現(xiàn)代混凝土是以高流動(dòng)性,、低水膠比、摻加外加劑和大量礦物摻合料為主要特征,，以高性能為代表的混凝土,。

自上世紀(jì)九十年應(yīng)用以來，由于其大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度,，加快施工進(jìn)度,，且節(jié)能環(huán)保，加之其具有“高性能”的華麗外衣而深受建設(shè)者的喜愛,，為此,，人們對(duì)其傾注了極大的工作熱情并寄予厚望,。

可是，當(dāng)殘酷的質(zhì)量現(xiàn)狀特別是質(zhì)量事故擺在人們眼前的時(shí)候,，人們往往唯恐躲之不及,，但又欲罷不能而從蹈覆轍，這不得不讓人重新思考現(xiàn)代混凝土質(zhì)量問題的癥結(jié)到底在哪,、方向何在,。

經(jīng)過多年的工程實(shí)踐和對(duì)比分析，筆者認(rèn)為,，導(dǎo)致現(xiàn)代混凝土質(zhì)量問題突顯的內(nèi)在根源在于瘦身水泥,，而瘦身水泥又恰恰是各方人員都不愿意接受的殘酷的現(xiàn)實(shí)，因?yàn)樗鼊?dòng)搖了人們長久以來引以為豪的現(xiàn)代混凝土應(yīng)用的政策根基和企業(yè)利益,，也就是法規(guī)權(quán)威,、節(jié)能環(huán)保、加快進(jìn)度和降低成本,。

瘦身水泥的具體特征可以從以下兩個(gè)方面來表述,，

一是隨著水泥生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水泥礦物的平均顆粒粒徑越來越小,，即水泥的比表面積越來越大,。

二是用礦物摻合料替代部分水泥以后，每立方米混凝土中的水泥用量越來越少,，而礦物摻合料用量越來越多,。

以上水泥粒徑小用量少的特征，都是由最初有益的量變,，逐漸演化為今天有害的質(zhì)變,，其實(shí)質(zhì)就是混凝土28天以后的強(qiáng)度幾乎不增長，密實(shí)性不提高,，自愈能力削弱,，裂縫不斷增加，耐久性越來越差,，而最終結(jié)果是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題和質(zhì)量事故不斷發(fā)生,。

下面，筆者通過旁征側(cè)引和對(duì)比分析,，進(jìn)一步闡述瘦身水泥在工程中的具體危害,，不妥之處，懇請(qǐng)指正,。

01

水泥顆粒粒徑越來越小的危害

眾所周知,，近200年來水泥的發(fā)展歷史，可以說就是一部如何將水泥磨得更細(xì)的歷史,。水泥生產(chǎn)企業(yè)要想使其產(chǎn)品的綜合效益達(dá)到最大化,，就是要想辦法讓水泥礦物所積蓄的能量在28天內(nèi)全部釋放出來,。

最直接最有效的辦法就是將水泥礦物磨得更細(xì)，而國家標(biāo)準(zhǔn)不設(shè)細(xì)度上限又為水泥生產(chǎn)企業(yè)提供了一個(gè)磨細(xì)的平臺(tái),，所以,，磨細(xì)也就成了必然趨勢(shì)。

當(dāng)前,，水泥標(biāo)準(zhǔn)是以28天強(qiáng)度作為評(píng)定基準(zhǔn)的,，至于28天后強(qiáng)度如何發(fā)展,，水泥標(biāo)準(zhǔn)并沒有給出明確的規(guī)定和要求,，以至于水泥生產(chǎn)企業(yè)只要按保證28天強(qiáng)度進(jìn)行水泥生產(chǎn)就可以了。

其實(shí),，混凝土28天以后的強(qiáng)度發(fā)展除了與水泥中的礦物成分比例及后續(xù)的養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)外,，還與水泥礦物顆粒粒徑的大小有直接的聯(lián)系。

