【市場(chǎng)】淺析未來(lái)混凝土 or 混凝土未來(lái)

淺析未來(lái)混凝土 or 混凝土未來(lái)

在21世紀(jì)中,水泥和混凝土必須按環(huán)境要求,按可持續(xù)發(fā)展的途徑進(jìn)行開(kāi)發(fā)。混凝土既可以是一種商品,也可以是一種用在特種市場(chǎng)上的特種材料。我們可以采用多種途徑來(lái)生產(chǎn)滿足上述要求的混凝土。但是,無(wú)論采用那種途徑,都必須確保從每一顆水泥顆粒中獲得最佳的技術(shù)--社會(huì)--經(jīng)濟(jì)效益,從而使所形成的混凝土結(jié)構(gòu)具有更長(zhǎng)的使用壽命周期。如果我們能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),那么波特蘭水泥和混凝土顯然仍將成為21世紀(jì)的建筑材料。

 

目前,混凝土基本上仍屬一種商品,其基本特性的改善和提高仍相當(dāng)緩慢。但是,已出現(xiàn)了若干種符合特種市場(chǎng)小批量需求的特種混凝土。當(dāng)然,要預(yù)測(cè)這些新型混凝土在市場(chǎng)上的發(fā)展速度和市場(chǎng)份額,還尚有困難。

通常,對(duì)未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè),都存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性,特別又是一個(gè)與人類行為緊密相連的未來(lái)。首先,我們不可能預(yù)測(cè)到未來(lái)的偶然性發(fā)現(xiàn)。其次,由于現(xiàn)代社會(huì)的行為日益復(fù)雜,很難對(duì)最聰慧的人腦和最強(qiáng)大的電腦進(jìn)行分析。因此,要對(duì)現(xiàn)代人類社會(huì)的行為進(jìn)行精確的預(yù)測(cè),是相當(dāng)困難的。

但是,我們可以采用一種謹(jǐn)慎的方法,即通過(guò)對(duì)當(dāng)今混凝土技術(shù)中的最新發(fā)現(xiàn),進(jìn)行一番基本的研究,看一下還有那些潛力尚未被充分利用,就能很自信地對(duì)未來(lái)若干年,混凝土技術(shù)中的幾個(gè)最強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。我們將對(duì)早已開(kāi)發(fā)研究的,或已進(jìn)展到開(kāi)發(fā)研究高級(jí)階段的若干種特種混凝土的成功機(jī)會(huì)進(jìn)行分析研究,進(jìn)行多種選擇,但是,我們的選擇必須建立在對(duì)這些開(kāi)發(fā)研究的結(jié)果有充分了解的基礎(chǔ)上。

1尚待進(jìn)行的選擇

(1)普通商品或高性能產(chǎn)品

長(zhǎng)期以來(lái),混凝土行業(yè)所生產(chǎn)的混凝土,以及設(shè)計(jì)人員根據(jù)規(guī)范所設(shè)計(jì)的混凝土,都是一種能適用于任何場(chǎng)合下的通用型混凝土。其抗壓強(qiáng)度一般在15Mpa-25Mpa。近年來(lái),在有些國(guó)家中,混凝土的抗壓強(qiáng)度可能略有提高。目前,在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中,使用在結(jié)構(gòu)上的混凝土抗壓強(qiáng)度在25-35Mpa之間。 當(dāng)然這并不是說(shuō)20Mpa強(qiáng)度的混凝土已不再使用。仍有許多應(yīng)用場(chǎng)合(基腳,基礎(chǔ)等),設(shè)計(jì)人員不需要采用抗壓強(qiáng)度大于20Mpa的混凝土,但是,越來(lái)越多的結(jié)構(gòu),已采用抗壓強(qiáng)度更高的混凝土。

