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浅谈C60及以上高性能混凝土的配制技术和生产管理要求催生的专业化发展途径 张春进 （江苏福世特混凝土有限责任公司，江苏镇江 212004） [摘要] 本文介绍了近年来镇江市配制及应用C60 及以上高性能混凝土的实例。笔者认为制备高性能的混凝土已没有技术障碍，存在的是生产管理障碍。要发展C60 及以上高性能混凝土的生产需要走专业化道路。 [关键词] 高性能混凝土；配制；生产管理；专业化发展
0 前言 高性能混凝土是近年来混凝土材料发展的一个重要方向。所谓高性能：是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。高性能混凝土为建筑设计提供了更大跨度、更高高度可能性的同时，为建筑物提供了更长的耐久性能，其技术是国家住建部2010 年建筑业10 项新技术推广应用的重要内容之一。 可以用来改善高强混凝土性能的途径主要有：（1）水泥基相：使用更高强度等级、更细的水泥，掺加高效外加剂和各种掺合料改善水泥的水化条件，使水泥更易水化，利于水化产物的强化；（2）界面过渡层: 使集料和胶结浆的粘附性界面更加有利于粘结；（3）坚固的分散粒子：坚固耐久的集料是形成高性能混凝土必须的坚强核心；（4）施工振捣：排除多余气体并使混凝土内部排列更加紧凑致密；（5）纤维增强：纤维并不显著增强混凝土强度，但其在高温下熔化形成的空隙可以帮助密实的高强混凝土泄气，避免其在火灾中崩解；（6）养护：良好的养护是高性能混凝土抵抗早期自收缩的重要手段。全面优质的材料和全过程的质量控制得以形成高性能混凝土。 1 C60 及以上高性能混凝土的配制和应用 1.1 九州广场 镇江在城市建设中首次使用C60 混凝土是2005 年九州广场建设中的结构转换层，计约2300 方，当时的技术支持是省建科院。由于是第一次，设计施工监理检测质检都极为关注，因此从原材料的使用到过程控制、施工须符合所有人对C60的认知。恰逢工程总监是混凝土公司原负责人，从石子的粒形粒径到混凝土24 小时、48 小时、72 小时的强度发展，事无巨细，一一落实过问。混凝土公司使用能想到、能采购到的优质材料，总之所用皆是能用的资源和技术的极限。考虑过使用硅灰和矿粉，但因旧式搅拌站粉料储罐不足而不得。粗集料用压碎值为8 的花岗岩，外加剂用减水率为30% 价值过万元的PCA 聚羧酸，水泥用京阳P·Ⅱ 52.5R，谏壁Ⅰ级粉煤灰。如此实际配出来的混凝土强度达到80MPa 甚至90MPa 以上，为检测试块实际强度把压力机压得漏油，特意提醒检测中心检测时注意不要损坏了压力机。检测中心之后在检测C60 强度混凝土试块时就要求提供100mm×100mm×100mm 的非标试块作为检测试块。九州广场使用的生产配比见表1。 当时生产的情况是，必须满足搅拌机放料速度也就是生产速度，同时也是满足泵送要求，坍落度在实测时达到220mm 以上，尽管如此，混凝土仍然显示出较强的粘滞性，放料速度和泵送速度都比较慢。由于用水量比较少，混凝土的流动性主要是由外加剂功能实现的，所以在泵送到结构上之后，经振捣后浆体挤流漫挂。浆体过多和过分重视，生怕不密实，而实际上过分振捣引起浆体从整体中离析出来。 以这一次C60 混凝土的配制生产为核心，形成了一个科技成果：高性能混凝土的研究与应用。 1.2 镇江东林之春商务办公楼 两年以后2007 年镇江东林之春18 层商务办公综合楼转换层设计使用C60 混凝土，通过经济技术分析，结合当时实际情况做了一些调整。调整后的配合比见表2。 因为本地花岗岩资源枯竭，无法找到当初的花岗岩石料。