浅谈混凝土规范最小水泥用量限制

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摘要： 本文根据作者多年实践经验对混凝土规范最小水泥用量限制进行了简单的阐述。

关键词：混凝土；规范；最小；水泥；用量；限制

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1混凝土配合中最小水泥用量要求的由来

众所周知，水泥是普通混凝土的主要组成材料之一，单方混凝土的水泥用量对混凝土强度、工作性、耐久性等各方面性能影响十分重要，在普通混凝土配合设计中提高最小水泥用量要求，是保证混凝土耐久性，满足混凝土拌合物工作性的重要技术措施。自我国1965第一本正式颁布的《钢筋混凝土工程施工及验收规范》直至1983年、1992年、2002年修编的规范都有对最小水泥用量进行规定。目前我国现行的JGJ55—2000《普通混凝土配合比设计规范》也对最小水泥用量及最大水灰比进行规定，同时，对抗渗混凝土要求，水泥和矿物掺合料用量不宜

小于320kg/m，泵送混凝土的水泥和矿物掺合料的用量不宜小于300 kg/m，另外， 其它一些现行的规范也对最小水泥用量作了具体规定，如GB50208—2002《地下防水工程质量验收规范》规定防水混凝土水泥用量不得小于300 kg/m，掺活性掺合料时，水泥用量不得少于280 kg/m，GB50119—2003《混凝土外加剂应用技术规范》规定掺防冻剂混凝土水泥用量不得低于300 kg/m，掺膨胀剂混凝土胶凝材料最小用量(水泥、膨胀剂和掺合料总量) 应符合补偿收缩混凝土300 kg/m，填充用膨胀混凝土350 kg/m，JGJ／T10—95《混凝土泵送施工技术规程》要求泵送混凝土最小水泥用量宜为300kg／m。诸如此类，各种标准规范对最小水泥用量都有明确规定，甚至一些地方标准按严于国家标准的编制原则，对最小水泥用量的数据还一再提高，或按原标准规范规定的“宜”升格为“应”，造成目前一些从业人员在混凝土结构施工过程中，将混凝土配合比中最小水泥用量的限制视为控制混凝土施工质量非常重要的一个环节，甚至陷入水泥用量宁多勿少的误区。

2我国水泥标准的变化及现状

我国颁布的水泥产品国家标准自1953年首次统一标准开始，先后经历1956年、1962年、1977年、1992年和1999年的五次制订修订过程。1953年采用13本软冻法，1956年采用原苏联的“硬冻法”，1977再次改用软冻法，1992年采用法定计量单位将原500#水泥调整为425#水泥，提高了普通水泥的细度要求， 增加了早强型水泥。1999年为了与国际接轨，从水泥胶砂强度检验人手，改变了沿用几十年的低水灰比，低胶砂比强度检验方法改用ISO胶砂强度检验方法，同时将水泥标号改称强度等级，又进一步提高了水泥强度的最低要求，取消了原标准中325#水泥，例如1962年的600#水泥，经1992年修订为 525#水泥， 1999年修订为42.5级水泥，致使现在所用水泥与老标准的水泥相比强度不断攀升。同时我国钢筋混凝土工程施工及验收规范对混凝土应用的水泥强度等级，也从GBJ10—65的水泥标号不得低于300#的规定，自然演变成现在的必须使用32.5级(相当于原标准的500#)水泥拌制混凝土。当然混凝土向高性能高强方向发展也需要高强度等级水泥，特别是自1999年水泥国家标准修订后，虽然淘汰了一些生产工艺落后的小水泥厂，从客观保证了水泥产品质量，但也迫使一些具备规模的水泥厂，不得不采取进一步提高水泥磨细程度(细度太细，拌制的混凝土容易出现浮浆而产生龟裂)，增加熟料中C3 S和C3A含量的措施来满足新的检验方法对水泥强度，特别是早期强度的要求，从而打破我国水泥熟料矿物组成C3S一般占37％～60％，C2S占15％～37％，C3A占7％～15％(一般为防裂不宜超过8％)，C4AF占9％～16％的成份组成，个别生产厂的 C3S含量明显超过60％，C3A含量也居高不下，致使近些年施工的混凝土工程经常发生开裂现象。一些水泥与高效减水剂相容性差，碱含量和水化热增高，混凝土材料的耐久性下降，为此， 一些专家学者纷纷呼吁从耐久性出发，建议在混凝土中减少水泥用量，代之以抗裂性较好的矿物掺合料(如粉煤灰和矿粉)。从混凝土行业发展方向来看高性能混凝土的应用和引人绿色混凝土的概念才能符合我国国情和可持续发展战略，所以在水泥标准的引导上不必过于倡导高强和早强，混凝土配合也不一定要求更多的水泥用量(不包括矿物掺合料)。