到上世紀(jì)的七十年代,已開(kāi)始制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范,把強(qiáng)度更高的混凝土(40-50Mpa)用于高層建筑的立柱。隨后,這些最初所謂的高強(qiáng)混凝土,逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝阅芑炷?,其原因是:這些混凝土具有比高強(qiáng)度更多的性能。這些混凝土開(kāi)始被用在室外,而且,面對(duì)更為惡劣的環(huán)境條件,諸如近海平臺(tái)、橋梁、和道路等。這類混凝土的市場(chǎng),已逐漸不僅限于高強(qiáng)混凝土市場(chǎng),而且已更多地用于耐久性混凝土市場(chǎng)。目前,耐久性混凝土市場(chǎng)已占混凝土總市場(chǎng)的三分之一。

最近,在現(xiàn)有的工藝技術(shù)水平下,使用更少的水泥,在某些情況下,只需使用三分之一的集料,就可配置出能承受所需結(jié)構(gòu)荷載的普通強(qiáng)度混凝土,。這是一種比普通混凝土更具生態(tài)友好型的混凝土。此外,高性能混凝土預(yù)計(jì)的使用壽命周期要比普通混凝土長(zhǎng)2-3倍,而且,這種高性能混凝土可以在其結(jié)構(gòu)使用壽命周期結(jié)束時(shí),可再生循環(huán)使用2-3次,最后用作路基混凝土的集料。

簡(jiǎn)單采用低水/灰比的高性能混凝土是一種原始成本很低的經(jīng)濟(jì)型混凝土。其原因是:建造同樣數(shù)量的結(jié)構(gòu),使用的模板較少,澆筑的混凝土較少,使用的鋼筋也較少。加拿大魁北克運(yùn)輸部已算出,采用強(qiáng)度為50-6-Mpa的混凝土橋梁,其最初造價(jià)比采用強(qiáng)度為30Mpa的省8%,其中還沒(méi)有把所增加的橋梁使用壽命考慮進(jìn)去。

接受使用高性能混凝土的過(guò)程很緩慢,但是,進(jìn)展是持續(xù)不斷的。而且,這個(gè)進(jìn)展過(guò)程仍將在21世紀(jì)初持續(xù)下去,因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員和業(yè)主都將意識(shí)到高性能混凝土的價(jià)值及其耐久性能。

當(dāng)然,高性能混凝土并非靈丹妙藥,也不會(huì)限制所有其他種類混凝土的發(fā)展。而且,高性能混凝土也有其自身的局限性。但是,高性能混凝土是一種可以使設(shè)計(jì)人員和建筑師超越現(xiàn)有混凝土局限性的耐久性混凝土

(2)特種混凝土

最近已可以看到,與高性能混凝土開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域并行的,應(yīng)用于某些特種市場(chǎng)中的高技術(shù)或特種混凝土,諸如纖維增強(qiáng)混凝土、自密實(shí)混凝土、滾壓高性能混凝土、以及活性細(xì)粉混凝土。所有這些混凝土都是為用量較小,但贏利能力很強(qiáng)的市場(chǎng)而專門設(shè)計(jì)的。這些市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)性不大,而且,只有那些很嚴(yán)肅認(rèn)真的公司才會(huì)參與這些市場(chǎng)。因?yàn)樗麄兌继幱谶@些技術(shù)的領(lǐng)先地位,有能力提高這些高技術(shù)混凝土的應(yīng)用范圍。當(dāng)然,這些公司也有能力提供大量在進(jìn)行房屋或基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)所必須采用的普通混凝土。這些特種混凝土雖然用量還不大,然而,隨著時(shí)間的推移,一定會(huì)很快出現(xiàn)一系列特種混凝土。因?yàn)椋虺邪烫峁┑男滦突炷练桨?,與強(qiáng)度為20-30Mpa的混凝土方案相比,其性能更優(yōu),耐久性更好,經(jīng)濟(jì)效益更大,因此,其價(jià)值也越大。采用BOOT方式開(kāi)發(fā)的工程項(xiàng)目,無(wú)疑將加速形成新型混凝土的應(yīng)用趨勢(shì)。而更為有趣的是,有些特種混凝土可獲得當(dāng)初未曾想到的意外應(yīng)用市場(chǎng)。我們可以以自密實(shí)混凝土為例。當(dāng)初在日本所進(jìn)行的開(kāi)發(fā)研究,只是為了在鋼筋很密集的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中,方便地澆筑混凝土。而現(xiàn)在,我們已開(kāi)始將其用作靜音混凝土,或無(wú)噪音混凝土。由于自密實(shí)混凝土不需要振搗,因此,可用于夜間或白晝?nèi)魏螘r(shí)間的澆筑作業(yè),又不干擾臨近居民。當(dāng)自密實(shí)混凝土用于預(yù)制廠時(shí),其噪音要比一家迪斯科舞廳還小。

