近兩年來(lái)，混凝土施工中高效減水劑與水泥相容性不好的問(wèn)題發(fā)生得更多，高層建筑基礎(chǔ)底板、地下連續(xù)墻和樓板甚至大梁開(kāi)裂問(wèn)題頻頻發(fā)生。有些施工單位反映“混凝土一上C40就裂”。其原因很復(fù)雜，涉及多方面。僅就技術(shù)而言，施工質(zhì)量的控制（涉及施工管理技術(shù)水平、施工人員的素質(zhì)等）、混凝土的原材料和配合比是影響工程質(zhì)量的重要因素。但認(rèn)識(shí)和解決這個(gè)問(wèn)題卻不僅是施工部門的事，需要業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位以至原材料供應(yīng)方轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，不斷更新知識(shí)，把混凝土結(jié)構(gòu)物的耐久性視為工程質(zhì)量的第一要求，共同探討影響混凝土結(jié)構(gòu)物耐久性的因素，以提高工程質(zhì)量。
眾所周知，就材料本身而言，混凝土的質(zhì)量不只是配合比的問(wèn)題。配合比是與原材料性質(zhì)相匹配的，使用質(zhì)量差的原材料很難做出高質(zhì)量的配合比。目前只要求以試驗(yàn)室中混凝土小試件的抗?jié)B性、抗凍融性、抗碳化性等作為耐久性的保證是與工程實(shí)際有距離的。實(shí)際上，影響結(jié)構(gòu)混凝土耐久性最重要的因素是抗開(kāi)裂的性能，而影響混凝土抗裂性的主要因素則是水泥（這里暫不談骨料的因素），確切地說(shuō)是膠凝材料的漿體。鑒于混凝土開(kāi)裂的質(zhì)量問(wèn)題突出表現(xiàn)在水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂以來(lái)的近兩年，所以有必要來(lái)探討一下其間的關(guān)系。本文作者絕無(wú)意于得罪任何人，只希望引起討論，并共同探討事關(guān)百年大計(jì)的質(zhì)量問(wèn)題。
由于建筑業(yè)的需求，現(xiàn)代水泥的組成和細(xì)度發(fā)生了很大變化。美國(guó)在1920～1999年的70多年中水泥和混凝土主要參數(shù)變化的趨勢(shì)是水泥中C3S含量、含堿量、SO3（與C3A匹配）、以比表面積表示的細(xì)度等增加，混凝土的水灰比減小。水泥的7d抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)了幾乎2.5倍。近年來(lái)國(guó)外許多專家根據(jù)實(shí)際調(diào)查研究，對(duì)這種趨勢(shì)提出了批評(píng)，指出當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)不斷增多的過(guò)早劣化現(xiàn)象與此趨勢(shì)有關(guān)?！?0世紀(jì)混凝土業(yè)為滿足越來(lái)越高的強(qiáng)度要求，不可避免地違背了材料科學(xué)的基本規(guī)律，即開(kāi)裂與耐久性之間存在的密切關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的混凝土結(jié)構(gòu)這個(gè)目標(biāo)，有必要更新一些觀念和建設(shè)實(shí)踐?！?BR> 我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂的方針是“與國(guó)際接軌”，且已按此趨勢(shì)發(fā)展。回顧這段過(guò)程，分析其與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系，會(huì)有助于我們更新觀念，從關(guān)心強(qiáng)度轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)心耐久性，從耐久性的角度評(píng)價(jià)水泥和混凝土的質(zhì)量。
1.水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂的簡(jiǎn)單回顧
20年來(lái)，我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)三次修訂。第一次修訂的標(biāo)準(zhǔn)于1979年7月開(kāi)始實(shí)施，第二次1992年開(kāi)始逐步實(shí)施，第三次即最近的一次1999年開(kāi)始實(shí)施。各次修訂的基本出發(fā)點(diǎn)都是“與國(guó)際接軌”（盡管前兩次沒(méi)有使用這個(gè)詞，但實(shí)質(zhì)相同），促進(jìn)我國(guó)水泥生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。
第一次修訂是將我國(guó)使用了20多年的“硬練”強(qiáng)度檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)改為“軟練”強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)。這次變化較大，主要變化如表1所示。
可見(jiàn)，這次修訂水泥標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果是增加了熟料中的C3A和C3A含量，水泥細(xì)度從比表面積平均300m2/kg增加到平均330m2/kg，提高了水泥強(qiáng)度，尤其是早期強(qiáng)度，同時(shí)也提高了水化熱。因檢驗(yàn)強(qiáng)度的水灰比大幅度增加，減小了摻入礦物摻合料后強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)。
