在目前條件下,為保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能,筆者提出以下幾點建議供有關(guān)部門參考:
(1)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工在選用水泥方面應(yīng)有明確規(guī)定。據(jù)悉,建設(shè)部已把“混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究及耐久性設(shè)計”列為國家重點科技攻關(guān)項目,并由清華大學(xué)、中國建筑科學(xué)研究院等單位共同承擔(dān)此項任務(wù)。參加這一項目的有關(guān)人員已拿出“混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計及施工建議”的初稿供討論,估計不久的將來會有相應(yīng)的規(guī)范出臺。在制定這類規(guī)范時建議專門增加有關(guān)水泥選用的章節(jié),明確規(guī)定:某類工程或某結(jié)構(gòu)部位等“須”、“應(yīng)”、“宜”選用某種類(或標(biāo)號)水泥。
(2)要盡快健全、完善我國的水泥準(zhǔn)用制度。建議建設(shè)部會同國家建材局出臺一些法規(guī),規(guī)定水泥出廠必須附有“準(zhǔn)用證”。該證應(yīng)明確交代哪些水泥“可”、“不可”用于某類工程或某結(jié)構(gòu)部位等。在水泥包裝袋上也應(yīng)標(biāo)明:出廠日期、使用期限、存放條件、使用要求、應(yīng)用范圍及其它注意事項等,以利建設(shè)監(jiān)理現(xiàn)場檢查。
(3)科研單位要加快各類水泥對硅耐久性影響的科學(xué)研究。法規(guī)出臺,科研先行??蒲胁荒軆H停留在實驗室里,要在各類實際工程中跟蹤調(diào)查(因為每個工程的外部環(huán)境、施工條件及使用條件均有差異),收集資料,為制定(或修訂)有關(guān)規(guī)范提供科學(xué)依據(jù)。
3 重視堿集料反應(yīng)的研究并制定相應(yīng)對策
近年來,我國硅工程中由堿集料反應(yīng)(AAR)產(chǎn)生的破壞事件逐漸引起人們注意。
堿集料反應(yīng)嚴(yán)重?fù)p害混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能。對預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(yīng)的國際學(xué)術(shù)會議。很多國家相繼出臺了一些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范(如美國的ASTMC227 —— C586等)對一些重要工程的矽含堿量嚴(yán)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(dāng)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(yīng)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(dāng)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(rèn)為其它原因造成的破壞(筆者不否認(rèn):硅破壞的原因很復(fù)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(yīng)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%一1.0%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?xí)r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/m3一20掩/m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yīng)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(yīng)規(guī)范??蒲小⒃O(shè)計部門應(yīng)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(xué)依據(jù)。筆者認(rèn)為:我國現(xiàn)行(混凝土外加劑)(GB8076一87)中對“基準(zhǔn)水泥”的要求偏低(至少堿含量應(yīng)規(guī)定不得超過0.66),應(yīng)向目前國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。同時,在修訂《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GBJ 119一88)時,應(yīng)明確規(guī)定對水泥(標(biāo)號、堿含量等)的技術(shù)要求。
(2)增加低堿水泥的市場供應(yīng),確?;炷凉こ藤|(zhì)量。國家應(yīng)從產(chǎn)業(yè)政策方面鼓勵低堿水泥的生產(chǎn)。同時,通過“準(zhǔn)用證”制度來限制高堿水泥的使用范圍。例如:嚴(yán)格規(guī)定水利工程、預(yù)應(yīng)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。
(1)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工在選用水泥方面應(yīng)有明確規(guī)定。據(jù)悉,建設(shè)部已把“混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究及耐久性設(shè)計”列為國家重點科技攻關(guān)項目,并由清華大學(xué)、中國建筑科學(xué)研究院等單位共同承擔(dān)此項任務(wù)。參加這一項目的有關(guān)人員已拿出“混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計及施工建議”的初稿供討論,估計不久的將來會有相應(yīng)的規(guī)范出臺。在制定這類規(guī)范時建議專門增加有關(guān)水泥選用的章節(jié),明確規(guī)定:某類工程或某結(jié)構(gòu)部位等“須”、“應(yīng)”、“宜”選用某種類(或標(biāo)號)水泥。
(2)要盡快健全、完善我國的水泥準(zhǔn)用制度。建議建設(shè)部會同國家建材局出臺一些法規(guī),規(guī)定水泥出廠必須附有“準(zhǔn)用證”。該證應(yīng)明確交代哪些水泥“可”、“不可”用于某類工程或某結(jié)構(gòu)部位等。在水泥包裝袋上也應(yīng)標(biāo)明:出廠日期、使用期限、存放條件、使用要求、應(yīng)用范圍及其它注意事項等,以利建設(shè)監(jiān)理現(xiàn)場檢查。
(3)科研單位要加快各類水泥對硅耐久性影響的科學(xué)研究。法規(guī)出臺,科研先行??蒲胁荒軆H停留在實驗室里,要在各類實際工程中跟蹤調(diào)查(因為每個工程的外部環(huán)境、施工條件及使用條件均有差異),收集資料,為制定(或修訂)有關(guān)規(guī)范提供科學(xué)依據(jù)。
3 重視堿集料反應(yīng)的研究并制定相應(yīng)對策
近年來,我國硅工程中由堿集料反應(yīng)(AAR)產(chǎn)生的破壞事件逐漸引起人們注意。
堿集料反應(yīng)嚴(yán)重?fù)p害混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能。對預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(yīng)的國際學(xué)術(shù)會議。很多國家相繼出臺了一些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范(如美國的ASTMC227 —— C586等)對一些重要工程的矽含堿量嚴(yán)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(dāng)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(yīng)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(dāng)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(rèn)為其它原因造成的破壞(筆者不否認(rèn):硅破壞的原因很復(fù)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(yīng)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%一1.0%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?xí)r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/m3一20掩/m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yīng)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(yīng)規(guī)范??蒲小⒃O(shè)計部門應(yīng)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(xué)依據(jù)。筆者認(rèn)為:我國現(xiàn)行(混凝土外加劑)(GB8076一87)中對“基準(zhǔn)水泥”的要求偏低(至少堿含量應(yīng)規(guī)定不得超過0.66),應(yīng)向目前國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。同時,在修訂《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GBJ 119一88)時,應(yīng)明確規(guī)定對水泥(標(biāo)號、堿含量等)的技術(shù)要求。
(2)增加低堿水泥的市場供應(yīng),確?;炷凉こ藤|(zhì)量。國家應(yīng)從產(chǎn)業(yè)政策方面鼓勵低堿水泥的生產(chǎn)。同時,通過“準(zhǔn)用證”制度來限制高堿水泥的使用范圍。例如:嚴(yán)格規(guī)定水利工程、預(yù)應(yīng)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。