(3)超高強(qiáng)混凝土

在用于環(huán)境功能的結(jié)構(gòu)中,混凝土最重要的性能已不是強(qiáng)度,而是耐久性。但我們必須承認(rèn),這兩種性能是緊密關(guān)聯(lián)的。顯然,抗壓強(qiáng)度仍將支配技術(shù)規(guī)范(程)。在混凝土領(lǐng)域中,增加抗壓強(qiáng)度仍是一個(gè)永恒的目標(biāo)。

研究人員常常聲稱,他們已成功配置了強(qiáng)度達(dá)數(shù)百M(fèi)pa的混凝土試塊。但是,至今為止,我們必須承認(rèn),所有這些研究工作都沒(méi)有達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的程度。

集料構(gòu)架堆積(填實(shí))和熱養(yǎng)護(hù)的重要性,以及氣密封的益處已廣為人知。當(dāng)我們對(duì)活性細(xì)粉混凝土進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí),具有真正創(chuàng)造性的是要把這種技術(shù)訣竅融入到一個(gè)簡(jiǎn)易的工業(yè)理念,即在混凝土技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究中,可將這一理念付諸實(shí)施。

目前,活性細(xì)粉混凝土的成本是750美元/m3。。在不久的將來(lái),其成本可降到650美元/m3。當(dāng)大規(guī)模生產(chǎn)時(shí),其單價(jià)可進(jìn)一步降到500美元/m3。

在某些應(yīng)用領(lǐng)域,即使活性細(xì)粉混凝土的單價(jià)在1000美元/m3,或400美元/T,它仍能與鋼材相媲美。結(jié)構(gòu)鋼材在某些以耐久性和強(qiáng)度為重要考慮因素的應(yīng)用場(chǎng)合,其成本在800-1000美元/T。

對(duì)活性細(xì)粉混凝土所作出的預(yù)測(cè)是令人吃驚的,在某些應(yīng)用領(lǐng)域中,它不僅可以與鋼材相媲美,而且還可以與鑄鐵、鋁、甚至木材相媲美。

(4)環(huán)境問(wèn)題

另一個(gè)有利于這些新型混凝土發(fā)展的哲學(xué)或政治問(wèn)題,是不斷增長(zhǎng)的,并融入到21世紀(jì)所有人類活動(dòng)的可持續(xù)發(fā)展的重要性。我們不能再繼續(xù)無(wú)休止地污染和浪費(fèi)我們的自然資源,不能讓我們的下一代繼承一個(gè)他們不能生活或呼吸的地球。在21世紀(jì)中,任何一項(xiàng)人類活動(dòng)都不能僅僅是為了使股東更快樂(lè),而必須以最小的環(huán)境為代價(jià)的情況下,獲取最高的技術(shù)--社會(huì)--經(jīng)濟(jì)效益。

在很長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi),工業(yè)世界一直輕視“綠色”理念?!熬G色”行動(dòng)一直受到干擾,一直被視為是減少公司利潤(rùn)的行動(dòng)。 但是近年來(lái),世界各國(guó)的政治家們已對(duì)可持續(xù)發(fā)展倍加關(guān)注。這無(wú)疑對(duì)我們未來(lái)的生活質(zhì)量是一個(gè)好消息。