以硅酸鹽水泥中最大含量的硅酸三鈣礦物為例,，28天的水化深度大約是10um,，相對(duì)于顆粒粒徑絕大多數(shù)在30um以下的水泥而言，28天水化已完成90%以上,，也就是說,，28天后即使養(yǎng)護(hù)條件再好，混凝土強(qiáng)度已經(jīng)沒有多少增長的余地,。

到目前為止,，對(duì)混凝土強(qiáng)度長期發(fā)展最有說服力的應(yīng)是日本小樽港持續(xù)長達(dá)百年的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)資料介紹,，始建于1897年的小樽港,，在建設(shè)初期制作了6萬多個(gè)試件，放在海水中,、大氣中,、淡水中分別進(jìn)行長期耐久性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明,，三者的長期強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)是基本一致的,。

其中，試件在自然的大氣環(huán)境中存放30～40年強(qiáng)度達(dá)到最高,，大約提高100%,，然后逐年下降，存放95年,，強(qiáng)度從最高點(diǎn)下降約40%,，但仍高于28天強(qiáng)度20%，也就是說,，早期的混凝土壽命在百年以上,，而當(dāng)年所用水泥的顆粒粒徑是200um方孔篩篩余量小于10%,，其平均粒徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)使用的80um方孔篩篩余量小于10%的水泥平均粒徑。

為了與小樽港數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,，日本海洋工程研究所也進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn),。試驗(yàn)結(jié)果表明，在海洋氣候環(huán)境條件下,，對(duì)于比表面積下限在250㎡/kg的水泥,，混凝土自然存放5年抗壓強(qiáng)度達(dá)到最高，增長約40%,，然后逐年下降,，至10年甚至低于原來的28天強(qiáng)度。

從以上數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知,，水泥顆粒粒徑的大小對(duì)混凝土強(qiáng)度的長期發(fā)展起著決定性的作用,，當(dāng)水泥顆粒粒徑大于30um時(shí)，粒徑越大,，混凝土28天后強(qiáng)度增長的幅度也越大,，持續(xù)增長的時(shí)間也越長，

而目前的國家標(biāo)準(zhǔn),，將水泥比表面積下限定在相對(duì)較高的300㎡/kg,，可實(shí)際生產(chǎn)的水泥比表面積多在360～400㎡/kg之間，相應(yīng)的水泥顆粒粒徑絕大多數(shù)都在30um以下,，雖然有利于提高混凝土的早期強(qiáng)度,，

但是，對(duì)于混凝土強(qiáng)度的長期發(fā)展卻是極為不利的,，加之有的水泥生產(chǎn)企業(yè)為了追求利潤的最大化,，會(huì)將水泥磨得越來越細(xì)，早強(qiáng)特征越來越明顯,，在此前提下,，期盼通過后期強(qiáng)度的大幅增長來保證混凝土的耐久性幾乎是不可能。

而恰恰相反的是,，混凝土強(qiáng)度的長期發(fā)展將會(huì)由短期的上升很快轉(zhuǎn)為逐年下降,，國內(nèi)多起鋼筋混凝土橋梁、高架橋質(zhì)量事故大都發(fā)生在使用期滿十年這一關(guān)鍵的時(shí)間節(jié)點(diǎn)之后也就不足為奇,，

因?yàn)橐援?dāng)年的水泥比表面積標(biāo)準(zhǔn)與資料日本海洋工程研究所的水泥比表面積進(jìn)行對(duì)比可以推斷,，如果在配合比設(shè)計(jì)時(shí)施工企業(yè)沒有大幅提高混凝土配制強(qiáng)度，實(shí)際結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度已自然下降至設(shè)計(jì)值以下,，發(fā)生質(zhì)量事故也就在所難免,。

由此可見，現(xiàn)有水泥與過去傳統(tǒng)水泥的最大差異就是在滿足28天強(qiáng)度要求的前提下，將原有傳統(tǒng)水泥所隱含的巨大的強(qiáng)度安全儲(chǔ)備提前予以透支,，而這部分被提前透支的強(qiáng)度儲(chǔ)備,，正是為了抵御各種有害介質(zhì)長期侵蝕導(dǎo)致強(qiáng)度不斷降低提供保障的，一旦缺失,，對(duì)部分結(jié)構(gòu)的長期耐久性來說后果不堪設(shè)想,。

