2016年11月北京一次会议上，清华大学廉慧珍老师对我讲：“宝联，你的空间文章不错，好多人都在看，但是你转载的文章最好加个点评，因为你不点评别人就以为你认同文章观点，而有些观点是值得商榷的，毕竟看的人很多，容易造成理解上的混乱”，廉老师说的很对，然后我与廉老师又请教了关于几个基本概念的理解，廉老师与我建议，可以考虑写些东西，我当时只是偶然一闪念，也并无多少构思，这几天闲下来，想想可能还是应该写点东西，先简单罗列几点粗浅认识算是抛砖引玉吧，不当之处还请各位专家指正。

1 商品混凝土or预拌混凝土？

预拌混凝土采用集中搅拌，是混凝土生产由粗放型生产向集约化大生产的转变，它实现了混凝土生产的专业化、商品化和社会化，是建筑依靠技术进步改变小生产方式，实现建筑工业化的一项重要改革，而且有显著的社会、经济效益，为了区分20世纪50年代冶金系统如鞍钢及包钢企业内部曾使用过的集中搅拌混凝土，并强调其进入社会后的商品属性，曾命名它为“商品混凝土”。但在商品混凝土的技术标准中，为了与国际接轨,仍称其为预拌混凝土，英文是Readymixedconcrete，不能直译成commodityconcrete。闻德荣老先生也一直强调，当时的背景主要强调混凝土的商品属性，现在再这么叫已经不合适了，只是大家都叫习惯了，预拌混凝土才是真正的提法，比如《预拌混凝土 GBT14902-2012》、《预拌混凝土生产施工技术规程 DBJ13-42-2013》。

2 碱集料反应or碱-集料反应？

碱-集料反应，英文名称：alkali-aggregate reaction。从这里可以直观看出，是碱-集料反应。这指混凝土集料中某些活性矿物（活性氧化硅、活性氧化铝等）与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应，其反应生成物体积增大，从而导致混凝土结构发生破坏。“碱集料”与“碱-集料”看似只有一个波折号，但却是概念的混淆。

3 碱-集料反应的碱是什么？

混凝土碱-集料反应分为3种：碱—硅反应，碱—碳酸盐反应和碱—硅酸盐反应。其中碱—硅反应最为常见。碱集料反应产生的碱—硅酸盐等凝胶遇水膨胀，将在混凝土内部产生较大的膨胀应力，从而引起混凝土开裂。混凝土集料在混凝土中呈均匀分布，故裂缝首先在混凝土表面无序、大量产生，随后将加速其他因素的破坏作用而使混凝土耐久性迅速降低。引起碱-集料反应的三个条件中有两个来自混凝土内部，一是混凝土中掺入了一定数量的碱性物质，或者混凝土处于有利于碱渗入的环境；二是集料中有一定数量的碱活性骨料（如含SiO2的骨料）;三是潮湿环境，可以提供反应物吸水膨胀所需要的水分。

实际上，这里的碱并不是氢氧化钙，而是碱金属离子，主要是钾离子、钠离子，氢氧化钙只是提供了碱性环境，下面的反应式可以看出这一点。

4 关于控制碱-集料反应的氧化纳当量计算

为控制碱-集料反应，1941年美国提出水泥含量低于0.6%（即Na₂O+0.658K₂O）为预防发生碱骨料反应的安全界限，K₂O前面0.658的系数怎买来的？我问过很多年轻人，其中不乏科班出身的，没有一个能答上来。在回答这个问题之前，先了解下，碱集料反应是一种膨胀反应，体积的变化。在元素周期表中，钾和钠属于一个序列，同族，化学性质相似，Na₂O和K₂O的空间结构相似，都属于反萤石结构。

图1 萤石型结构

萤石结构可以理解为：Ca²⁺ 做立方最紧密堆积，F^-充填在其中全部的四面体孔隙中。N个球最紧密堆积有2N个四面体空隙，所以Ca:F= 1:2，故得其分子式为CaF₂。萤石(CaF₂)、氯化锶(SrCl₂)、氯化钡(BaCl₂)、氟化铅(PbF₂)都如此。

图2 反萤石型结构

氧化钾(K₂O)、氧化钠(Na₂O)、氧化锂(Li₂O)为反萤石结构，阴离子按立方紧密方式堆积，阳离子则填充了其中所有的四面体空隙。假设一个氧化钾分子所占的体积与氧化钠相同，那么就出现了当量的概念，氧化钾分子量94.2，氧化钠分子量为61.98，61.98/94.2=0.658，这个假设的前提是两者分子所占体量一样，但胡明玉、唐明述通过对试验数据进行聚类分析和作图分析,提出当前普遍使用的当量碱计算公式Na₂Oeq=Na₂O+0.658K2O中K₂O的系数偏大,并初步得出该系数应为0.4～0.5。

