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當(dāng)今混凝土領(lǐng)域中的技術(shù)創(chuàng)新
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前言 很難想象在混凝土領(lǐng)域中有真正的技術(shù)創(chuàng)新,它是一種大約從羅馬時(shí)代就開始使用的材料,是一種需通過(guò)一系列的工程應(yīng)用,而非以其材料本身的基本性能來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能的?;炷恋幕窘M分材料經(jīng)歷了一系列的技術(shù)進(jìn)步,其中主要是生產(chǎn)工藝,但是,這些生產(chǎn)工藝的技術(shù)進(jìn)步,還算不上真正的“創(chuàng)新”。 “創(chuàng)新”的定義應(yīng)是:創(chuàng)造出一種具有可重復(fù)性生產(chǎn)的產(chǎn)品,而且,其性能是過(guò)去從沒(méi)獲得過(guò)的,且發(fā)生了重大飛躍。當(dāng)今,在混凝土領(lǐng)域中,還有許多這樣的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。巴斯夫建筑化學(xué)公司正進(jìn)行著我們這里所討論的創(chuàng)新,為提高混凝土這種早已具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的建筑材料的性能,技術(shù)創(chuàng)新已成為該公司制定長(zhǎng)期科研規(guī)劃的一個(gè)組成部分。 水灰比和密實(shí)度 混凝土技術(shù)的發(fā)展使我們懂得,一種混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與兩個(gè)主要因素有關(guān):一是水灰比,二是密實(shí)度。而這兩個(gè)主要參數(shù),可用混凝土中的用水量來(lái)控制,因?yàn)橛盟坎坏芸刂苹炷涟韬衔锏某矶?,而且還能使其很方便地完全密實(shí)。與二、三十年前相比,當(dāng)今水泥品種的效率有了很大的提高。當(dāng)時(shí),混凝土強(qiáng)度與水泥用量是相對(duì)應(yīng)的,對(duì)于一定稠度的混凝土而言,其用水量的變化是不大的。自上世紀(jì)三十年代中期以來(lái),就開始使用各種減水劑,混凝土拌合物所用的大多數(shù)原材料也延用至今,這些減水劑在沒(méi)有產(chǎn)生不良的副作用前—諸如緩凝,對(duì)混凝土性能的影響是有限的。 為了使一種混凝土拌合物的用水量產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)的飛躍,混凝土配合比設(shè)計(jì)工程師應(yīng)使用水量進(jìn)一步降低,同時(shí),對(duì)稠度又不產(chǎn)生任何副作用。采用密胺系和萘系超塑化劑的混凝土是一個(gè)巨大的技術(shù)進(jìn)步,但是,還不能算一種真正的創(chuàng)新。因?yàn)椋褂眠@些超塑化劑,并不能給用戶提供原來(lái)那些摻或不摻減水劑的普通混凝土所具有的穩(wěn)定性能。 聚羧酸基減水劑 上世紀(jì)八十年代早期,誕生了新一代的聚羧酸基系外加劑。這類外加劑可稱得上是創(chuàng)新型的產(chǎn)品,它們所配制出的混凝土拌合物,其減水率兩倍于木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑。此外,選用聚合物混合,可使混凝土的性能穩(wěn)定,適用于各種應(yīng)用場(chǎng)合,無(wú)論是用于預(yù)制混凝土,還是用于預(yù)拌混凝土。 對(duì)于某些水泥化學(xué)而言,材料硬殼層表面細(xì)微裂縫的大小決定了其化學(xué)反應(yīng)的靈敏性,在全球的混凝土行業(yè)中,材料的穩(wěn)定性等級(jí),存在巨大的差異,因此,混凝土行業(yè)的開發(fā)研究工作,也一直沒(méi)有停止過(guò)。