3几点建议

3.1宜在标准规范修订中适当弱化最小水泥用量要求

目前在执行现行标准规范时，难免碰到一些试验和实践验证成为可靠的技术。在实际应用时会遇到现行规范的制约，预拌混凝土生产目前大多掺高效减水剂和活性矿物掺合料，尽可能降低水泥用量，地下防水混凝土施工中时，由于掺加少量的膨胀剂来提高混凝土的抗渗性，替代了部分水泥，而GB50204和GB119规定： 防水混凝土与掺有活性掺合料时最小水泥用量不得少于280kg／m，混凝土生产企业只能按规范要求，在混凝土满足抗渗性和强度要求时，不得不增加水泥用量，以至于出现C25、C30、C32强度等级的抗渗混凝土配合比水泥用量同为280kg／m的现象。泵送混凝土最少水泥用量不得低于300kg／m，也会出现C20、 C25、 C30泵送混凝土水泥用量同为300kg／m现象。地下工程基础底板厚度超过1m时，即为大体积混凝土，就要考虑尽最大限度降低水泥水化热，防止产生温度裂缝，但由于受到最小水泥用量的限制，对配合比的设计造成极大困难。

3.2在标准规范中应进一步将“水泥”这一概念具体化

水泥的定义在GB／T4131—1997《水泥的命名、定义和术语》中已明确介定为：加水拌合塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。在相关建设工程的标准规范中，“水泥”一词目前常有两种含义，一是狭义的“水泥”，即专指符合水泥国家标准的水泥产品，再一是广义的“水泥”，包括矿物掺合料的广义的“水泥”，目前不同标准规范对广义的“水泥”大体有三种表述：第一，JGJ55—2000中明确当用活性掺合料取代部分水泥时，最小水泥用量即为替代前的水泥用量，“水泥”即为广义的水泥，是指水泥和矿物掺合料的总称。第二，GB119—2003中表述为胶凝材料最小用量(水泥、膨胀剂和矿物掺合料的总量)，此时广义的“水泥”含义用胶凝材料表述，即将混凝土中的水泥、膨胀剂和矿物掺合料总量称胶凝材料。第三，同是GB119—2003对掺防冻剂配合比规定最小水泥用量不得低于300kg／m，在同一本规范中对“水泥”的广义含义，文字表述方式不同，容易造成执行者的误解，此处的“水泥” 应是广义的的，即水泥和矿物掺合料的总称，容易被人误解为狭义的“水泥”， 是专指水泥用量。其它诸如JGJ／T10—95要求水泥用量宜为300kg／m，一般都能理解为水泥和矿物掺合料的总量，GB50208—2002规定当掺有矿物掺合料时， 水泥用量不得少于 280kg／m，这里的“水泥”就只能理解为狭义的水泥产品的用量。

本文建议在有关标准规范修订过程中，应先将“水泥”一词进行规范化表述， 以尽量减少标准执行者的误解。

3.3减少从业人员在执行最小水泥用量这一规定时的认识误区

关于混凝土配合比中最小水泥用量的内容含义， 早在我国颁布的第一本 G BJ10—65《钢筋混凝土工程施工及验收规范》中就明确：最小水泥用量包括外掺 混合材料，以后修编的GBJ204—83和GB50204—92都已明确：表中最小水泥用量，对于普通混凝土包括外掺混合材料，对于轻骨料混凝土不包括外掺混合材料， 历时近四十年，由于标准规范所引用和标准规范之间表述方式不同，产生的一些误解还随处可见，造成一些从业人员机械地认为“水泥”就是水泥(意指不包括矿物掺合料)的认识误区。近几十年混凝土技术飞速发展，混凝土从前些年的高强混凝土向高性能混凝土发展，今后将朝向绿色混凝土发展，高性能混凝土必然具备高耐久性，因此对最小水泥用量的规定也必然考虑混凝土的耐久性，因此最小水泥用量应指水泥和矿物掺合料的总量，这样才能促进混凝土的技术进步， 从而推动外加剂应用的普及和产品性能的提高以及活性掺合料(粉煤灰、 矿渣粉和硅灰) 应用的技术进步。