混凝土是有生命的，砂石有吗？

混凝土是有生命的，砂石有吗？

 

混凝土，简称为“砼（tóng）”：是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料；与水（可含外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。

近日，在某省协会关于混凝土的质量控制和病害案例分析的培训会上，专家就怎么认识混凝土的生命与大家做了交流。专家首先从人的生命、人体生长发育的几个年龄阶段与特征方面做了简单讲解。然后从人的生命延伸到混凝土是有生命的，要用对生命的敬畏对待混凝土！

生长发育是有阶段性和有程序的连续过程。在这一过程中有量的变化，也有质的变化，因而形成了不同的发育阶段，各阶段都有其一定的特点。根据这些特点，再加上生活环境的不同，就把人的生长发育过程划分为以下几个阶段。

胚发育并形成胎儿期

从受精卵开始分化，直至大体成形，形成内胚层、外胚层、中胚层三层组织。从妊娠8周至胎儿出生形成，此期以组织及器官的迅速生长和功能渐趋成熟为特点。

新生儿期

从胎儿出生开始至生后28天。全身各系统的功能从不成熟转到初建和巩固是此期特点。

婴儿期

指生后至1周岁，婴儿期的特点是生长特别快。1年内体重是出生时的3倍，身长可达到出生时的2倍。此期必须加强营养要素，才能预防营养不良及消化不良。否则易发生佝偻病等。

幼儿前期

1-3岁，此期体格生长速度比婴儿期渐变缓慢，在断奶后如对营养供应不加重视，往往可引起身高不增或少增。

幼儿期

3-6岁，相当于目前"幼儿园"阶段。此期的特点是生长发育变慢。

童年期

6-10岁，此期特点是脑的形态结构基本完成，智能发育进展较快，能较好地综合分析、认识自己。此期要保证足够的营养，加强体育锻炼。

青春发育期

约10-18岁，这是童年过渡到成年的发育阶段。

相对应着，混凝土的生产与服役过程可以归纳为：

混凝土生产

按规定的下料顺序和时间间隔下料后，按照搅拌工艺要求在搅拌机里进行搅拌，将各种材料拌合分散开，这个过程形成相对均匀的分散体系。

出料、入模

出机运送到现场，结合工程特点采用相应的浇筑方式并进行振捣、复振、表面抹压后，经历初凝、终凝，这时混凝土还要经历混凝土内部沉实、泌水、逐渐形成强度过程。

混凝土浇筑养生7d

这时候相对28d强度，7d可以达到80-90%以上强度值，很多工程由于进度的要求，往往也根据7d强度的大小决定是否进行下一道工序，比如箱梁或T梁的张拉。而这一周内的养护状况，对混凝土整个生命历程中强度的发展至关重要！养护不到位后期强度大幅度损失！

混凝土浇筑7d-28d

这个阶段混凝土强度的发展大概在10-20%左右，强度发展开始变慢，但这个阶段如果不重视养生，强度可能不增长或增长缓慢！

浇筑28d-56d

这个时期强度发展明显变缓，但仍在增长，对于大体积混凝土或大掺量矿物掺合料混凝土，往往以56d强度作为依据。

混凝土工程验收

这一般在1年后进行，这个阶段混凝土的强度、性能、表观质量等基本都已稳定，满足了工程整体或分部验收要求。

竣工验收以后

混凝土工程正式进入运营阶段，这个时期的重点是养管维护，使之长期稳定发挥作用。

▲ 图1 不同养护方式对混凝土强度的影响
 

我们人为把混凝土的生命历程与人体进行对应，找到其共同点！对人体而言，婴幼儿时期的营养和环境至关重要，影响整个人生。特别是早期营养，婴幼儿时期正是长身体的时期，充足合理的饮食是儿童成长的基础，如果早期不注意，到了30岁以后再怎么补，也只能长胖而不会长身高！

人在环境温度为20℃左右时最舒服，因为在这个环境温度中，机体的新陈代谢、生理节奏和生理机能，均处于最佳状态。广西巴马是著名的长寿之乡，年平均气温正为20℃左右。因此科学家说，巴马寿星之所以多，得益于最佳环境温度，得益于人和自然的和谐相依。