上述結(jié)論，也正好回答了過去人們常提起的一個(gè)問題,，那就是在水泥生產(chǎn)工藝和技術(shù)不斷進(jìn)步的今天,，為什么會(huì)出現(xiàn)過去的水泥比現(xiàn)在的水泥好、國外的水泥比國產(chǎn)的水泥好的根源所在,。

另外,，強(qiáng)度儲(chǔ)備被提前透支對(duì)結(jié)構(gòu)所造成的不良后果具有極強(qiáng)的隱蔽性，更有人們難以辯駁的法理支撐,，因?yàn)樗喈吘故沁^程產(chǎn)品,，而非實(shí)體結(jié)構(gòu),，在這一點(diǎn)上,，作為建設(shè)者我們必須保持清醒的認(rèn)識(shí)。

鑒于目前國內(nèi)混凝土強(qiáng)度在自然環(huán)境中長期發(fā)展的相關(guān)數(shù)據(jù)鮮有見之,，更多的是引用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)養(yǎng)試件數(shù)據(jù)而缺乏說服力,；

另外，對(duì)于我們每個(gè)人身邊住用的建筑工程來說,，由于混凝土表面都進(jìn)行了裝飾裝修,，使混凝土與外界環(huán)境隔絕而對(duì)其起到了很好的保護(hù)作用，混凝土強(qiáng)度也就不會(huì)因有害介質(zhì)的侵入而大幅降低并發(fā)生質(zhì)量事故,，從而也就自覺或不自覺地影響了人們對(duì)混凝土強(qiáng)度長期發(fā)展的高度重視和研究,，故這一直是被我們所忽視的問題而鮮見提及。

02

水泥用量越來越少的危害

楊文科先生在《現(xiàn)代混凝土科學(xué)的問題與研究》一書中談到,，水泥是混凝土之母,，是混凝土的核心原材料，但是,，在商品混凝土快速發(fā)展的今天,，礦物摻合料的大量使用越來越受到熱捧，其地位已經(jīng)到了與水泥不相上下的地步,，是現(xiàn)代混凝土不可或缺的組分之一,。

固然礦物摻合料的使用有其科學(xué)合理的一面，但也必須清醒地看到,，如使用不當(dāng)還會(huì)帶來負(fù)面影響,，甚至?xí)o工程帶來災(zāi)難性的后果，這一點(diǎn)，必須引起我們的高度重視,。

眾所周知,，火山灰質(zhì)礦物摻合料本身并無膠凝性能，只有與水泥水化后生成的氫氧化鈣進(jìn)行二次反應(yīng),，才能生成難溶的水化硅酸鈣凝膠,，從而提高混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)性。如果混凝土中沒有足夠多的水泥來提供氫氧化鈣反應(yīng)物,，部分礦物摻合料的二次水化也就成為不可能,，問題在于水泥水化能生成多少氫氧化鈣，而各種礦物摻合料的火山灰質(zhì)反應(yīng)又需要多少氫氧化鈣,。

對(duì)于這一問題,，理論上并沒有得到很好解決，更沒有法規(guī)依據(jù)可循,，從而導(dǎo)致大摻量礦物摻合料的使用問題存在諸多的不確定性,，對(duì)混凝土質(zhì)量帶來不利影響也就不可避免，

比如說,，在施工現(xiàn)場我們常?？吹降拇竺娣e網(wǎng)狀裂縫及樓屋面板常常發(fā)生的大面積滲漏現(xiàn)象，這些都與礦物摻合料的二次反應(yīng)沒有達(dá)到預(yù)期的凝結(jié)效果而使其轉(zhuǎn)化為細(xì)砂組分有直接的聯(lián)系,，這是其一,。

