤灰占膠結(jié)材總量56%)；用水量僅95kg/m3，摻入萘系超塑化劑和引氣劑，配制出坍落度為200mm的拌合物；該混凝土硬化后密度約在2500kg/m3，在1年半時(shí)間內(nèi)達(dá)到約70MPa的強(qiáng)度。以如此之低的用水量(而骨料的最大粒徑又很小)和膠結(jié)材料用量配制出工作度良好的拌合物，顯然和粉煤灰具備更好的填充與減水作用分不開，是任何單純用最優(yōu)質(zhì)的水泥與減水率最高的高效減水劑所配制不出來的，何況粉煤灰還是一種低廉的工業(yè)副產(chǎn)品。
然而，大摻量礦物摻和料(粉煤灰、磨細(xì)礦粉等)混凝土在國內(nèi)外至今還難以推廣，這不僅和活性論的理念相關(guān)，即把礦物摻和料看做水泥的一種替代材料，按照水泥的水化機(jī)理去評(píng)價(jià)它們的可替代性，而且和以還原(簡(jiǎn)化)論思想去進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)，即以不摻礦物摻和料的混凝土配合比作為基準(zhǔn)，單純地增大摻和料用量并減小水泥用量，而忽略其他重要參數(shù)，包括水膠比、溫度等的決定性影響。上述CANMET開展的突破性進(jìn)展，正是因?yàn)閿[脫了傳統(tǒng)的思想和試驗(yàn)研究方式才能獲得成功。筆者曾就大摻量礦物摻和料混凝土撰寫過多篇文章敘述，在此不再贅述。
3 適宜摻量
另一個(gè)摻用高效減水劑的重要問題就是適宜摻量的選用。由于人們過高地寄希望于單純通過增大其摻量來達(dá)到配制出的混凝土滿足預(yù)期要求的目的，而現(xiàn)今水泥中可溶堿的含量常偏低，致使拌合物中的高效減水劑摻量經(jīng)常在飽和點(diǎn)附近波動(dòng)。這樣做在實(shí)驗(yàn)室里問題不很大，因?yàn)樵牧辖M分的計(jì)量比較精準(zhǔn)，環(huán)境條件也容易控制。但在生產(chǎn)過程，波動(dòng)不可避免地會(huì)放大，造成混凝土質(zhì)量更大地波動(dòng)，乃至失控。
2010年底和2011年初，筆者兩次去鐵路橋梁廠，面對(duì)的問題是相同的，即質(zhì)檢部門發(fā)現(xiàn)橋梁廠實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人減小了生產(chǎn)前通過試驗(yàn)確定的外加劑摻量，要求開專家會(huì)分析問題并提出處理辦法。通過查看資料和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩者都是由于生產(chǎn)中出現(xiàn)混凝土分層離析現(xiàn)象，而減小高效減水劑摻量后，橋梁生產(chǎn)的質(zhì)量提高，性能改善。因此筆者向有關(guān)部門提出建議：應(yīng)允許并鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人根據(jù)生產(chǎn)條件的變化(包括原材料、生產(chǎn)環(huán)境等)，對(duì)外加劑摻量及配合比及時(shí)調(diào)整，以保證產(chǎn)品質(zhì)量為準(zhǔn)則。
對(duì)于非泵送的、強(qiáng)度等級(jí)又不高的混凝土拌合物，如上所述，或者不宜使用高效減水劑，或者采用低摻量的高效減水劑。例如美國在1997年聚羧酸減水劑推向市場(chǎng)時(shí)，就將其納入中效減水劑的品種之一，與木質(zhì)磺酸及其鹽類并列。中效減水劑的減水率在5%～10%，并標(biāo)明不延緩初凝時(shí)間。直到2010年美國混凝土學(xué)會(huì)出版的《混凝土實(shí)用手冊(cè)》有關(guān)混凝土化學(xué)外加劑的報(bào)告［6］，將聚羧酸減水劑列入高效減水劑(減水率為12%～40%)的同時(shí)，在中效減水劑一欄里仍列有聚羧酸減水劑。筆者很認(rèn)同這種做法，即針對(duì)不同應(yīng)用范圍選用適宜摻量的同一品種外加劑，因?yàn)椴捎玫蛽搅烤埕人釡p水劑不僅可以充分發(fā)揮它對(duì)膠結(jié)材料的優(yōu)勢(shì)分散作用，又可避免由于接近飽和點(diǎn)摻量時(shí)的不穩(wěn)定(指拌合物容易出現(xiàn)離析、分層、泌水現(xiàn)象)。希望國內(nèi)也能仿效，而不是盲目地追求高減水率(實(shí)驗(yàn)室對(duì)減水劑的減水率試驗(yàn)只能用于評(píng)價(jià)其勻質(zhì)性，而不能用于為工程篩選外加劑的方法)。畢竟這類混凝土的用量最大，用途最廣。筆者在2007年《施工技術(shù)》雜志第4期上發(fā)表的文章《聚羧酸系高效減水劑的發(fā)展與應(yīng)用》中也曾敘述過對(duì)上述問題的某些看法。
