溯本求源，方得始終

聞寶聯(lián)

（建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所，北京 100024）

前段時(shí)間，我去某高速進(jìn)行技術(shù)論證。起因是某施工企業(yè)習(xí)慣性按以前《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管》（JT/T 529—2004）進(jìn)行波紋管采購(gòu)并部分應(yīng)用于預(yù)制 T 梁工程中，而現(xiàn)在執(zhí)行新版《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管》（JT/T 529—2016），兩本規(guī)范中對(duì)塑料波紋管型號(hào)和材料要求存在差異，新舊規(guī)范差異主要在于材質(zhì)及波紋管的螺旋形狀明顯不同，上級(jí)質(zhì)監(jiān)部門(mén)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題，但木已成舟，面臨著能用或是不能用的問(wèn)題，需要進(jìn)行專(zhuān)家論證，確定到底該如何處理。

根據(jù)“某高速原材料質(zhì)量管控約談會(huì)”會(huì)議要求，施工企業(yè)展開(kāi)了混凝土強(qiáng)度、鋼筋等原材料質(zhì)量分析，結(jié)果表明除波紋管外，其它原材料及混合料性能均能滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范要求，根據(jù)綜合數(shù)據(jù)分析，使用 JT/T 529—2004《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管》采購(gòu)的波紋管，并未發(fā)現(xiàn)明顯質(zhì)量缺陷，從企業(yè)角度肯定希望已經(jīng)生產(chǎn)的 T 梁繼續(xù)使用，在以后的生產(chǎn)中再按新規(guī)范執(zhí)行，而從業(yè)主角度，既然新規(guī)范已經(jīng)頒布實(shí)施幾年，不符合新規(guī)范要求就需要處理，但怎么處理、處理到什么程度自己心里也沒(méi)底。

首先看看《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管》JT/T 529—2004 與 JT/T 529—2016 兩版的差異所在。

這兩本標(biāo)準(zhǔn)都是適用于以高密度聚乙烯樹(shù)脂（HDPE）或聚丙烯（PP）為主要原料，經(jīng)熱熔擠出成型的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用塑料波紋管。

新版規(guī)范對(duì)管型、接頭等結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行了約定，這更便于對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制，但既然已經(jīng)完工，保障了質(zhì)量，關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了材質(zhì)要求。2004 版規(guī)范中，原材料要求為：塑料波紋管原材料應(yīng)使用原始狀態(tài)，嚴(yán)禁使用分裝和再造顆粒原料。高密度聚乙烯（HDPE）應(yīng)滿(mǎn)足 GB/T 11116 的要求，聚乙烯（PP）應(yīng)滿(mǎn)足 GB/T 18742.1 的要求。而 2016 年版的材質(zhì)要求是一樣的，但多了以下要求：采用注塑成型的塑料波紋管，灰分含量不應(yīng)超過(guò) 7%，氧化誘導(dǎo)時(shí)間不小于 14min。經(jīng)抗老化試驗(yàn)后，不應(yīng)出現(xiàn)分層、開(kāi)裂或氣泡。

而施工企業(yè)做了新版規(guī)范要求的氧化誘導(dǎo)時(shí)間指標(biāo)，不滿(mǎn)足要求，為 10min。

氧化誘導(dǎo)時(shí)間（又稱(chēng)為動(dòng)態(tài) OIT）是高分子材料的一種熱學(xué)性能參數(shù)。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一定的溫度下，當(dāng)材料暴露在氧氣或者空氣氣氛下，材料發(fā)生氧化所需要的時(shí)間。

氧化誘導(dǎo)時(shí)間指標(biāo)（OIT）是測(cè)定式樣在高溫（200℃）氧氣條件下開(kāi)始發(fā)生自動(dòng)催化氧化反應(yīng)的時(shí)間，是評(píng)價(jià)材料在成型加工、儲(chǔ)存、焊接和使用中耐熱降解能力的指標(biāo)。氧化誘導(dǎo)期（簡(jiǎn)稱(chēng) OIT）方法是一種采用差熱分析法（DTA）以塑料分子鏈斷裂時(shí)的放熱反映為依據(jù)，測(cè)試塑料在高溫氧氣中加速老化程度的方法。其原理是：將塑料式樣與惰性參比物（如氧化鋁）置于差熱分析儀中，使其在一定溫度下用氧氣迅速置換式樣室內(nèi)地惰性氣體（如氮?dú)猓y(cè)試由于試樣氧化而引起的 DTA 曲線(xiàn)（差熱譜）的變化，并獲得氧化誘導(dǎo)期（時(shí)間）OIT（min），以評(píng)定塑料的防熱老化性能。

所以，誘導(dǎo)氧化時(shí)間（動(dòng)態(tài) OIT）是反映材料耐氧化分解能力的一種參數(shù)，還是非常有意義的，通常管道都檢測(cè)這個(gè)參數(shù)。

高密度聚乙烯（HDPE）和聚乙烯（PP）應(yīng)用于管材生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于市政和建筑給排水、燃?xì)狻⒐岵膳㈦娋€(xiàn)電纜穿線(xiàn)、農(nóng)用節(jié)水灌溉等領(lǐng)域。

而管材應(yīng)用于氣液輸送或穿線(xiàn)，如抗氧化性能不良，必然留下隱患，可能要造成巨大損失，從這個(gè)意義上講，要求其抗氧化性能是必須的，規(guī)范考慮的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)此類(lèi)材料的制品要求抗氧化性能也是基于安全考慮。

