[原创]高性能混凝土需满足建设工程特定要求

  前不久，《住房城乡建设部工业和信息化部关于推广应用高性能混凝土的若干意见》发布，提出了通过完善高性能混凝土推广应用政策和相关标准，建立高性能混凝土推广应用工作机制，优化混凝土产品结构，到“十三五”末，高性能混凝土得到普遍应用的发展目标。

  然而不容忽视的是，长期以来，由于对高性能混凝土基础研究滞后，基本概念不统一，国内不少从业者对高性能混凝土的认识和应用仍然存在不少误区。其中，最为突出的就是将高强度与高性能混凝土画上等号或者作为高性能混凝土必不可少的一部分，而事实却并非如此。

  日前，中国水泥网记者有幸采访到了中国混凝土与水泥制品协会预拌混凝土分会秘书长师海霞，就当前高性能混凝土应用现状和未来发展方向做了详细了解。

中国混凝土与水泥制品协会预拌混凝土分会秘书长师海霞(资料图)

  高性能混凝土应满足建筑工程特定要求

  记者：高性能混凝土一直被认为是未来预拌混凝土发展的重要方向，也是提升国内建筑使用寿命，助推建筑节能的需要。在您看来，高性能混凝土的应用将对建筑业带来哪些影响？

  师海霞：我认为高性能混凝土是主要针对耐久性来讲的，大力推广应用高性能混凝土对提高建筑结构质量、延长建筑使用寿命具有重要的意义，在推广应用过程中，还会带来利废、节能的效果，可以促进预拌混凝土行业的转型升级，提高行业的新技术应用，包括信息化技术的应用，淘汰落后，加速行业内的市场整合。

  记者：高性能混凝土主要体现在高施工性和高耐久性等方面，但是在建筑施工过程中，不同构筑物对混凝土性能又有不同的要求，结合具体环境突出不同特性尤为重要。您对高性能混凝土的合理应用有哪些意见和建议？

  师海霞：高性能混凝土是满足建设工程特定要求，采用优质常规原材料和优化配合比，通过绿色生产方式以及严格的施工措施制成的，具有优异的拌和物性能，以达到工程所要求的物理、力学性质和耐久性能并能长期保持的混凝土。高性能混凝土是符合性能和功能需求的混凝土，需要针对不同的结构和需求制定不同的技术指标和实现条件。

  外加剂应用技术能力有待提升

  记者：低水胶比可以大幅提升混凝土强度，而当前主要采用聚羧酸减水剂等产品以达到在降低用水量的同时保证混凝土和易性，那么国内混凝土减水剂发展现状如何？除减水剂以外，缓凝剂、早强剂、防水剂、膨胀剂等等种类繁多的外加剂对于改善混凝土性能均有显着作用，您对合理使用混凝土外加剂有哪些建议？

  师海霞：聚羧酸减水剂是实现高性能混凝土生产的重要组成，国内目前羧酸类减水剂的合成技术已经处于国际领先水平，其合成所需的酯类和醚类的大单体等原材料的生产规模也完全可以得到保障。

  然而，目前国内羧酸减水剂的合成生产厂存在较大的技术和装备上的差异，致使所合成的聚羧酸母液的性能稳定性不好，聚羧酸减水剂的成品也存在与水泥、矿物掺和料之间的相容性问题，对高性能混凝土的推广和应用不利，需要提高减水剂合成生产的技术和装备要求，提高行业集中度，注重提高从业人员的技术水平。

  另外，混凝土外加剂已经是混凝土不可或缺的重要组成部分，现代混凝土的重要特点就是混凝土外加剂的使用可实现混凝土机械化施工并达到种性能要求，外加剂有时会被称作药剂，是因为对于混凝土来讲，犹如人吃的药一样，使用量非常少，但是效果很大，当然也会有副作用，所以对于外加剂的使用需要一定的技术能力，目前的从业人员的技术水平参差不齐，需要进一步的规范和提高。

  记者：众所周知，不少水泥企业在粉磨过程中均会添加助磨剂来提升粉磨能力，但是助磨剂化学成分复杂，近年来还出现了以聚羧酸系为主的高分子合成助磨剂。这些化学成分的存在是否会对下游高性能混凝土的制备造成影响？