當(dāng)前先進(jìn)的外加劑已能配制出具有真正創(chuàng)新的混凝土,即能克服上述的固有靈敏性。 在歐洲,已制定出EN206-1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,規(guī)定了實(shí)際應(yīng)用中,能確保具有最高耐久性混凝土所需的參數(shù)?;炷恋某矶鹊燃?jí)已包含在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中,以協(xié)助承包商生產(chǎn)出便于完全密實(shí)的混凝土。目前,歐洲用于大多數(shù)重要結(jié)構(gòu)的混凝土最低稠度等級(jí)是S3 在英國(guó),傳統(tǒng)混凝土訂購(gòu)的要求是稠度等級(jí)—S2。原因是S 2等級(jí)的混凝土價(jià)格比S3的低。但是,當(dāng)前常規(guī)的混凝土稠度等級(jí)都是S3和S4。 這類混凝土從生產(chǎn)、運(yùn)輸、到澆筑作業(yè),都能最有效地使用能源,即能較快速和方便地?cái)嚢杌炷粒^快速和方便地卸料、攤鋪和搗實(shí)混凝土,從而使混凝土較少出現(xiàn)蜂窩和麻面。數(shù)年來(lái),幾乎所有歐洲國(guó)家都采用這種創(chuàng)新技術(shù)來(lái)提高和改善混凝土的性能。通常供應(yīng)的預(yù)拌混凝土,其稠度等級(jí)是S 2。如果要求供應(yīng)稠度等級(jí)為S3和S4的混凝土,則需另外加價(jià)。 材料優(yōu)選 多年來(lái),有許多政府籌資的研究項(xiàng)目,均由最有經(jīng)驗(yàn)的大學(xué)來(lái)管理,他們一致認(rèn)為, 在常用混凝土領(lǐng)域內(nèi), 缺乏對(duì)材料進(jìn)行優(yōu)選。當(dāng)今,在混凝土材料的選擇中,對(duì)可持續(xù)性的考慮已變得至關(guān)重要, 而且已取得了顯著的成效。大多數(shù)混凝土行業(yè)中獲獎(jiǎng)的結(jié)構(gòu)都具備了可持續(xù)性發(fā)展的特色,無(wú)論是設(shè)計(jì)師、承包商,還是材料供應(yīng)商都可以獲獎(jiǎng)。這些承包合同,都無(wú)一例外使用了稠度等級(jí)較高的混凝土拌合物,在進(jìn)行可行性研究分析時(shí),參與各方都會(huì)把滿足審美和經(jīng)濟(jì)方面的最優(yōu)化因素考慮進(jìn)去。 目前,已對(duì)用于水泥和骨料生產(chǎn)的礦物資源的快速消耗,發(fā)出了嚴(yán)重警告。若要進(jìn)一步加工處理,諸如沖洗,還會(huì)增加某些最終材料的生產(chǎn)成本和碳元素形象。然而,還有創(chuàng)新技術(shù),可使英國(guó)的混凝土,具有更清潔的碳元素形象。通常,使用更綠色的水泥和骨料,意味著性能下降,但是,該性能下降,可通過(guò)準(zhǔn)確的配合比優(yōu)化和使用更有效的外加劑,得以彌補(bǔ)。這在較為專業(yè)化的混凝土應(yīng)用中,已是一種司空見慣的工作,但是,對(duì)于常規(guī)混凝土而言,可能會(huì)由于其成本問(wèn)題而無(wú)人問(wèn)津。然而,實(shí)際情況并非如此。 新開工的建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)擴(kuò)大使用可再生的混凝土材料,我們應(yīng)把同樣的熱忱,用在其他主要的組分材料上。 結(jié)語(yǔ) 化學(xué)工業(yè)是提高大多數(shù)生產(chǎn)工藝和成品性能的能耗有效使用的主要技術(shù)源頭。它在提高保溫性能,提供結(jié)構(gòu)保護(hù)性涂料方面,起到了理所當(dāng)然的作用。因此,它也能為英國(guó)的混凝土工業(yè),提供同樣的技術(shù)創(chuàng)新。 |
原作者: 顧耀臣 |
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