3.重視堿集料反應的研究并制定相應對策
近年來,我國硅工程中由堿集料反應(AAR)產(chǎn)生的破壞事件逐漸引起人們注意。
堿集料反應嚴重損害混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能。對預應力硅結(jié)構(gòu)來說,一旦出現(xiàn)AAR,將引起硅的開裂,直接危及結(jié)構(gòu)安全(處于露天或室內(nèi)高濕環(huán)境中的預應力混凝土構(gòu)件在設(shè)計中是不允許出現(xiàn)裂縫的),必須及時進行加固處理。矽構(gòu)件在使用階段出現(xiàn)問題將付出極高的代價(對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固處理的費用往往比原構(gòu)件的造價還高,有時甚至是慘痛的代價。早在50年代,AAR對混凝土工程的不良影響就引起國外工程界的高度重視。特別是1974平以來,每隔2年就召開一次關(guān)于堿集料反應的國際學術(shù)會議。很多國家相繼出臺了一些標準、規(guī)范(如美國的ASTMC227 —— C586等)對一些重要工程的矽含堿量嚴加控制。有的國家(如美國)要求所有進口水泥的堿含量(Na-0當量,下同)必須低于0.696,其理由就是AAR破壞具有潛伏性、突發(fā)性,而一旦出現(xiàn)問題又難于補救。與發(fā)達國家相比,我國AAR的研究較晚,對由AAR引起的混凝土破壞重視不夠。這主要是因為一般國內(nèi)制做混凝土所用集料的堿活性較小,加之AAR破壞又不易鑒別,使人們忽視了這一問題。在實際工程中一發(fā)現(xiàn)硅裂縫,技術(shù)人員首先從外部環(huán)境(如溫度應力,不均沉降,超載等)或設(shè)計、施工上找原因,很少想到AAR(相當多的質(zhì)檢、監(jiān)理人員缺乏有關(guān)AAR的知識)。因此,很多由AAR引起的混凝土破壞誤認為其它原因造成的破壞(筆者不否認:硅破壞的原因很復雜,往往是多種因素共同作用。
我國混凝土工程中的堿集料反應不容樂觀。我國生產(chǎn)的水泥大多為高堿水泥,特別是北方地區(qū)生產(chǎn)的水泥,其堿含量多在0.8%-1.0%以上。但施工單位并不排斥(有時甚至歡迎),因為高堿純硅酸鹽水泥配制的硅快硬、早強,有利于提高施工速度。施工單位有時為搶工期或便于冬季施工,常在配制混凝土時摻人Na2S04早強劑及NaNq防凍劑等,前者摻量可達3%,后者摻量可達5%(均以水泥重量計),此時如果采用的是高堿水泥,則混凝土中的含堿總量將高達15 kg/m3-20掩/m3,遠遠超3噸/襯— 5 kg/m3安全堿含量的限值。在這種狀況下,我國混凝土工程中出現(xiàn)大量AAR破壞是必然的,應引起高度重視,否則將貽害無窮。為此筆者提出以下幾點建議。
(1)加大關(guān)于AAR的科研力度,編制(或修訂)相應規(guī)范。科研、設(shè)計部門應在實際工程中進行廣泛的調(diào)查研究,針對混凝土中不同的集料和外加劑,不同品質(zhì)的水泥,不同的環(huán)境(溫度、濕度),以及不同的施工條件等做大量實驗,為編制(或修訂)有關(guān)規(guī)范提供科學依據(jù)。筆者認為:我國現(xiàn)行(混凝土外加劑)(GB8076一87)中對“基準水泥”的要求偏低(至少堿含量應規(guī)定不得超過0.66),應向目前國際標準靠攏。同時,在修訂《混凝土外加劑應用技術(shù)規(guī)范》(GBJ 119一88)時,應明確規(guī)定對水泥(標號、堿含量等)的技術(shù)要求。
