要追求耐久性與可持續(xù)性,現場實測與施工思維革新至關重要
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在過去的一個多世紀里,混凝土澆筑施工依托穩(wěn)定可控的化學性能與成熟的現場操作工藝穩(wěn)步發(fā)展。施工人員依靠經驗判斷:觀測坍落度、憑手感判斷凝結狀態(tài),待表面觀感達標后開展收光作業(yè)。
在混凝土配合比相對簡單的年代,這套代代相傳的經驗法則支撐行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。然而,混凝土施工的傳統(tǒng)標準工藝雖未改變,混凝土原材料卻已發(fā)生翻天覆地的變革。
IL型水泥或波特蘭石灰石水泥(PLC),已成為混凝土行業(yè)低碳轉型的核心材料。IL型水泥以低碳石灰石替代部分高碳熟料組分,且整體粉料的粉磨細度遠高于普通硅酸鹽水泥(OPC)。
從實驗室指標與設計規(guī)范層面來看,IL型水泥的性能完全符合設計預期。但在施工現場,粉料細度的改變直接影響新拌混凝土的工作特性。
如今的混凝土(包含美國混凝土學會ACI推薦的各類新型低碳配比),僅依靠肉眼、手指觸感這類傳統(tǒng)現場判斷方式,已難以精準把控狀態(tài)。混凝土與水發(fā)生水化反應的時長固定,但環(huán)境變化會持續(xù)改變反應速率。
行業(yè)大力推廣低碳配比、降低水泥用量、提升施工和易性,新型混凝土早已不再具備傳統(tǒng)混凝土的特性,更像一套動態(tài)變化的化學體系。
若施工團隊仍沿用傳統(tǒng)泌水率、固定收光窗口期的固有經驗,對凝結時間的判斷極易出現數分鐘甚至數小時的偏差。這一誤差,足以決定地坪最終是成型完好,還是出現各類結構性缺陷。
實驗室配比與現場施工之間的差距正在持續(xù)拉大,并非施工人員技術不足,而是原材料迭代速度遠超現場傳統(tǒng)施工規(guī)范。由此帶來越來越多的施工風險:采用傳統(tǒng)工藝澆筑高性能新型混凝土,極易造成表層成型缺陷、裂縫增多、耐久性下降、結構服役年限縮短。收光工序是新型混凝土材料特性影響最直觀的環(huán)節(jié),刮平、拉毛、噴霧養(yǎng)護、表面硬化等操作,必須與混凝土內部化學反應進程精準匹配(見圖1)。

圖1:(早期噴霧養(yǎng)護可維持混凝土表層濕潤光澤。受IL型水泥材料特性影響,施工方需充分考量環(huán)境因素,持續(xù)保持混凝土表面濕潤,同時避免表面積水)
泌水量偏低的新型配比,水分蒸發(fā)速度遠超肉眼可見的表層變化信號,過早收光的問題尤為突出。
收光作業(yè)過晚同樣會造成嚴重損傷。當水分蒸發(fā)速率超過水化保水速率(大風、低濕環(huán)境下該現象尤為明顯),表層會出現以下問題:
● 缺失水化反應所需關鍵水分,表層成型反應受阻;
● 產生塑性收縮微裂縫;
● 難以充分振搗密實;
● 只能采取強力抹面,破壞表層結構。
在同時摻加IL型水泥與礦物摻合料(SCM)的現代混凝土配比中,上述負面影響會進一步加劇。

原文首發(fā)于美國混凝土學會ACI《Concrete International(國際混凝土)》雜志
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