  师海霞：助磨剂在水泥粉磨过程中起到降低能耗的重要作用，但是当过多的期望助磨剂带来强度或其他的效果时，往往造成配制混凝土时水泥与外加剂的相容性变差，混凝土坍落度损失大或者出现保水性差的问题，不利于高性能混凝土的制备。所以，在选择助磨剂的时候需要考虑未来混凝土的需求。

  骨料和矿物掺合料选取的科学性问题

  记者：高性能混凝土对骨料级配有较高的要求，目前机制砂石已经逐步取代天然砂石成为建筑施工的主要原料，但是品质却参差不齐。在您看来，高性能混凝土制备过程中，对骨料的选取应该注意哪些问题？

  师海霞：作为骨料，与胶凝材料共同组成当前最大宗的重要建筑材料───混凝土，主要起稳定体积的骨架作用，对混凝土构件质量有着关键性的影响。良好粒形和级配的骨料可以使混凝土以最小的用水量得到良好施工性能的拌和物，最大限度地减小硬化后的开裂敏感性，因而可提高混凝土结构的耐久性。

  关于骨料的强度，对没有坍落度的干硬性混凝土、坍落度低于50mm的低塑性混凝土影响很大；从坍落度不超过10cm的塑性混凝土发展到流态混凝土，坍落度渐次增大，骨料强度的影响随之减小。在坍落度很大的泵送混凝土中，骨料分布的状态从过去的“紧密堆积”变成悬浮状态，则骨料的强度不再影响混凝土的强度。现代混凝土骨料的粒形和级配的作用成为影响混凝土质量的关键，用最小空隙率来作为重要的指标来选择。

  记者：矿物掺合料的使用不但可以改善混凝土性能，更能实现资源的综合利用。当前我国矿物掺合料应用现状如何？进行过哪些卓有成效的研究？

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  师海霞：矿物掺和料已成为配制现代混凝土必不可缺少的重要组分和功能性材料，它在改善混凝土的性能方面起着决定性的作用。优质掺和料可提高混凝土强度、耐久性、工作性以及其他物理力学性能，对抑制碱骨料反应乃至保护环境、节约资源、降低能耗、提高工业废料的综合利用和实现可持续发展战略有着极其重要的作用。

  我国预拌混凝土行业中普遍存在着“阴阳配合比”的现象，从一个侧面凸显了实际应用过程和标准规定相矛盾的现实中的无奈。目前我国钢铁、电力、地矿产业每年排放的各类工业废渣、废料多达5亿吨，多为露天堆放，占用了大量的土地，

  随着人类的环保意识的日益增强和各类工业废渣快速膨胀之间的矛盾的凸现，在混凝土配制过程中如何合理地提高混凝土消纳工业废渣以及其他废弃物的能力，实现混凝土的可持续发展，是混凝土研究人员面临的重大而又迫切的研究课题。

  研究各种工业废弃物的资源化，用作混凝土矿物掺和料，有利于实现混凝土的绿色化，应该给予应势利导，使其正确使用，美国2002年开始实施的《水硬性胶凝材料的标准性能规范》（ASTM C 1157）仅仅对性能进行规定，而不规定组成，性能规定了除较低的强度值（28天28MPa），还规定了氯离子扩散系数、水化热等性质，该规范已经数次修订，目前是2011版，对我国掺和料的使用是有借鉴意义的。

  发展高性能混凝土的目的在于提高建筑质量和使用寿命

  记者：对于高性能混凝土未来发展方向和前景，您有怎样的看法？

  师海霞：为提高我国的建筑物质量和使用寿命，我们需要不遗余力的实现混凝土的制备和应用的质量保障措施，发展高性能混凝土的深层意义还是要提高混凝土的质量，这是我们必须并且非常紧迫要做的。

  编者注：2014年9月25日，以“高品质 高性能 绿色建材”为主题的“2014第二届中国水泥发展论坛”将在浙江宁波召开。届时师海霞将就我国预拌混凝土行业发展过程中面临的问题以及高性能混凝土推广等内容作主题报告，敬请关注。

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    注：二维码有效期至2014年9月21日