(2)增加低堿水泥的市場供應,確?;炷凉こ藤|(zhì)量。國家應從產(chǎn)業(yè)政策方面鼓勵低堿水泥的生產(chǎn)。同時,通過“準用證”制度來限制高堿水泥的使用范圍。例如:嚴格規(guī)定水利工程、預應力構(gòu)件以及重要工程的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位等,所用水泥的堿含量不得超過某一限值。
(3)重視關(guān)于堿集料反應的知識普及和預防措施的宣傳工作。為使廣大工程技術(shù)人員深刻認識堿集料反應對混凝土工程的危害,應加大宣傳教育的力度,出版一些普及AAR知識的教材和預防AAR破壞的技術(shù)措施(手冊)等。
4.水泥生產(chǎn)要適應高性能破的發(fā)展趨勢
自90年代初國外提出高性能混凝土(HPC)的概念后,各國對HK:的界定標準有所不同,但有一點是共同的:那就是它的高耐久性和較高的強度指標。毫無疑問,高性能混凝土在工程界是極受歡迎的,它是未來硅技術(shù)的發(fā)展方向。高性能混凝土本身不是本文論題,筆者僅就它對水泥的基本要求提出幾點不成熟的個人看法。
(1)HPC所采用的水泥標號一般不應低于#525,并且必須是質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)水泥,使其在較高的可靠度保證下實現(xiàn)高強度。
(2)HPC所用水泥必須保證其高耐久性的要求,因此對水泥熟料中任何不利于混凝土耐久性的化學物質(zhì)(如堿含量等)應該嚴加控制。
(3)HPC所用水泥應保證混凝土有很好的工作性質(zhì)。如高流動性、力學性能穩(wěn)定、低水化熱溫升、體積穩(wěn)定、早強并有一定韌性(滿足抗震要求)等特點。高性能混凝土的問世及推廣應用對我國水泥行業(yè)提出了更高要求。因此,有關(guān)部門應及早采取措施,從“可持續(xù)發(fā)展”的角度調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),加快科研步伐,以適應21世紀國家建設(shè)事業(yè)發(fā)展的需要。
近年來,我國硅工程中由堿集料反應(AAR)產(chǎn)生的破壞事件逐漸引起人們注意。
堿集料反應嚴重損害混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能。對預應力硅結(jié)構(gòu)來說,一旦出現(xiàn)AAR,將引起硅的開裂,直接危及結(jié)構(gòu)安全(處于露天或室內(nèi)高濕環(huán)境中的預應力混凝土構(gòu)件在設(shè)計中是不允許出現(xiàn)裂縫的),必須及時進行加固處理。矽構(gòu)件在使用階段出現(xiàn)問題將付出極高的代價(對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固處理的費用往往比原構(gòu)件的造價還高,有時甚至是慘痛的代價。早在50年代,AAR對混凝土工程的不良影響就引起國外工程界的高度重視。特別是1974平以來,每隔2年就召開一次關(guān)于堿集料反應的國際學術(shù)會議。很多國家相繼出臺了一些標準、規(guī)范(如美國的ASTMC227 —— C586等)對一些重要工程的矽含堿量嚴加控制。有的國家(如美國)要求所有進口水泥的堿含量(Na-0當量,下同)必須低于0.696,其理由就是AAR破壞具有潛伏性、突發(fā)性,而一旦出現(xiàn)問題又難于補救。與發(fā)達國家相比,我國AAR的研究較晚,對由AAR引起的混凝土破壞重視不夠。這主要是因為一般國內(nèi)制做混凝土所用集料的堿活性較小,加之AAR破壞又不易鑒別,使人們忽視了這一問題。在實際工程中一發(fā)現(xiàn)硅裂縫,技術(shù)人員首先從外部環(huán)境(如溫度應力,不均沉降,超載等)或設(shè)計、施工上找原因,很少想到AAR(相當多的質(zhì)檢、監(jiān)理人員缺乏有關(guān)AAR的知識)。因此,很多由AAR引起的混凝土破壞誤認為其它原因造成的破壞(筆者不否認:硅破壞的原因很復雜,往往是多種因素共同作用。