水泥和混凝土行業(yè)必須迅速適應(yīng)這一新的哲學(xué)理念,即最終的目的是要可持續(xù)發(fā)展。從環(huán)境的角度來(lái)看,就是要使自然資源的利用率最高,而所產(chǎn)生的污染最小,。我們已從最高度地獲取利潤(rùn)這一哲學(xué)理念中解放出來(lái),并跨出了一大步。大多數(shù)國(guó)家已實(shí)施的ISO14000標(biāo)準(zhǔn),其目的就在于使所有工業(yè)企業(yè),在環(huán)境問(wèn)題上都處在同一起跑線上。

(5)教育

要做好任何一件事,教育是必不可少的。但是,教育是一項(xiàng)長(zhǎng)期的投資。必須使人們認(rèn)識(shí)到,不但可以通過(guò)教育學(xué)到知識(shí),而且必定會(huì)在學(xué)習(xí)中得益。因?yàn)橹R(shí)可以方便地使各項(xiàng)工作做好,并進(jìn)而轉(zhuǎn)化成利潤(rùn)的增長(zhǎng)。

通常,對(duì)任何傳統(tǒng)方式的改革,在開(kāi)始階段都會(huì)產(chǎn)生某種費(fèi)用的支出,這就是金融和技術(shù)上很難對(duì)其進(jìn)行評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)投資。 我們有必要將教育的費(fèi)用與任何一個(gè)國(guó)家的國(guó)民總產(chǎn)值相聯(lián)系,從中可以看出,教育和財(cái)富對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)是相輔相成的。對(duì)于混凝土行業(yè)來(lái)說(shuō),難道不也是相輔相成的嗎?

2未來(lái)的混凝土

水泥和混凝土工業(yè)應(yīng)與所有其他工業(yè)一樣,努力減少對(duì)環(huán)境的污染。根據(jù)唯一的從每一顆水泥顆粒中獲得最佳的技術(shù)--社會(huì)--經(jīng)濟(jì)效益的原則,歸納起來(lái),取決于以下各方面的工作。

(1)21世紀(jì)的水泥

21世紀(jì)的水泥將是一種生態(tài)水泥。水泥熟料中將含有比現(xiàn)在更多的硅酸二鈣。這些水泥熟料將使用一種更高量的代用燃料進(jìn)行燒制,并且與各種含量的礦物組分混合而成。但是,生產(chǎn)波特蘭水泥熟料仍將遵循相同的物理、化學(xué)和熱動(dòng)力法則,任何波特蘭水泥熟料的化學(xué)成分,仍不會(huì)離開(kāi)CaO-SiO2-AlO3的基本相位。

通過(guò)使用礦物化手段,早已能用非常具體的離子來(lái)改變波特蘭水泥的不同相位,使水泥熟料在1250-1300。C溫度下燒制,從而比現(xiàn)在的燒制溫度低150-200。C。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)效果很好,但是,它在工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模上的應(yīng)用,至今尚未被掌握。采用這種技術(shù),將使釋放到大氣中的CO2更少,因此很有發(fā)展前途。

21世紀(jì)水泥仍將采用石灰石和粘土,或頁(yè)巖,或不純凈的石灰石來(lái)制造。但是,水泥中的C3S和C3A的含量將更少,因?yàn)橐巡槐夭捎酶吆康腃3S來(lái)獲得初期的高抗壓強(qiáng)度。21世紀(jì)的水泥不需要磨得象現(xiàn)在的水泥一樣細(xì),其原因也是不必采用細(xì)度非常細(xì)的水泥來(lái)獲得早期高抗壓強(qiáng)度,所需做到的僅僅是使水泥顆粒相互更緊密,而這是通過(guò)使用諸如超塑化劑這種強(qiáng)大的分散劑,通過(guò)降低水/膠比來(lái)獲得早期高抗壓強(qiáng)度的。