第二次修訂后的GB175-92、GB1344-92等強(qiáng)調(diào)了水泥的早期強(qiáng)度，28d強(qiáng)度提高了2%，增加了R型水泥品種。該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化了3d早期強(qiáng)度意識(shí)，倡導(dǎo)多生產(chǎn)R型水泥，普通水泥的細(xì)度進(jìn)一步變細(xì)，從篩析法的＜12%改為＜10%.水泥標(biāo)準(zhǔn)從“硬練”改為“軟練”的主要變化變化因素 GB175-63 GB175-77熟料的石灰飽和系數(shù)（KH） 0.85左右 0.90左右C3A含量 5%～7% ＞8%檢驗(yàn)強(qiáng)度所用灰砂比 1∶3 1 ：2.5檢驗(yàn)強(qiáng)度所用加水量 P/4＋2.6 固定0.44用相同熟料檢查28d抗壓強(qiáng)度的差別 497kg/cm2 425kg/cm2 613kg/cm2 525kg/cm2細(xì)度 4900孔/cm2篩余≤15% 0.08mm篩余≤15%注：只列出硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的該量；GB175-1999、GB1344-1999等把強(qiáng)度檢驗(yàn)的水灰比改為0.50，取消了GB175-92中的325號(hào)水泥。水泥的旨度進(jìn)一步提高，迫使水泥石以提高C3S、C3A和比表面積來(lái)提高水泥的強(qiáng)度。某廠對(duì)21種來(lái)自不同廠家的熟料（包括“大水泥”和“小水泥”的）進(jìn)行分析，C3S超過(guò)60%的有4個(gè)樣本（占總樣本的19%），超過(guò)58%的（含60%以上的）有10個(gè)（占47.6%），有17個(gè)樣本的C3A含量超過(guò)10%，大部分水泥細(xì)度超過(guò)了350m2/kg.從上述情況可見(jiàn)，我國(guó)水泥各有關(guān)參數(shù)和性質(zhì)變化的歷程和趨勢(shì)與國(guó)外相似。特點(diǎn)是增加C3S、C3A，細(xì)度趨向于細(xì)，因而強(qiáng)度尤其早期強(qiáng)度不斷提高。此外，20世紀(jì)70年代后期我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)水泥生產(chǎn)的干法工藝，使水泥的含堿量提高，尤其是使用北方原材料的水泥含堿量普遍較高。
GB175-1999對(duì)水泥中的含堿量進(jìn)行了限制，但只是出于對(duì)預(yù)防堿骨料反應(yīng)的考慮。這種變化的趨勢(shì)雖然對(duì)混凝土提高早期強(qiáng)度有利，但卻增加了混凝土的溫度收縮及干燥收縮，再加上較低水灰比產(chǎn)生的自收縮，處于約束條件下的混凝土結(jié)構(gòu)較大的收縮變形因高的早期強(qiáng)度而提高的早期彈性模時(shí)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，而高的早期強(qiáng)度又使能緩釋收縮應(yīng)變的途變很小，于是開(kāi)裂成為必然。
以下分別分析上述幾個(gè)因素對(duì)混凝土抗裂性的影響。
眾所周知，就材料本身而言，混凝土的質(zhì)量不只是配合比的問(wèn)題。配合比是與原材料性質(zhì)相匹配的，使用質(zhì)量差的原材料很難做出高質(zhì)量的配合比。目前只要求以試驗(yàn)室中混凝土小試件的抗?jié)B性、抗凍融性、抗碳化性等作為耐久性的保證是與工程實(shí)際有距離的。實(shí)際上，影響結(jié)構(gòu)混凝土耐久性最重要的因素是抗開(kāi)裂的性能，而影響混凝土抗裂性的主要因素則是水泥（這里暫不談骨料的因素），確切地說(shuō)是膠凝材料的漿體。鑒于混凝土開(kāi)裂的質(zhì)量問(wèn)題突出表現(xiàn)在水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂以來(lái)的近兩年，所以有必要來(lái)探討一下其間的關(guān)系。本文作者絕無(wú)意于得罪任何人，只希望引起討論，并共同探討事關(guān)百年大計(jì)的質(zhì)量問(wèn)題。
由于建筑業(yè)的需求，現(xiàn)代水泥的組成和細(xì)度發(fā)生了很大變化。美國(guó)在1920～1999年的70多年中水泥和混凝土主要參數(shù)變化的趨勢(shì)是水泥中C3S含量、含堿量、SO3（與C3A匹配）、以比表面積表示的細(xì)度等增加，混凝土的水灰比減小。水泥的7d抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)了幾乎2.5倍。近年來(lái)國(guó)外許多專家根據(jù)實(shí)際調(diào)查研究，對(duì)這種趨勢(shì)提出了批評(píng)，指出當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)不斷增多的過(guò)早劣化現(xiàn)象與此趨勢(shì)有關(guān)?！?0世紀(jì)混凝土業(yè)為滿足越來(lái)越高的強(qiáng)度要求，不可避免地違背了材料科學(xué)的基本規(guī)律，即開(kāi)裂與耐久性之間存在的密切關(guān)系。為了實(shí)現(xiàn)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的混凝土結(jié)構(gòu)這個(gè)目標(biāo)，有必要更新一些觀念和建設(shè)實(shí)踐?！?BR> 我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂的方針是“與國(guó)際接軌”，且已按此趨勢(shì)發(fā)展。回顧這段過(guò)程，分析其與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系，會(huì)有助于我們更新觀念，從關(guān)心強(qiáng)度轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)心耐久性，從耐久性的角度評(píng)價(jià)水泥和混凝土的質(zhì)量。