我國混凝土工程中的堿集料反應不容樂觀。我國生產(chǎn)的水泥大多為高堿水泥,特別是北方地區(qū)生產(chǎn)的水泥,其堿含量多在0.8%-1.0%以上。但施工單位并不排斥(有時甚至歡迎),因為高堿純硅酸鹽水泥配制的硅快硬、早強,有利于提高施工速度。施工單位有時為搶工期或便于冬季施工,常在配制混凝土時摻人Na2S04早強劑及NaNq防凍劑等,前者摻量可達3%,后者摻量可達5%(均以水泥重量計),此時如果采用的是高堿水泥,則混凝土中的含堿總量將高達15 kg/m3-20掩/m3,遠遠超3噸/襯— 5 kg/m3安全堿含量的限值。在這種狀況下,我國混凝土工程中出現(xiàn)大量AAR破壞是必然的,應引起高度重視,否則將貽害無窮。為此筆者提出以下幾點建議。
(1)加大關(guān)于AAR的科研力度,編制(或修訂)相應規(guī)范。科研、設(shè)計部門應在實際工程中進行廣泛的調(diào)查研究,針對混凝土中不同的集料和外加劑,不同品質(zhì)的水泥,不同的環(huán)境(溫度、濕度),以及不同的施工條件等做大量實驗,為編制(或修訂)有關(guān)規(guī)范提供科學依據(jù)。筆者認為:我國現(xiàn)行(混凝土外加劑)(GB8076一87)中對“基準水泥”的要求偏低(至少堿含量應規(guī)定不得超過0.66),應向目前國際標準靠攏。同時,在修訂《混凝土外加劑應用技術(shù)規(guī)范》(GBJ 119一88)時,應明確規(guī)定對水泥(標號、堿含量等)的技術(shù)要求。
(2)增加低堿水泥的市場供應,確?;炷凉こ藤|(zhì)量。國家應從產(chǎn)業(yè)政策方面鼓勵低堿水泥的生產(chǎn)。同時,通過“準用證”制度來限制高堿水泥的使用范圍。例如:嚴格規(guī)定水利工程、預應力構(gòu)件以及重要工程的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位等,所用水泥的堿含量不得超過某一限值。
(3)重視關(guān)于堿集料反應的知識普及和預防措施的宣傳工作。為使廣大工程技術(shù)人員深刻認識堿集料反應對混凝土工程的危害,應加大宣傳教育的力度,出版一些普及AAR知識的教材和預防AAR破壞的技術(shù)措施(手冊)等。
4.水泥生產(chǎn)要適應高性能破的發(fā)展趨勢
自90年代初國外提出高性能混凝土(HPC)的概念后,各國對HK:的界定標準有所不同,但有一點是共同的:那就是它的高耐久性和較高的強度指標。毫無疑問,高性能混凝土在工程界是極受歡迎的,它是未來硅技術(shù)的發(fā)展方向。高性能混凝土本身不是本文論題,筆者僅就它對水泥的基本要求提出幾點不成熟的個人看法。
(1)HPC所采用的水泥標號一般不應低于#525,并且必須是質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)水泥,使其在較高的可靠度保證下實現(xiàn)高強度。
(2)HPC所用水泥必須保證其高耐久性的要求,因此對水泥熟料中任何不利于混凝土耐久性的化學物質(zhì)(如堿含量等)應該嚴加控制。
(3)HPC所用水泥應保證混凝土有很好的工作性質(zhì)。如高流動性、力學性能穩(wěn)定、低水化熱溫升、體積穩(wěn)定、早強并有一定韌性(滿足抗震要求)等特點。高性能混凝土的問世及推廣應用對我國水泥行業(yè)提出了更高要求。因此,有關(guān)部門應及早采取措施,從“可持續(xù)發(fā)展”的角度調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),加快科研步伐,以適應21世紀國家建設(shè)事業(yè)發(fā)展的需要。