而在預(yù)制梁中的波紋管首先埋置在鋼筋骨架內(nèi)，澆筑完混凝土便被埋在混凝土中，待已經(jīng)預(yù)先穿在里面的鋼絞線(xiàn)加載完預(yù)應(yīng)力后進(jìn)行注漿封閉，也就是說(shuō)，施工完畢后的波紋管完全處于絕氧環(huán)境，唯一可能被氧化的是在工廠生產(chǎn)完后儲(chǔ)存、運(yùn)送過(guò)程。

基于此，專(zhuān)家組論證后給出一致意見(jiàn)：雖然材質(zhì)和管型不滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范要求，但不會(huì)造成明顯工程質(zhì)量缺陷，建議后續(xù)施工的波紋管一定按照現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行采購(gòu)，或是采用符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JG 225—2020《預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬波紋管》的金屬波紋管。

技術(shù)疑難化解了，溯本求源很重要。

有個(gè)很有意思的例證，我國(guó)現(xiàn)有鐵路采用的是 1435mm（4.85 英尺）的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)軌距，怎么來(lái)的呢？溯本求源，我國(guó)采用的是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)使用的鐵軌軌距是 4.85 英尺，這是從何而來(lái)的呢？原來(lái)這是英國(guó)鐵路的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槊绹?guó)早期的鐵路都是英國(guó)人設(shè)計(jì)建造的。那么英國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)又從何而來(lái)呢？答案是最初的英國(guó)鐵路是由建電車(chē)軌道的人設(shè)計(jì)的，而 4.85 英尺，就是電車(chē)軌道的標(biāo)準(zhǔn)。

繼續(xù)溯源，電車(chē)軌道的標(biāo)準(zhǔn)從何而來(lái)？原來(lái)最早是以馬車(chē)的輪寬做標(biāo)準(zhǔn)。那么馬車(chē)的輪寬——這個(gè) 4.85 英尺究竟從何而來(lái)？答案在古羅馬人手里。4.85 英尺正是古羅馬戰(zhàn)車(chē)的寬度。那么古羅馬人為何使用 4.85 英尺作為戰(zhàn)車(chē)的輪距呢？謎底就是 4.85 英尺是兩匹拉戰(zhàn)車(chē)的馬的屁股寬度。

據(jù)英國(guó)第一條蒸汽機(jī)推動(dòng)的鐵路設(shè)計(jì)師 George Stephenson 的兒子 Robert 后來(lái)在國(guó)會(huì)上回憶說(shuō)：1435mm 軌寬也不是他父親定的，而是從家鄉(xiāng)地區(qū)承襲來(lái)的。他說(shuō) 1435mm 的軌寬，“沒(méi)有任何科學(xué)理論上的依據(jù)，純粹是因?yàn)橐呀?jīng)有人在用了”。

知道來(lái)龍去脈，也便于回答為什么，也便于采取技術(shù)創(chuàng)新，而不是必須如此。

又比如，我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用 28d 抗壓強(qiáng)度作為混凝土特征強(qiáng)度進(jìn)行要求，普通混凝土在正常的養(yǎng)護(hù)條件下，前七天抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，7～14d 之間增長(zhǎng)稍慢，而 28d 以后，強(qiáng)度增長(zhǎng)更是比較緩慢。也就是說(shuō)，28d 以后抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，作為設(shè)計(jì)和施工檢驗(yàn)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是可靠可行的。國(guó)標(biāo)規(guī)范 GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》在第 7.1.2 節(jié)中，對(duì)評(píng)定混凝土強(qiáng)度齡期作了規(guī)定，一般混凝土為 28d 齡期。

而我們現(xiàn)在推廣高性能混凝土，高性能混凝土的一個(gè)特征是摻入了摻合料，耐久性較普通混凝土有了很大提高，而強(qiáng)度的發(fā)展也與普通混凝土不同。純水泥水化產(chǎn)生了石灰，石灰本身強(qiáng)度極低，而摻合料中的活性二氧化硅與活性三氧化二鋁，與強(qiáng)度很低的石灰進(jìn)行的二次水化反應(yīng)，產(chǎn)生了強(qiáng)度很高的水泥石，細(xì)化了毛細(xì)孔，也使骨料與砂漿的界面得到強(qiáng)化，混凝土強(qiáng)度得到大幅度提高。

水化以及二次水化反應(yīng)要持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間，也就是說(shuō)強(qiáng)度也會(huì)一直穩(wěn)步發(fā)展很長(zhǎng)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)也表明，28d 以后高性能混凝土強(qiáng)度一直在增長(zhǎng)，到 56d 可增長(zhǎng) 10%～20%，1 年以后能增長(zhǎng) 50%。顯然，如果以 28d 的強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，將使高性能混凝土的性能不能充分發(fā)揮。

鐵路高性能混凝土也因此要求以 56d 抗壓強(qiáng)度評(píng)定，而不是 28d 強(qiáng)度，當(dāng)然，從進(jìn)度和質(zhì)量多角度考慮，也對(duì) 28d 強(qiáng)度進(jìn)行相應(yīng)的要求，這在我們很多工程，特別涉及到承受荷載比較晚的構(gòu)件，如樁基礎(chǔ)、筏板應(yīng)該考慮借鑒。