4 適合方法
采用適合的方法來評(píng)價(jià)摻外加劑混凝土拌合物的工作度、硬化混凝土的強(qiáng)度、耐久性是當(dāng)今混凝土技術(shù)發(fā)展所面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的問題，因?yàn)楝F(xiàn)行的各種試驗(yàn)檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法都是在以往混凝土組分少、影響參數(shù)單一、變化幅度也小的條件下建立并使用的，而在高效減水劑推廣應(yīng)用引發(fā)混凝土技術(shù)發(fā)生巨大變化的今天，必須重新進(jìn)行審視。
4.1 拌合物的工作度
目前國內(nèi)無論對(duì)摻與不摻高效減水劑的拌合物、泵送與非泵送( 吊斗、塔帶機(jī)輸送或運(yùn)拌車、翻斗車直接到位的)拌合物的工作度仍普遍沿用坍落度為評(píng)價(jià)指標(biāo)。1990年5月召開的第一次高性能混凝土國際討論會(huì)上［7］，對(duì)這些問題進(jìn)行了討論，認(rèn)為：“坍落度試驗(yàn)是流行的判斷新拌混凝土流變性能的標(biāo)準(zhǔn)方法，但這種方法對(duì)需要振搗和泵送的混凝土提供不了什么有用信息，有必要找到一種適用于現(xiàn)場(chǎng)的、技術(shù)上有可靠原理依據(jù)的評(píng)定流變性能的試驗(yàn)方法”。
實(shí)際上，坍落度不僅只是一個(gè)靜態(tài)性能的檢測(cè)，反映不出在振動(dòng)外力作用下的行為，而且坍落度值大小無法反映出拌合物塑性黏度，但是塌落時(shí)的快慢在一定程度上與可泵性相關(guān)。早先在檢測(cè)混凝土坍落度后，要用振搗棒從側(cè)面敲擊，稱為“棍度”，也是一種有效的工作度評(píng)價(jià)，再結(jié)合肉眼觀察，綜合評(píng)定混凝土的和易性，這種方法應(yīng)該說還是比較全面的。當(dāng)然，對(duì)于振搗作用的評(píng)價(jià)需要例如混凝土維勃稠度儀簡(jiǎn)稱VB儀)來檢測(cè)。筆者前些時(shí)在一個(gè)水電工程施工單位時(shí)，建議用VB儀來評(píng)價(jià)拌合物的工作度，因?yàn)楝F(xiàn)行用50～70mm坍落度來評(píng)價(jià)的做法很脫離施工現(xiàn)場(chǎng)用成組振搗棒振搗作用的實(shí)際(見圖1)。
4.2 混凝土強(qiáng)度
摻用高效減水劑可以大幅度減小用水量、水膠比，使混凝土的強(qiáng)度顯著提高。然而，高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)的離散性顯著增大。這是由于混凝土越密實(shí)，強(qiáng)度越高時(shí)，對(duì)于存在缺陷、微細(xì)裂縫的敏感性越大，同樣對(duì)于試件或芯樣表面的不平整度，對(duì)于上下受壓面的平行度也都很敏感，從而使檢測(cè)數(shù)據(jù)差異顯著增大。這個(gè)問題在上述高性能混凝土國際討論會(huì)上，也成為一個(gè)熱門論題。
幾個(gè)月前筆者的一位朋友為一個(gè)工程提供C50混凝土，檢測(cè)方用回彈儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)稍偏低，于是鉆取芯樣對(duì)強(qiáng)度進(jìn)一步檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有的強(qiáng)度值僅30MPa左右，于是判定他們的混凝土為不合格；但他們自己又取了些芯樣并小心加工了端面，檢測(cè)的強(qiáng)度值合格，但對(duì)方不承認(rèn)其檢測(cè)結(jié)果。這種現(xiàn)象已不止一次遇見，筆者認(rèn)為： 這說明傳統(tǒng)的混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方法越來越不適合于今天混凝土澆筑質(zhì)量優(yōu)劣的評(píng)價(jià)目的，值得我們很好地思考。
4.3 混凝土的耐久性
