水泥強(qiáng)度不重要!32.5水泥也能做C80混凝土!
眾所周知,水泥是普通水泥混凝土中單位價(jià)格最貴,且對(duì)混凝土質(zhì)量和性能起到關(guān)鍵影響的一種膠凝材料,它不僅直接影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性,還影響工程的經(jīng)濟(jì)性。因此,長(zhǎng)時(shí)間以來,水泥的選擇一直是混凝土制備過程中極為關(guān)鍵的一環(huán)。
那么什么樣的水泥才是“好”水泥?水泥應(yīng)該如何滿足混凝土制備要求?關(guān)于這些問題,業(yè)內(nèi)或多或少存在一些誤區(qū),并導(dǎo)致了在水泥生產(chǎn)和使用過程中的一些誤解。
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質(zhì)量穩(wěn)定性是“好”水泥的核心要求之一
水泥是混凝土的原材料之一,最終目的在于為混凝土提供膠凝作用。水泥對(duì)混凝土性能的影響因素除了強(qiáng)度以外,還包括粒型、顆粒級(jí)配、細(xì)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間、需水量、干縮率等等一系列指標(biāo)。
此外,由于混凝土使用的環(huán)境不同、目的不同,對(duì)水泥各項(xiàng)指標(biāo)也有著不同的要求。因此,在混凝土制備過程中必須保證各項(xiàng)影響因素的穩(wěn)定,即:質(zhì)量穩(wěn)定。并且,需要特別指出的是,水泥的質(zhì)量穩(wěn)定并不僅僅是指強(qiáng)度的穩(wěn)定,還包括其他各項(xiàng)指標(biāo)的穩(wěn)定性。
在現(xiàn)代商品混凝土的制備過程中,需要根據(jù)使用要求以及水泥、砂子、骨料等原材料的質(zhì)量指標(biāo)設(shè)計(jì)出合理的配合比,以便使混凝土具備最佳的工作性能,滿足工程所需的各項(xiàng)要求。
例如,滿足施工條件所需求的和易性;滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí);滿足工程所處環(huán)境和設(shè)計(jì)規(guī)定的耐久性等等,而水泥作為混凝土的關(guān)鍵組分,對(duì)混凝土性能的影響不言而喻。
穩(wěn)定的水泥質(zhì)量,不僅僅可以讓混凝土更好的滿足工程建設(shè)需要,更能有效保障混凝土質(zhì)量,避免由于質(zhì)量波動(dòng)導(dǎo)致的混凝土問題,并降低攪拌站水泥使用難度,降低混凝土制備成本。
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水泥細(xì)度太細(xì),危害深遠(yuǎn)
在過去較長(zhǎng)一段時(shí)間以來,由于部分業(yè)內(nèi)人士片面追求水泥早期強(qiáng)度,追求工程施工的高速度等問題,國(guó)內(nèi)水泥一度呈現(xiàn)越磨越細(xì)之勢(shì),甚至有人認(rèn)為水泥細(xì)度越細(xì)越好。
實(shí)則不然,水泥細(xì)度過細(xì)會(huì)導(dǎo)致一系列的混凝土性能問題。
一方面,水泥細(xì)度過細(xì),導(dǎo)致水化速度過快,雖然有利于水泥早期強(qiáng)度發(fā)揮,但是后期強(qiáng)度很難增長(zhǎng)。同時(shí),早期水化過快也會(huì)加大混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn),不利于建筑質(zhì)量的提升。
另一方面,混凝土作為一種水泥基材料,水化是水泥發(fā)揮強(qiáng)度的必然步驟,同時(shí)這一環(huán)節(jié)也離不開水的參與。這就導(dǎo)致混凝土中的微小裂縫和孔隙永遠(yuǎn)無法避免。加之混凝土澆筑早期,溫度、濕度等環(huán)境變化的影響,細(xì)微裂縫和孔隙其實(shí)大量存在于混凝土結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中,這些將成為后期更大裂縫的源頭,進(jìn)而影響混凝土的耐久性和建筑使用壽命。
那么如何解決混凝土細(xì)微裂縫問題呢?適當(dāng)降低水泥細(xì)度,防止水泥早期水化過快,甚至讓水泥在混凝土結(jié)構(gòu)物生命周期內(nèi)持續(xù)具備水化能力可以很大程度上填充混凝土裂縫,進(jìn)而保持混凝土強(qiáng)度,提升混凝土耐久性,延長(zhǎng)建筑物使用壽命。
因此,從提升建筑物使用壽命的角度而言,水泥磨得太細(xì)實(shí)在危害無窮。
清華大學(xué)教授廉慧珍認(rèn)為,水泥比表面積低,早期強(qiáng)度會(huì)降低,但是對(duì)于減少混凝土裂縫,延長(zhǎng)建筑物使用壽命具有重要意義。
另外,在實(shí)際施工過程中,比表面積330±20(㎡)的水泥就已經(jīng)能夠很好的滿足施工要求。
廉慧珍教授提到這樣一個(gè)案例,在美國(guó)有一個(gè)工程師,一生的愿望就是做不裂水泥,為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),該工程師曾經(jīng)將水泥比表面積降低到280㎡。而目前國(guó)內(nèi)P.O42.5水泥比表面積普遍在370-390㎡,更有甚者比表面積達(dá)到400㎡,如此高的水泥細(xì)度,對(duì)混凝土性能的影響是相當(dāng)巨大的。
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低強(qiáng)度水泥≠劣質(zhì)水泥 P.C32.5水泥也能制備C80混凝土
或許是因?yàn)槊癖妼?duì)水泥的認(rèn)識(shí)更多的停留在提供膠凝作用的層面,又或者是因?yàn)樗嗥贩N基本都以強(qiáng)度作為劃分依據(jù)。不論何種原因,水泥強(qiáng)度一直被部分行業(yè)人士認(rèn)為是衡量水泥“好壞”的關(guān)鍵因素,甚至曾經(jīng)出現(xiàn)過將低標(biāo)號(hào)水泥認(rèn)為是劣質(zhì)水泥的認(rèn)知。
與此同時(shí),基于上述原因,部分水泥企業(yè)在對(duì)外宣傳過程中也重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)水泥強(qiáng)度高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。然而,水泥的強(qiáng)度真的很重要嗎?