總之,21世紀(jì)波特蘭水泥將是一種礦物化的貝利特(硅酸二鈣)水泥,而不是現(xiàn)在我們所使用的阿利特(硅酸三鈣)水泥。在生產(chǎn)一種更生態(tài)化的波特蘭水泥方面將有更多的進(jìn)展,但是,仍必須采用一定量的石灰石,并通過(guò)加熱來(lái)生產(chǎn)波特蘭水泥熟料。另一個(gè)水泥工業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境令人感興趣貢獻(xiàn)是一種能對(duì)含有豐富硫磺(碳、焦碳和石油焦碳)的燃料進(jìn)行燃燒。事實(shí)上,在燒制熟料過(guò)程中,揮發(fā)性的堿與硫作用,形成硫化堿,并留在熟料中,這就可用來(lái)解釋為什么現(xiàn)在的熟料中,含更多的硫,通常含1-2%的SO3。而在二、三十年代之前,SO3在熟料中的含量?jī)H0.5%。熟料中S03含量的增加,在某些水泥和超塑化劑的兼容性無(wú)法控制時(shí),會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題。

水泥工業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的第二個(gè)貢獻(xiàn)是:通過(guò)在燃燒窯中的燃燒,有助于消除一定數(shù)量的危險(xiǎn)產(chǎn)物。這些危險(xiǎn)產(chǎn)物可能含有氯化二苯酚醛(BPC),或甚至?xí)?dǎo)致瘋牛病。事實(shí)上,燃燒窯的溫度很高,幾乎所有有機(jī)物質(zhì)都將被分解燒盡。水泥工業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的第三個(gè)貢獻(xiàn)是有助于消除大量有機(jī)廢料,甚至礦物副產(chǎn)品,包括家庭廢料、清漆溶劑、各種涂料和油漆,甚至輪胎。有些水泥廠似乎在出售水泥前,就通過(guò)在其窯中燃燒這些廢料而獲利。

但是,水泥工業(yè)最重要的貢獻(xiàn)不能僅此而已。水泥工業(yè)還必須將其貢獻(xiàn)擴(kuò)大到混凝土領(lǐng)域。因?yàn)樗嗍怯糜谏a(chǎn)混凝土的基本材料。在混凝土領(lǐng)域中,水泥工業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的貢獻(xiàn)將具有更為深遠(yuǎn)的意義,它可以促進(jìn):

       廣泛使用礦物組分;

        開(kāi)發(fā)使用外加劑;

        配置、澆筑耐久性混凝土,使混凝土結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命更長(zhǎng)。

換言之,必須學(xué)會(huì)如何配置耐久性更強(qiáng)的混凝土。事實(shí)上,認(rèn)為全球水泥消耗量至少在21世紀(jì)上半葉將下降是錯(cuò)誤的。因?yàn)榈谌澜鐕?guó)家仍將城市化,仍將提高其生活水準(zhǔn),這意味著這些國(guó)家將使用更多的混凝土。

(2)21世紀(jì)的混凝土

21世紀(jì)的混凝土將是一種生態(tài)混凝土?;炷林袑⒑斜痊F(xiàn)在更多的外加劑,其水/灰比,或水/膠比將更低,強(qiáng)度將更高,更重要的是耐久性更強(qiáng),而且還含有一定數(shù)量的再生混凝土。

21世紀(jì),將專門為特殊應(yīng)用領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)研究一系列特種混凝土。重點(diǎn)提高混凝土的某種性能,業(yè)主和承包商也應(yīng)準(zhǔn)備為此支付更高的單價(jià)。因?yàn)?,使用這些特種混凝土,可以節(jié)省最初的結(jié)構(gòu)造價(jià)和今后的維修費(fèi)。而且,還可以大大提高混凝土結(jié)構(gòu)的整個(gè)使用年限。當(dāng)然,這并非意味著強(qiáng)度20-30Mpa的混凝土不再使用。在許多工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中,這類混凝土仍是社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)成本最低的。但是,隨著各種特種混凝土的應(yīng)用,目前我們所采用的獨(dú)一無(wú)二的,能應(yīng)用于任何場(chǎng)合的通用型混凝土的市場(chǎng)占有率將會(huì)下降。