由于高效減水劑的作用，混凝土的密實(shí)性大大提高，滲透性減小，這也是現(xiàn)今人們普遍認(rèn)為水膠比越低的混凝土，耐久性就越好的道理。然而，實(shí)際上處于結(jié)構(gòu)中混凝土的變形總是受不同程度的約束，而水膠比越低的混凝土自身收縮和溫度變形引起的應(yīng)力越大，從而開裂的敏感性越大。所以，筆者認(rèn)為現(xiàn)今用自由變形的試件在實(shí)驗(yàn)室里評(píng)定混凝土耐久性，而且將試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用于結(jié)構(gòu)物使用壽命的評(píng)價(jià)的做法值得商榷。
筆者認(rèn)為，混凝土的耐久性主要取決于其開裂敏感性，而降低混凝土用水量，在保證其力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，便可以同時(shí)減少膠結(jié)材料的用量，達(dá)到同時(shí)減小混凝土的干縮、自身收縮和溫度變形，從而改善混凝土耐久性。筆者于2006年11月在南京第五屆混凝土結(jié)構(gòu)耐久性科技論壇上，以“混凝土耐久性評(píng)估： 室內(nèi)試件與現(xiàn)場(chǎng)芯樣的對(duì)比”為題發(fā)言，并于近年發(fā)表在雜志上［8］。
5 結(jié)語
近幾十年來，由于混凝土材料的服務(wù)范圍擴(kuò)展，同時(shí)也由于化學(xué)外加劑、礦物摻和料等多組分的加入，混凝土技術(shù)日趨復(fù)雜。然而，在全世界范圍內(nèi)，生產(chǎn)操作混凝土的工人卻是從具有豐富經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)向缺乏技術(shù)、缺乏經(jīng)驗(yàn)的方向變化，這種矛盾對(duì)于混凝土領(lǐng)域相關(guān)的科研和教育提出了更高要求，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際存在的問題，以整體論為導(dǎo)向。正如Mehta指出的：“問題的難點(diǎn)在我們?cè)鯓硬拍軐?dāng)前工業(yè)中占統(tǒng)治地位的還原論方法轉(zhuǎn)變?yōu)檎w論方法? 要想在混凝土業(yè)中采用整體論的方法，首先在混凝土技術(shù)的研究中必須是整體論的，而如果今天工程教育的主導(dǎo)思想在總體上沒有大的轉(zhuǎn)變，特別是混凝土科學(xué)的教育沒有大的轉(zhuǎn)變，那么混凝土技術(shù)的研究要轉(zhuǎn)變?yōu)檎w論是不可能的”?！帮@然，混凝土的技術(shù)教育需要作全面的調(diào)整，否則就談不上滿足社會(huì)緊迫的需要”［9］。
參考文獻(xiàn)：
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［2］Mehta P，Monteiro Paulo J M Concrete microstructure，properties，and materials (3thed)［M］．McGraw Hill 2006．
［3］Atcin P C．Cements of yesterday and today： concrete oftomorrow［J］．Cement and Concrete Research，2000．
［4］第六屆超塑化劑及其它化學(xué)外加劑國際會(huì)議論文集［C］．2002．
［5］Malhotra V M，et al．高摻量粉煤灰混凝土的強(qiáng)度發(fā)展［C］．覃維祖，譯//第三屆發(fā)展中國家混凝土國際討論會(huì)論文集，1990．
［6］ACI Committee 212．Report on chemical admixtures for concrete［J］．ACI 213．R-10，2010．
［7］Carino Nicholas J，Clifton James R High-performance concrete：research needs to enhance its use［J］．Concrete
International，1991．
［8］覃維祖．混凝土耐久性評(píng)估： 用試件還是用芯樣［J］．混凝土世界，2010( 10) ： 25-28．
［9］Mehta P Kumar．Concrete technology for sustainable development［J］．Concrete International，1999，21( 11) ．
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