其二，商品混凝土絕大多數(shù)都是用普通硅酸鹽水泥進(jìn)行混凝土配置,，依據(jù)國家水泥標(biāo)準(zhǔn),，普通硅酸鹽水泥中的混合材參量必須控制在20%以內(nèi)，可據(jù)國家建材部門前期的調(diào)查資料介紹,，除部分水泥大型企業(yè)外,，大多數(shù)水泥中小企業(yè)混合材參量均超標(biāo)，最高參量甚至高達(dá)47%,，

而當(dāng)前的施工驗(yàn)收規(guī)范對(duì)此又沒有提出強(qiáng)制性檢測(cè)要求,，甚至連部分地方政府的檢測(cè)機(jī)構(gòu)都不開展此項(xiàng)業(yè)務(wù)，導(dǎo)致施工企業(yè)束手無策,，這無形之中,，也就為不法企業(yè)大開方便之門，這是當(dāng)前瘦身水泥最隱蔽最核心的癥結(jié)之一,，

而更為嚴(yán)重的是,，由此導(dǎo)致對(duì)部分混凝土質(zhì)量問題和質(zhì)量事故的責(zé)任認(rèn)定，都將可能會(huì)帶來顛覆性的結(jié)果,，教訓(xùn)的吸取也就成為空談,。

其三,，水泥必須進(jìn)行安定性檢測(cè)是國家水泥標(biāo)準(zhǔn)的明確要求，但是,，當(dāng)采用膠凝材料替代水泥以后,，膠凝材料的安定性問題已經(jīng)超出了水泥標(biāo)準(zhǔn)的管轄范疇，而相應(yīng)的其它規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)又不涉及安定性檢測(cè)的內(nèi)容,，導(dǎo)致混凝土體積穩(wěn)定性問題經(jīng)常發(fā)生也就不足為奇,，

特別是隨著混凝土中摻合料品種和用量的不斷增加，水泥用量越來越少,，對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性取決定性作用的已不是水泥,，而是膠凝材料組合。由此可見,，現(xiàn)有的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)僅對(duì)水泥進(jìn)行檢測(cè)是不夠的,，必須增加膠凝材料組合的安定性檢測(cè)，只有這樣,，才能最終確?；炷辆哂辛己玫捏w積穩(wěn)定性，這是當(dāng)前規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)間的盲區(qū),。

其四,，混凝土路面必須具有良好的耐磨性這是不言而喻的，但設(shè)計(jì)規(guī)范,、施工驗(yàn)收規(guī)范對(duì)混凝土耐磨性的要求卻沒有明確的量化控制指標(biāo),，雖然道路水泥標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥的耐磨性有相關(guān)的要求,，

但是,，在礦物摻合料用量越來越多而水泥用量越來越少的今天，原有基準(zhǔn)水泥的耐磨性已被弱化,，由此導(dǎo)致路面起灰起砂的問題經(jīng)常發(fā)生也就成為必然,，即使對(duì)簿公堂，法官也難以依法判定,，因?yàn)槟湍バ砸笫请[含的,，并非規(guī)范或圖紙明確的，相關(guān)的案例也并不少見,，這同樣是規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)間的盲區(qū),。

其五，當(dāng)前礦物摻合料中使用量最大的是礦渣和粉煤灰,，眾所周知,，礦渣和粉煤灰的密度均小于水泥的密度，特別是粉煤灰差距更大,，這一差距給施工帶來了巨大的困難,，

因?yàn)樵诨炷翝仓驼駬v過程中，密度大的水泥會(huì)往下沉，而密度小的礦物摻合料會(huì)往上浮,，呈現(xiàn)微觀上的分層離析,，從而使構(gòu)件頂部和表面摻合料含量過大而水泥含量過小，底部則反之,。

由此造成的不良后果除構(gòu)件強(qiáng)度上下不均外,，梁頂、柱頂,、板頂經(jīng)常開裂已經(jīng)成為不爭的事實(shí),，特別是柱頂，開裂現(xiàn)象相當(dāng)普遍,，且水泥用量越少,，摻和料用量越多，開裂問題愈加突出,，至今難以解決,。