(3)現(xiàn)已應(yīng)用的特種混凝土

目前我們已能預(yù)言:某些特種混凝土,諸如,高性能混凝土、自密實(shí)混凝土、滾壓高性能混凝土、纖維增強(qiáng)混凝土、活性細(xì)粉混凝土等,都將非常迅速地開(kāi)發(fā)出它們自己的市場(chǎng)。高性能混凝土將以其耐久性,以其長(zhǎng)久的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施使用年限,以其更強(qiáng)的再生性應(yīng)用潛力,以其節(jié)省集料,節(jié)省澆筑時(shí)的人工費(fèi),以及能給混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)的審美理念,而得到更廣泛的應(yīng)用。

自密實(shí)混凝土的應(yīng)用將使?jié)仓奖悖┕ぷ鳂I(yè)更迅速。這類混凝土將用于澆筑深度更深的現(xiàn)澆構(gòu)件,不會(huì)有產(chǎn)生任何離析的危險(xiǎn),同時(shí)又不需要振搗密實(shí)。自密實(shí)混凝土可以用作一種無(wú)噪聲混凝土,可以在任何一個(gè)城市中的24小時(shí)內(nèi),進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè),又不會(huì)受到周圍住戶對(duì)噪聲的抱怨,而且可以使生產(chǎn)率提高20%。城市中進(jìn)行夜間混凝土澆筑作業(yè)也代表了一種有經(jīng)濟(jì)效益的生產(chǎn)方式。在美國(guó)和加拿大的魁北克地區(qū),自密實(shí)混凝土已在一些非常特殊的工程中得到了應(yīng)用。這種混凝土在夜間運(yùn)輸很方便,很有規(guī)律,先后順序容易控制,交貨也方便,又可以避開(kāi)交通高峰時(shí)間,因此,可以滿足緊迫的施工進(jìn)度計(jì)劃。

滾壓高性能混凝土早已得到應(yīng)用,并且已打開(kāi)了新的應(yīng)用市場(chǎng)。其澆筑技術(shù)很簡(jiǎn)單,在道路施工中的現(xiàn)代化應(yīng)用工藝是具有革命性意義的,特別是能在如此干硬性的混凝土中引氣。在混凝土中使用鋼纖維能克服混凝土固有的弱點(diǎn),即韌性差。目前,由于纖維用量不大,使其價(jià)格太貴,而且技術(shù)規(guī)程也沒(méi)有使混凝土能充分利用高質(zhì)量的纖維制品。但是,這種混凝土的應(yīng)用是一定會(huì)取得進(jìn)展的。此外,只使用一種纖維的纖維混凝土,一定會(huì)被使用多種混合纖維增強(qiáng)的混凝土所取代。諸如Ross 所建議的那樣,可把長(zhǎng)纖維和短纖維混合使用。

就超高強(qiáng)混凝土而言,諸如各種活性細(xì)粉混凝土,它們代表了一種巨大的潛力。隨著進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)研究,已有可能與鋼鐵相媲美,甚至在某些應(yīng)用領(lǐng)域,已能與木材相媲美。目前,由于纖維和硅粉的價(jià)格相當(dāng)昂貴,活性細(xì)粉混凝土的成本就成為其應(yīng)用的主要障礙。但是,現(xiàn)已開(kāi)發(fā)研制成功更為經(jīng)濟(jì)的方法,通過(guò)降低用量,達(dá)到降低成本的目的,從而大大提高活性細(xì)粉混凝土的競(jìng)爭(zhēng)力??梢钥隙ǖ氖牵荷鲜鲞@些特種混凝土,只是若干種在21世紀(jì)將要進(jìn)一步進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究的范例而已。

當(dāng)前,很少有人意識(shí)到外加劑對(duì)生態(tài)環(huán)境的貢獻(xiàn),但這恰恰是不容忽視的。事實(shí)上,每使用一種減水劑,或一種超塑化劑時(shí),就能減少一定數(shù)量的水和水泥用量。某些外加劑公司甚至可通過(guò)利用人類對(duì)可持續(xù)發(fā)展的新一輪關(guān)注,把眾所周知的外加劑—減水劑,更名為減水泥劑。