我们再看看混凝土对于温度的敏感性（图2），图2时不同养护温度下对混凝土28d强度的影响。不难看出，混凝土最适宜的温度也是20度，与人体恰好一致！

▲ 图2 养护温度对混凝土强度的影响
 

对于人均寿命，看一看营养与人均寿命的关系。从图3可以看到，随着我国经济实力的不断发展，人民生活水平不断在提高，我国的人均寿命也不断在增长！

▲ 图3 我国平均寿命变迁
 

对混凝土而言，它的营养就是水分和温度！混凝土的强度主要源自水泥的水化反应，这个反应要在一定的温度和湿度保障下才能发生！

在混凝土加水拌合后，进入初始反应期，由于水化物尚不多，包有水化物膜层的水泥颗粒之间是分离着的，相互间引力较小。随着进入潜伏期，凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长，相互间形成点接触，构成疏松网状结构，使水泥浆体开始失去流动性和部分可塑性，这时为初凝。之后进入凝结期，凝胶体膜层破裂，水分渗入膜层内部的速度大于水化物通过膜层向外扩散的速度而产生的渗透压，水泥颗粒进一步水化，而使反应速度加快，直至新的凝胶体重新修补好破裂的膜层为止。最终进入硬化期，形成的凝胶体进一步填充颗粒之间空隙，毛细孔越来越少，使结构更加紧密，水泥浆体逐渐产生强度而进入硬化阶段。

前段在某省处理早期混凝土回弹强度偏低问题，业主和监理单位总提出要更换水泥，调整配比。在水泥检测报告中，原材料检测报告和配比，指出没有更换的必要，没有任何意义！回弹强度不高的主要原因并非材料和配比原因，关键在于养护！最关键的是早期养护！

现场一大批构件都回弹不合格，质检站要求报废，建设方焦头烂额！这将面临重大损失！我与他们讲，赶紧搭棚并且喷湿，保温保湿养护，越早养越好，就像给小孩子加营养期望长高，晚了就没用了！混凝土构件放时间太长了再养也无济于事了，建设方按建议养生，一周后全部合格！

延伸阅读：

制备混凝土时，首先应根据工程对和易性、强度、耐久性等的要求，合理地选择原材料并确定其配合比例，以达到经济适用的目的。混凝土配合比的设计通常按水灰比法则的要求进行。材料用量的计算主要用假定容重法或绝对体积法。

高强度混凝土原材料选择及配合比设计

1．水灰比的确定

高强混凝土水灰比的计算不能采用普通混凝土的强度的公式，应根据试验资料进行统计，提出混凝土强度和水灰比的关系式，然后用作图法或计算法求出与混凝土配制强度（fcu.0）相对应的水灰比。当采用多个不同的配合比进行混凝土强度试验时，其中一个应为基准配合比，其他配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少0.02～0.03。

2．集料用量

（1）每立方碎石用量G0 高强混凝土每立方的碎石用量VS 为0.9～0.95m³，则每立方中碎石质量为：G0=VS×碎石松散容重

（2）每立方砂用量S0S0=[G0/(1-QS)]QSQS－砂率，应经试验确定，一般控制在28～36%范围内。

3．用水量

计算高强混凝土配合比时，其用水量可用普通混凝土用水量的基础上用减水率法加以修正。在不掺外加剂的混凝土用水量中扣除按外加剂减水率计算得出的减水量即为掺减水剂时混凝土的用水量。此时注意一定要通过试验确定外加剂的减水率。

4．水泥用量

生产高强混凝土时，水泥的用量是至关重要的，它直接影响到水泥胶砂与骨料的粘结力。为了增加砂浆中胶质结料的比例，水泥含量要比较高，但要注意的是，水泥用量又不宜过高，否则会引起水化期间放热速度过快或收缩量过大等问题。高强混凝土水泥用量一般不宜超过550kg/m³。

5．试拌调整

对计算所得的配合比结果要通过试配、试拌来验证。拌制高强混凝土必须使用强制式搅拌机，振捣时要高频加压振捣，保证拌和物的密实。要注意试拌量应不小于拌和机额定量的1/4，混凝土的搅拌方式及外加剂的掺法，宜与实际生产时使用的方法一致。

6．配合比的确定

当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2%时，可不调整。大于2%时按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2000 规定进行相应的调整。混凝土配合比确定后，应对配合比进行不少于6次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值，确保其稳定性。