试验表明只要压碎值在10 以内就可以满足配制的需要。尽管如此，到实际生产时我们还是找到了压碎值为8 左右的碎石。 由于聚羧酸外加剂报价较高，此次C60 混凝土报价又不像九州广场时允许有那么宽的试验性利润空间，所以找到特密斯外加剂厂特配了外加剂，满足配制要求。 由于矿粉使用技术这时已经比较普遍，所以在此次的配比中使用矿粉粉煤灰双掺以完善颗粒级配，均衡强度发展和水化热峰值，更加科学经济。 施工过程中仍然遇到浆体从混凝土中离析出来，从结构面上四溢开来的现象。其主要原因还是由于将已经接近自密实状态的混凝土过分振捣了。 1.3 镇江市政中心大楼 市政府行政中心大楼C60 混凝土墙柱结构施工时是2009年，尽管我们在配制技术上已经可以做得游刃有余，但由于京沪高速铁路和沪宁城际铁路两条世纪工程同时在境内施工，造成境内优质资源奇缺，甚至出现我们好不容易找到一家压碎值在9 之内的采石场，备货在仓里，就有中铁的材料采购人员闻风赶来搅拌站察看，并跟踪送货车辆到山上采石场，当时就抬高价格包下整个采石场。两条高铁对地方优质资源的需求是掠夺性的。配制高强高性能混凝土是技术性的也是资源性的。好在有得手在先的石子、52.5 水泥、合格的95 矿粉，可以满足C60 混凝土的配制需求。 市行政中心的C60 配比见表3。 放弃使用粉煤灰，是因为当时的砂石材料确实不能满足一个较长时间内随时生产C60 混凝土的洁净需求，满足强度成为考虑的第一要素，如果使用Ⅱ级灰不能提高强度却占用灰分量，对降低混凝土粘稠度没有好处。 之所以改变配比，提高了用水量，是试图削弱单纯依靠外加剂来实现混凝土的流动性功能的比重以降低粘度，适应施工方的施工习惯，使振捣不至于引起浆体离析。因为我们找不到一种既能大幅度减水又能降低高配胶结料混凝土粘度的外加剂产品。 这次配出来的混凝土状态有点类似普通混凝土，具有足够的坍落度流动性又不是太粘稠，很受施工方欢迎。 当然没有出现大面积的浆体流溢，也因为结构设计上有所不同。结构设计上将梁板C40 和墙柱等竖向结构的C60 分开进行。 1.4 镇江财富广场 镇江目前财富广场已经设计有C80 的混凝土，城科搅拌站通过添加硅灰解决强度问题，添加膨胀剂解决自收缩问题。试验室强度可以做到125MPa，搅拌站已成功进行了C80 的生产，生产实际强度已达到98MPa。 单就配制C60 及以上强度混凝土而言，因地制宜合理经济地利用本地资源是可以轻松配制完成的。市混公司成功使用P·O42.5 的水泥和聚羧酸高效减水外加剂配制生产C60 混凝土，强度平均达到75 MPa 左右。 2 C60 及以上高性能混凝土生产管理障碍 这几个实例包含了在使用本地资源制备C60 及以上高性能混凝土中的一些探索，从中我们可以看出的是：制备高性能的预拌混凝土已经没有技术障碍；但看不出的是：我们在生产高强度的过程中遇到的管理障碍。这管理障碍就是，每逢生产C60 我们就紧张：担心整个管理链条上的某一个环节达不到C60 的要求，造成短板效应。 要达到混凝土的C60 不只是配比的C60，它是整个供应、生产、运输、泵送、浇筑、养护链条上全部的C60，因为生产C60 混凝土和生产普通混凝土会有诸多不同：原材料的不同、搅拌制度的不同、泵送及施工工艺不同、执行的严格要求程度不同等等，这时要求每个员工都有不同寻常的工作状态，这种工作状态必须被调动出来并持续下去，直到C60 结束，包括与高性能混凝土相一致的施工队伍状态，我们把这种状态叫做C60 状态。这是一种应急状态。要具有和维持这种状态是靠管理出来的。但管理不是在每个被管理元素上都能卓有成效，因为我们总有一些阿斗元素。