其實(shí)不然,在現(xiàn)代混凝土發(fā)展早期,由于對(duì)外加劑、骨料等材料的研究不夠深入,或受相關(guān)技術(shù)因素限制,水泥強(qiáng)度確實(shí)是決定混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。甚至在課本上也有明確的要求,即:“對(duì)于一般強(qiáng)度的混凝土,水泥的強(qiáng)度等級(jí)宜為混凝土強(qiáng)度的1.5-2.0倍。例如,配制C25的混凝土,可選用強(qiáng)度為42.5的水泥;配制C30混凝土,可選用強(qiáng)度低等級(jí)為52.5的水泥” 。
然而,隨著現(xiàn)代混凝土的發(fā)展,在科學(xué)研究的不斷深入,外加劑性能的不斷提升等等因素的影響下,水泥對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響已經(jīng)越來越低。廉慧珍教授也提到,在美國(guó)有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的水泥,但是都不是用強(qiáng)度來劃分等級(jí),也沒有強(qiáng)度等級(jí)的說法。在美國(guó)只有低熱水泥和高抗硫酸鹽水泥有強(qiáng)度要求,一個(gè)是要求17MPa,一個(gè)是要求21MPa,對(duì)強(qiáng)度要求極低。
廉慧珍教授給筆者舉了一個(gè)真實(shí)的案例。在1995年,廉教授曾配制了一種水泥,50%的混合材(40%粉煤灰,10礦渣),44%熟料,6%石膏。這樣的水泥按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)28天強(qiáng)度可能27.5MPa都達(dá)不到,但是最終28天強(qiáng)度達(dá)到71MPa。
另外,筆者還了解到即便是使用P.C32.5等級(jí)水泥(現(xiàn)已禁止生產(chǎn)),在現(xiàn)有技術(shù)水平下配制C60混凝土也沒有問題,即便是配制C80混凝土也有實(shí)現(xiàn)的案例。
所以水泥強(qiáng)度真的重要嗎?這個(gè)問題的答案已經(jīng)不言而喻,當(dāng)前的很多所謂行業(yè)問題似乎也找到了答案。
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健康的市場(chǎng)需要具備四大法則
不得不說,在國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)在攪拌站等下游消費(fèi)者面前是比較強(qiáng)勢(shì)的,水泥作為一種商品,當(dāng)前是賣家市場(chǎng),但水泥終歸要服務(wù)于混凝土制備,服務(wù)于工程建設(shè),加強(qiáng)與下游的聯(lián)系、互動(dòng),是水泥行業(yè)的健康發(fā)展必要保障。
廉慧珍教授認(rèn)為,健康的水泥市場(chǎng)環(huán)境應(yīng)該具備四大準(zhǔn)則:
第一,需要有完善的法律法規(guī),規(guī)范市場(chǎng)參與者的行為,并嚴(yán)格執(zhí)行;
第二,需要樹立客戶就是上帝的意識(shí),服務(wù)客戶,如果客戶錯(cuò)了,就培訓(xùn)客戶,讓客戶正確使用產(chǎn)品;
第三,市場(chǎng)必須多樣化,各種各樣的水泥都有,根據(jù)市場(chǎng)需求來生產(chǎn)產(chǎn)品;
第四,誠(chéng)信,這是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的基本要求。
在筆者看來,水泥是一種偉大的發(fā)明,在人類文明發(fā)展進(jìn)程中功不可沒,而且行業(yè)發(fā)展至今已經(jīng)相當(dāng)成熟,但作為一種最終服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的產(chǎn)品,水泥應(yīng)該保持一個(gè)謙遜的心,以開放的姿態(tài),將市場(chǎng)需求作為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的指導(dǎo)方向,才能讓水泥發(fā)展得更加“完美”。
編輯:劉群
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