5 关于混凝土

混凝土种类很多，说简单很简单，说复杂也很复杂，说简单：确定了配比，按要求下料搅拌、出料，就搞定了！说复杂：各种各样的水泥、各种各样的掺和料、各种各样的外加剂、各种各样的砂石、地材、各种各样的施工工艺、用在不同的结构上有不同的结构上、不同的耐久性要求、不同的季节等等等等，充满变数，也就有了数不清的混凝土。

看大体积混凝土、自密实混凝土、道路混凝土、干硬性混凝土、抗渗混凝土、抗冻混凝土、高性能混凝土、抗腐蚀混凝土等等等等，看的人眼花缭乱！其实，这就有点复杂化了！简单问题复杂化——需要扩大影响时也是必走之路，比如申报课题，总会把一件简单不能再简单的事，忽悠放大成利国利民、前无古人后无来者、空前绝后、填补空白、国内甚至国际首创的事，——其实我也是这样！！！但在解决实际问题，复杂问题一定要简单化。我在招研究生面试环节，总会问一些非常基本的概念，但这却是最体现功力的。

比如砂率，砂率：SP= 砂的用量S/(砂的用量S+石子用量G)×100%，是混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。事实上，这个定义是错的！！！混凝土本身是一个嵌套结构，大料空隙嵌小料，小料空隙嵌砂、砂的空隙嵌粉料，粉料空隙嵌水，这是一个理想化的模型，完全嵌套。从这里可以看出，砂率应该是空间概念，也就是砂的体积占总砂石体积的分量，所以形成了现在这个定义，前提是常用的砂与石料的密度相差不大，这样体积比与质量比看作一致，计算起来很方便。但如果两者差异比较大，必须要用体积比！！！

另外，关于配比调整，最常见是砂率的调整，因为每批的砂子细度模数、含泥量等都不相同，配比一定要进行微调。我在项目上培训时，问很多实验室主任，如果砂子变粗了，砂率应该怎么调？为什么？能答上来的寥寥无几。很多概念，如果不了解其本质，一旦原材料发生变化就抓耳挠腮，调整配比只得蒙，蒙对了就对了，蒙不对继续蒙！在混凝土中，最重要的性能是工作性，工作性靠什么保障？用于石子能发生流动的砂浆量，这一部分可以近似认为是恒量，另外石子表面还要包裹一层砂浆。这样就不难理解，砂子一旦粗了，表面这一层砂浆会变厚，砂子用量自然会提高，砂率也就要变大，反之亦然，这是很基本的概念，但作为实验室主任甚至总工，很少有几个人知道！——要想做好混凝土，一定要多深入理解基本概念！！！

然后，再说各种各样的混凝土，个人觉得没那么复杂！作为水泥混凝土，只有两类！一个是砂浆量小于石子的空隙——这就是透水混凝土！而随着砂浆量不断增长，超过了石子空隙，开始从透水变到干硬性混凝土，比如碾压混凝土、道路混凝土，随着砂浆量的继续增大，变为大流动性混凝土！因为不同的性能要求，再辅以各种各样的外加剂，适应不同的结构和施工工艺等，其实没什么太复杂的！

这就又牵出下一个问题，关于石子的压碎值。

如果石子母材可以制成50mm见方的立方体，我们便用压力机检测其强度！但如果不能，比如很多片材，很难制成样块，便用压碎值来衡量其强度。在公路建设中，关于石子压碎值，一直用两套标准。沥青混凝土用石料，用的是公路标准，400kn的压力；水泥混凝土用石采用的是建筑标准，200kn压力，实验方法和数值要求都不一样，然后，在2011年吧，公路规范把这两者都统一采用公路标准了，这也对，一条高速公路，又有桥涵又有道路，都用石子，采用一套标准也省事！但随即问题就出来了，道路没什么，因为以前就这样。但水泥混凝土就出了问题，用这个标准实验，石子大多不合格，以前我们就这个问题在项目论证，应该怎么办。我提出，以前按建筑工程标准合格的石料，按公路标准不合格了，说明什么？规范有了问题，两种实验方法折算出了问题，要求的压碎值标准出了问题！为什么呢？因为沥青混凝土，相当于水泥混凝土中的透水混凝土，是嵌挤结构，石子挨石子，沥青分散不了多少应力，石子之间是点接触或线接触，应力集中，自然要求他的抗压强度要高！但水泥混凝土是悬浮结构，石子间的水泥砂浆在受压时可以很好的传递分散压力，几乎不存在石子挨石子的问题，两者受力模式是不一样的，但按一个标准要求就有问题了！后来，这个标准要求的数值也更改了几次。深入理解这些最基本的概念，也能加深对学科的理解和更好适应工程需求！（待续）（作者：闻宝联）

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