03

解決瘦身水泥的相應(yīng)對(duì)策

作為當(dāng)前的建設(shè)者，雖然我們無法改變規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀,，但我們完全可以想方設(shè)法規(guī)避其可能帶來的風(fēng)險(xiǎn),，并確保混凝土結(jié)構(gòu)在其使用年限內(nèi)安全可靠的工作,。

一是將水泥比表面積控制在300～350㎡/kg之間,，最大限度的保證混凝土28天后強(qiáng)度仍有較大幅度的增長，同時(shí),，適當(dāng)提高混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)的配制強(qiáng)度,，增強(qiáng)混凝土抵御各種有害介質(zhì)長期侵蝕的能力，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的長期耐久性,。

二是在進(jìn)行混凝土施工配合比設(shè)計(jì)之前，必須對(duì)水泥中的混合材含量進(jìn)行檢測(cè),，確保最終混合材和摻合料總量控制的真實(shí)性和有效性,，同時(shí)，在混凝土施工配合比設(shè)計(jì)完成后,，應(yīng)對(duì)所選用的膠凝材料組合進(jìn)行安定性檢測(cè),，以最終確保膠凝材料組合具有良好的體積穩(wěn)定性。

三是對(duì)于混凝土表面有耐磨性要求的路面,、碼頭面層,、機(jī)場道面等，除按第一點(diǎn)控制比表面積外,，應(yīng)優(yōu)先選用道路硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥,，不宜使用礦渣水泥,、粉煤灰水泥或復(fù)合水泥，更不宜在混凝土施工配合比設(shè)計(jì)時(shí)摻加礦渣,、粉煤灰等礦物摻合料,，以確保混凝土具有較強(qiáng)的表面耐磨性,。

四是對(duì)于不同環(huán)境,、不同結(jié)構(gòu)、不同保護(hù)層厚度的混凝土,，其礦物摻合料的最大參量應(yīng)嚴(yán)格按《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476-2008）的條款執(zhí)行,。

04

結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)代混凝土的質(zhì)量通病多是因瘦身水泥而引起,，這里,，既有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)間不協(xié)調(diào)的因素，也有我們自身監(jiān)管不到位,，措施不得力的原因,，記得英國標(biāo)準(zhǔn)界有句名言，大意是“標(biāo)準(zhǔn)的缺陷,，不能完全免除使用者的責(zé)任,。”

也就是說，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)告訴我們的是方法和行為準(zhǔn)則,，至于如何選擇與決策,，主要取決于我們每個(gè)人每個(gè)團(tuán)隊(duì)的責(zé)任與智慧。

客觀的講,，無論是瘦身水泥自身還是礦物摻合料的使用,，都有其積極的一面，比如說,，前者有利于生產(chǎn)高強(qiáng)水泥,、早強(qiáng)水泥，后者可以充分利用工業(yè)廢渣,、減少二氧化碳排放、降低建設(shè)成本等等,，但是,，其負(fù)面影響對(duì)許多結(jié)構(gòu)來說也是絕對(duì)不能接受的，甚至?xí)頌?zāi)難性的后果,，對(duì)于這一點(diǎn),，我們決不能漠視。

所以,，作為建設(shè)者,，我們必須始終堅(jiān)持從混凝土質(zhì)量的系統(tǒng)把握與控制出發(fā),，針對(duì)不同項(xiàng)目、不同結(jié)構(gòu)部位及不同的環(huán)境條件,，分別采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,，既要瞻前，更要顧后,，趨利避害,，這樣，才能確保我們的建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)得起時(shí)間的檢驗(yàn)和歷史的考驗(yàn),，履行好我們建設(shè)者應(yīng)盡的責(zé)任與義務(wù),，促進(jìn)社會(huì)的科學(xué)發(fā)展、和諧發(fā)展,。