5 关于混凝土

混凝土种类很多，说简单很简单，说复杂也很复杂，说简单：确定了配比，按要求下料搅拌、出料，就搞定了！说复杂：各种各样的水泥、各种各样的掺和料、各种各样的外加剂、各种各样的砂石、地材、各种各样的施工工艺、用在不同的结构上有不同的结构上、不同的耐久性要求、不同的季节等等等等，充满变数，也就有了数不清的混凝土。

看大体积混凝土、自密实混凝土、道路混凝土、干硬性混凝土、抗渗混凝土、抗冻混凝土、高性能混凝土、抗腐蚀混凝土等等等等，看的人眼花缭乱！其实，这就有点复杂化了！简单问题复杂化——需要扩大影响时也是必走之路，比如申报课题，总会把一件简单不能再简单的事，忽悠放大成利国利民、前无古人后无来者、空前绝后、填补空白、国内甚至国际首创的事，——其实我也是这样！！！但在解决实际问题，复杂问题一定要简单化。我在招研究生面试环节，总会问一些非常基本的概念，但这却是最体现功力的。

比如砂率，砂率：SP= 砂的用量S/(砂的用量S+石子用量G)×100%，是混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。事实上，这个定义是错的！！！混凝土本身是一个嵌套结构，大料空隙嵌小料，小料空隙嵌砂、砂的空隙嵌粉料，粉料空隙嵌水，这是一个理想化的模型，完全嵌套。从这里可以看出，砂率应该是空间概念，也就是砂的体积占总砂石体积的分量，所以形成了现在这个定义或是大家的理解，前提是常用的砂与石料的密度相差不大，这样体积比与质量比看作一致，计算起来很方便。但如果两者差异比较大，必须要用体积比！！！

另外，关于配比调整，最常见是砂率的调整，因为每批的砂子细度模数、含泥量等都不相同，配比一定要进行微调。我在项目上培训时，问很多实验室主任，如果砂子变粗了，砂率应该怎么调？为什么？能答上来的寥寥无几。很多概念，如果不了解其本质，一旦原材料发生变化就抓耳挠腮，调整配比只得蒙，蒙对了就对了，蒙不对继续蒙！在混凝土中，最重要的性能是工作性，工作性靠什么保障？用于石子能发生流动的砂浆量，这一部分可以近似认为是恒量，另外石子表面还要包裹一层砂浆。这样就不难理解，砂子一旦粗了，表面这一层砂浆会变厚，砂子用量会提高，砂率自然要变大，反之亦然，这是很基本的概念，但作为实验室主任甚至总工，很少有几个人知道！——要想做好混凝土，一定要多深入理解基本概念！！！

然后，再说各种各样的混凝土，个人觉得有很大忽悠成份在里面！作为水泥混凝土，只有两类！一个是砂浆量小于石子的空隙——这就是透水混凝土！而随着砂浆量不断增长，超过了石子空隙，开始从透水变到干硬性混凝土，比如碾压混凝土、道路混凝土，随着砂浆量的继续增大，变为大流动性混凝土！因为不同的性能要求，再辅以各种各样的外加剂，适应不同的结构和施工工艺等，其实没什么太复杂的！

这就又牵出下一个问题，关于石子的压碎值。

如果石子母材可以制成50mm见方的立方体，我们便用压力机检测其强度！但如果不能，比如很多片材，很难制成样块，便用压碎值来衡量其强度。在公路建设中，关于石子压碎值，一直用两套标准。沥青混凝土用石料，用的是公路标准，400kn的压力；水泥混凝土用石采用的是建筑标准，200kn压力，实验方法和数值要求都不一样，然后，在2011年吧，公路规范把这两者都统一采用公路标准了，这也对，一条高速公路，又有桥涵又有道路，都用石子，采用一套标准也省事！但随即问题就出来了，道路没什么，因为以前就这样。但水泥混凝土就出了问题，用这个标准实验，石子大多不合格，以前我们就这个问题在项目论证，应该怎么办。我提出，以前按建筑工程标准合格的石料，按公路标准不合格了，说明什么？规范有了问题，要求的压碎值标准出了问题！为什么呢？因为沥青混凝土，相当于水泥混凝土中的透水混凝土，是嵌挤结构，石子挨石子，沥青分散不了多少应力，石子之间是点接触或面接触，应力集中，自然要求他的抗压强度要高！但水泥混凝土是悬浮结构，石子间的水泥砂浆在受压时可以很好的传递分散压力，几乎不存在石子挨石子的问题，两者受力模式是不一样的，但按一个标准要求就有问题了！后来，这个标准要求的数值也更改了几次。深入理解这些最基本的概念，也能加深对学科的理解和更好适应工程需求！

（待续）