短时间将这些阿斗元素搀扶起来靠强力犹有可能，但长期使阿斗元素持有C60 状态将耗费大量的管理资源。 3 C60 及以上高性能混凝土专业化发展途径 分析表明，使用高强高性能混凝土替代普通混凝土具有非常显著的直接间接经济效益和社会效益。高强高性能混凝土将是现代普通混凝土的升级。是取代，而不是补充。就像现在设计中已经很少使用C20、C25 混凝土浇筑主体建筑结构一样。将来的设计就是都使用C60 以上的混凝土，构筑真正的百年大计。我们要使建筑流芳百世，就要更耐久的建筑材料，才不会反复建设。可以预见，一旦整个规划设计界都认同这一观念，一个高性能混凝土的时代即将到来。这将是一场混凝土搅拌站的革命，是技术的革命，更是管理的革命。 过去业内经常有人说混凝土技术是一个低端技术：混凝土又不是造核武器。那么在未来，我们即使不能说混凝土是个高端技术，但至少属于中端技术。 随着城市化的倾力推进，C60 及以上强度等级的混凝土已浮出水面，商务A 区、九润国际、财富广场...... 我们已经看到镇江C60 时代的到来。我们需要经常保有C60 状态，我们更要为经常性的应急状态建立长效应急机构和应急机制。 针对当前生产C60 混凝土在管理上的难点：如何保持住持续高端的管理状态。解决的方法就是，将原子弹制造从普通炮弹制造中分离出来，从特种兵中抽调精尖组成黑豹突击队——走专业化道路，建立长效机制，组建专门的C60 搅拌站。这种搅拌站能够集中优质资源，包括原材料包括人员，集约化利用资源。 当混凝土设计理念从普通混凝土转化成高性能混凝土，这样的搅拌站会越来越多。这是一个搅拌站自我提炼的过程，是优化的开始。混凝土行业的门槛会提高。它将提升为一个高的技术含量和管理含量的产业，甚至变成一个高科技行业。混凝土由一个低端产品发展成高端产品：水洗过筛的分散粒子，全密封的料仓，管理要求提升细化到每一个节点的执行，形成集约型的搅拌站。可以预见，混凝土的革命将与城市建筑格局互相生动。作为混凝土从业者，我们当未雨绸缪。 如果让举例说明这种专业化生产的好处和必要性，至少可以在这些方面进行尝试：比如二次投料工艺，比如使用磁化水配制混凝土。这两项是工艺更是管理的问题，万一投料顺序颠倒或万一使用了未经磁化的普通水，而肉眼是无法分辨二次投料和磁化水的混凝土与普通工艺及普通水生产出来的混凝土区别的，就会出大问题。 如果问专业化生产将给我们带来什么？——经济节约和绿色环保；还可能改变我们水泥至上至强的观念；改变高性能混凝土验收标准和验收方法，发展中期检测的概念，用更长的时间来验收混凝土最终强度等等。 高强高性能混凝土技术在政策上是推广的，又证明其直接、间接经济效益和社会效益都是丰厚的，可以说是万事俱备，只待设计。应该说高强高性能混凝土为现有的搅拌站提供了一条自新之路。而同样是混凝土技术，推广中的预制混凝土装配式整体结构技术，又为这样的搅拌站提供了一条可持续发展之路。将来预制混凝土装配整体式结构设计和使用的一定大多是高性能混凝土，高性能混凝土的专门化生产将为预制混凝土装配整体式结构顺理成章地提供物质可能和管理保证。 4 结语 预拌混凝土搅拌站为普通混凝土生产质量的稳定性、集约化提供了条件，并为高强高性能混凝土的制备奠定了物质基础和管理基础；在现有的预拌混凝土搅拌站的基础上，通过细分材料、精研技术、强化管理，可实现高强高性能混凝土的专门化生产，并注意做好与预制混凝土装配整体式结构工艺进行共生，将是搅拌站在与时俱进中可持续发展的一条自新自强之路。 [作者简介] 张春进（1968-），江苏福世特混凝土有限责任公司技术负责人。 |
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