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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

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关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学、河北工大、北京交大硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员、混凝土耐久性专业委员会委员,全国混凝土标准化技术委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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关于混凝土-我的几点感悟(六)  

2017-08-08 07:19:46|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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10 由鸡与蛋说起

有个很古老的话题,世界上先有鸡还是先有蛋,这个有点无从下口,怎么都无法自圆其说!但如果问先有混凝土还是先有混凝土理论,这个问题就简单了,先有混凝土是肯定的,然后才有了混凝土相关理论!

混凝土是客观存在的,我们所做的理论研究和工程应用工作就是在不断逼近其内在实质!简单问题复杂化,为了便于我们探求其内涵和外延,不断展开并产生很多分支;复杂问题简单化,摈除纷杂的干扰项,便于我们直奔核心。

简单来讲,混凝土可以看成两类材料的组合:砂浆+(粗)骨料。想象一下,两个桶,一个桶里盛着砂浆,另一个桶里放着骨料。我们把砂浆往骨料桶里一边倒一边搅拌,随着砂浆量的比例变大,最初的混凝土由于砂浆少,便是透水混凝土;然后逐渐成了干硬性混凝土,又演化成大流动性混凝土,其实就是这么简单的模型!从这点意义上,所谓透水混凝土权威、大流动性混凝土研究先驱者之类似乎就没那么高大上了!

 

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然后呢,砂浆再分解成水泥浆+砂;进一步分解,水泥浆分解成水和粉料,粉料进一步分解成水泥和掺和料......,在这个过程中,水泥与掺合料品种、品质,水胶比,浆骨比,掺和料替代量、内掺外掺等自然逐项解决,外加剂选用,逐渐细化,逐层展开,混凝土系统化逐步形成!

 

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在这个解剖,麻雀的过程中,我们的认识在不断深化,理解也更加透彻,这个过程也就是对最基本概念不断加深认识与理解的过程!我的导师刘广均院士总与我们强调对最基本概念的理解,开始觉得不以为然,现在越发觉得这才是根本,不理解这些根本,就如无本之木,空中楼阁!

比如,我们多骨料的理解,最初就是一个填充作用,随着研究与应用,发现了级配的重要性、粒型的重要性,然后发现骨料不仅是支撑的骨架,还有限制混凝土收缩的作用,然后进一步又发现有的骨料还有活性!认识在不断递进加深,我们的思维也不断被启发,换句话讲,混凝土研究中不要被条条框框束缚,因为这些框框本来就没有!有也是人为设定的!

我前年去浙江某个工地去处理质量缺陷,考察后发现主要问题时当地砂子含泥量太高,必须水洗,但洗完后泥土和细砂都洗走了,砂子细度模数超过3.1,泌水,质量很不稳定,再加上施工工艺不对,问题频发。同一线路上,有的标段挖掘隧道,自己制骨料和机制砂,石粉又太多,也很挠头。我便与他们讲,河砂里面掺一定比例的石粉,既消纳了石粉,又解决河砂太粗的问题,辅以合理的工艺可以消除大部分缺陷,结果两家皆大欢喜,混凝土状态非常好,缺陷基本不再发生!一个项目总工与我讲:机制砂的石粉还能用到河砂里呀?你不说我们都不敢想!我开玩笑讲:宪法里规定河砂里不能掺石粉了吗?不要自己给自己设定局限。

上个月,我去一家搅拌站,给房地产开发公司供料,楼板裂得很厉害,几栋楼都是,总工一筹莫展,虽然主要是施工方责任,但作为弱势群体也不可能不担负一部分损失,后来达成妥协:搅拌站负责裂缝治理,并扣除20万货款!但几栋楼的楼板裂缝找堵漏公司一报价,就26万,凭空四五十万就没了,觉得心里很冤。我与他们讲,找什么堵漏公司呀,我给你出个方子,保证你几千块钱全搞定,后来他们自己核算一下,料钱2800块,连同工钱不到两万全搞定了,闭水试验,一点渗漏的痕迹都没了,总工很高兴,问我:闻博士,你是不是以前搞过堵漏?我说没有,搞材料的这点基本知识应该要有,希望达到什么效果,选用哪几种材料,至少面上没什么太难的,当然要搞精深了还要做很多细致研究!

山西一朋友去年给我电话:闻老师,啥时候过来转转,请你喝酒!我说咋的了?发财了?他说不是,自己单干了:按你培训时提的方子,我现在干起了堵漏公司,我也又优化了下,现在还不错!其实这没啥玄妙的,只是基本概念的简单应用而已!考虑社会分工不同,还好多人在吃堵漏这碗饭,不好细说,只是一带而过!搞材料的人自己都能参悟!

做混凝土,我们一直强调匀质性,匀质性有多重要,我想可能并不是每个人都能意识到!我举个小例子,大家可以感悟下。

首先回顾下科学史上有名的伽利略实验:在比萨斜塔同时扔下两个铁球,一大一小,结果同时落地,这个实验对物理学的发展起了非常关键的作用!

但又历史学家考证说伽利略根本没做这个实验,是一个设想的虚拟实验:按传统观念,分量重的物体落地速度要快!那么,两个球同时抛下,应当该大球先落地;但要把两个球焊接在一起,再抛下,因为重量大了,速度应该更快;可是,从另一个角度,大球快,小球慢,小球在拖后腿,这样两个球加到去一起又慢了,自相矛盾,那么唯一的解释就是大小球落地速度一样,这样结论出来了!

 

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借鉴一下虚拟实验方法,我们看下匀质性不好对混凝土强度的影响。

想象下:有个标准尺寸的试块,这个试块很有意思,一半是C30的,一半是C50的,别管是怎么做的,反正就做出来了!我们想象一下,这个试块的强度应该是多少?一般人都会认为,怎么也要介于C30-C50之间吧。

 

 

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我们开设设想,承压板施加压力,C30与C50混凝土两者强度不同,弹性模量也不同,C30弹模小——抗变形能力大;C50的弹模大——抗变形能力小。那么承压的时候,C50混凝土先受压变形,虽然C30混凝土也受压,但分担的压力小,这样的话,(分散到整个受压面的压强)可能不到30MPa就把C50混凝土压坏了,紧接着多米诺骨牌一样,C30混凝土马上就压碎,也就是说,两者合在一起的抗压强度可能更低!!!当然,这个假设实验漏洞还很多,禁不起严密的推敲,只是拿这个假想实验说明匀质性的重要性!

 

 

(待续)

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