1.水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂的簡(jiǎn)單回顧
20年來(lái)，我國(guó)水泥標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)三次修訂。第一次修訂的標(biāo)準(zhǔn)于1979年7月開(kāi)始實(shí)施，第二次1992年開(kāi)始逐步實(shí)施，第三次即最近的一次1999年開(kāi)始實(shí)施。各次修訂的基本出發(fā)點(diǎn)都是“與國(guó)際接軌”（盡管前兩次沒(méi)有使用這個(gè)詞，但實(shí)質(zhì)相同），促進(jìn)我國(guó)水泥生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。
第一次修訂是將我國(guó)使用了20多年的“硬練”強(qiáng)度檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)改為“軟練”強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)。這次變化較大，主要變化如表1所示。
可見(jiàn)，這次修訂水泥標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果是增加了熟料中的C3A和C3A含量，水泥細(xì)度從比表面積平均300m2/kg增加到平均330m2/kg，提高了水泥強(qiáng)度，尤其是早期強(qiáng)度，同時(shí)也提高了水化熱。因檢驗(yàn)強(qiáng)度的水灰比大幅度增加，減小了摻入礦物摻合料后強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)。
第二次修訂后的GB175-92、GB1344-92等強(qiáng)調(diào)了水泥的早期強(qiáng)度，28d強(qiáng)度提高了2%，增加了R型水泥品種。該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化了3d早期強(qiáng)度意識(shí)，倡導(dǎo)多生產(chǎn)R型水泥，普通水泥的細(xì)度進(jìn)一步變細(xì)，從篩析法的＜12%改為＜10%.水泥標(biāo)準(zhǔn)從“硬練”改為“軟練”的主要變化變化因素 GB175-63 GB175-77熟料的石灰飽和系數(shù)（KH） 0.85左右 0.90左右C3A含量 5%～7% ＞8%檢驗(yàn)強(qiáng)度所用灰砂比 1∶3 1 ：2.5檢驗(yàn)強(qiáng)度所用加水量 P/4＋2.6 固定0.44用相同熟料檢查28d抗壓強(qiáng)度的差別 497kg/cm2 425kg/cm2 613kg/cm2 525kg/cm2細(xì)度 4900孔/cm2篩余≤15% 0.08mm篩余≤15%注：只列出硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的該量；GB175-1999、GB1344-1999等把強(qiáng)度檢驗(yàn)的水灰比改為0.50，取消了GB175-92中的325號(hào)水泥。水泥的旨度進(jìn)一步提高，迫使水泥石以提高C3S、C3A和比表面積來(lái)提高水泥的強(qiáng)度。某廠對(duì)21種來(lái)自不同廠家的熟料（包括“大水泥”和“小水泥”的）進(jìn)行分析，C3S超過(guò)60%的有4個(gè)樣本（占總樣本的19%），超過(guò)58%的（含60%以上的）有10個(gè)（占47.6%），有17個(gè)樣本的C3A含量超過(guò)10%，大部分水泥細(xì)度超過(guò)了350m2/kg.從上述情況可見(jiàn)，我國(guó)水泥各有關(guān)參數(shù)和性質(zhì)變化的歷程和趨勢(shì)與國(guó)外相似。特點(diǎn)是增加C3S、C3A，細(xì)度趨向于細(xì)，因而強(qiáng)度尤其早期強(qiáng)度不斷提高。此外，20世紀(jì)70年代后期我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)水泥生產(chǎn)的干法工藝，使水泥的含堿量提高，尤其是使用北方原材料的水泥含堿量普遍較高。
GB175-1999對(duì)水泥中的含堿量進(jìn)行了限制，但只是出于對(duì)預(yù)防堿骨料反應(yīng)的考慮。這種變化的趨勢(shì)雖然對(duì)混凝土提高早期強(qiáng)度有利，但卻增加了混凝土的溫度收縮及干燥收縮，再加上較低水灰比產(chǎn)生的自收縮，處于約束條件下的混凝土結(jié)構(gòu)較大的收縮變形因高的早期強(qiáng)度而提高的早期彈性模時(shí)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，而高的早期強(qiáng)度又使能緩釋收縮應(yīng)變的途變很小，于是開(kāi)裂成為必然。
以下分別分析上述幾個(gè)因素對(duì)混凝土抗裂性的影響。