引氣劑、抗腐劑和抗收縮劑也將以不同的方式,對(duì)改善混凝土的耐久性作出貢獻(xiàn),從而直接節(jié)省水泥。在這一領(lǐng)域中,相信會(huì)有很大的進(jìn)展。因?yàn)橥饧觿┦且婚T新興的學(xué)科。

混凝土的耐久性將成為設(shè)計(jì)中的基本要素,其重要性甚至?xí)^(guò)抗壓強(qiáng)度。當(dāng)然這兩個(gè)要素是緊密相連的。高性能混凝土的使用不是其高強(qiáng)度,而是其高耐久性。目前,雖然對(duì)混凝土耐久性進(jìn)行估算或預(yù)測(cè)還相當(dāng)困難,但是,越來(lái)越多所設(shè)計(jì)的混凝土結(jié)構(gòu),其耐久性擔(dān)保期已達(dá)到100年之久。為了達(dá)到如此長(zhǎng)的使用壽命,混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)將比現(xiàn)在更為謹(jǐn)慎小心。而且,還必須詳細(xì)說(shuō)明所要求的混凝土的具體質(zhì)量要求,并為此支付合理的價(jià)格。

我們不應(yīng)對(duì)混凝土在地質(zhì)等級(jí)的耐久性問(wèn)題過(guò)分樂(lè)觀。 因?yàn)榧词故橇_馬的萬(wàn)神廟,也總有其歸宿的一天,變成一堆石灰石、粘土或砂子的混合物。而這些正是用來(lái)建造羅馬萬(wàn)神廟的基本材料。因?yàn)檫@些形式的鈣、硅、鋁、和鐵,是地球上最穩(wěn)定的組成形式。

(月球上的混凝土,未必是這種形式)。

3混凝土有未來(lái)嗎

在J.E. Gordon 所著的《結(jié)構(gòu)和材料科學(xué)》一書中,他曾問(wèn)自己,鋼鐵這種在19世紀(jì)中,靠技術(shù)發(fā)展而成的材料,是否是一種罪惡之源的材料。它既易于冶煉,又易于焊接,然而它也易于生銹。因?yàn)樵诘厍蛏铣睗窈透谎醯沫h(huán)境中,鐵的穩(wěn)定形式不是氧化鐵,就是氫氧化鐵。此外,從技術(shù)的角度看, E / p  和  E /p 這兩個(gè)比例式,(E代表彈性模量,p 代表密度)可用來(lái)表示一個(gè)已知物質(zhì)(材料)的力學(xué)性能特征,從中可以看出,在立柱和薄殼結(jié)構(gòu)中,普通混凝土的力學(xué)性能特征并非很差。此外,從生態(tài)的角度看,鋼的性能并非最佳。Gordon 的預(yù)測(cè)似乎將被言中。因?yàn)槊磕甓加腥舾射搹S倒閉,原因就是全球的鋼鐵耗用量不斷下降。

我們也可以用同樣的問(wèn)題問(wèn)一下,已成為20世紀(jì)結(jié)構(gòu)材料的混凝土情況又是如何呢?如果我們象現(xiàn)在一樣繼續(xù)浪費(fèi)它,那么答案或許也將是肯定的,即耗用量也將不斷下降。

但是,如果我們?cè)趯W(xué)會(huì)如何增加其技術(shù)-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)含量的同時(shí),又降低其對(duì)環(huán)境的影響,那么答案或許將是否定的,即耗用量將不會(huì)下降。

混凝土科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步是充分的,展望其未來(lái)是樂(lè)觀的?;炷恋奈磥?lái)將取決與混凝土科學(xué)和技術(shù)是否能在全球得到迅速的實(shí)施。這與其說(shuō)是一個(gè)與技術(shù)和經(jīng)濟(jì)休戚相關(guān)的問(wèn)題,更不如說(shuō)是一個(gè)顯而易見(jiàn)的教育問(wèn)題。

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