宋 輝
(新疆 伊寧 835000)
人類應用清水混凝土于工程建設上是源于第二次世界大戰結束以后的德國和日本。戰敗國德國和日本由于戰后百廢待興,急于修建許多廠房和居住建筑,為了加快施工速度、減少混凝土結構建筑的抹灰、裝飾等工序,想到了采用無需抹灰就能直接使用的清水混凝土施工技術,即只需要對模板進行刨光處理或直接使用表面光滑的鋼制大模板,外加涂刷優質脫模劑,就可以澆筑出無需抹灰的混凝土柱、梁、板、墻等結構構件來,這就是清水混凝土結構構件,發展到今天,歐美、日本等國的清水混凝土施工技術已得到了很大的發展。正是由于它凝重與淡雅的材料特性,受到了世界上越來越多的著名建筑設計大師的青睞,如貝聿銘、安藤忠雄等知名建筑設計師都在他們的設計中大量地采用了清水混凝土。無數工程實踐表明,采用清水混凝土于建筑工程上具有許多十分明顯的優點:它是名副其實的綠色混凝土,不需要裝飾裝修,省去了抹灰、刮膩子、刷涂料等化工產品使用及操作工藝;可一次成型,不需剔鑿和修補,既省時、省料、省錢,又有利于對環境保護;避免出現抹灰層開裂、空鼓、脫落等質量隱患,減輕漏漿、樓板裂縫等質量通病;免去了抹灰、吊頂、面層裝飾等工序,投入使用后減少了維修保養費用,降低了工程總造價;在安全性和耐久性方面,與普通抹灰墻、樓板相比,避免了墻、樓板面短期內會出現龜裂而滲水、最終導致墻和樓板面空鼓、開裂的現象發生。
近年來,我國也出現了許多清水混凝土建筑,如上海國際賽車場看臺、聯想集團研發基地及海南三亞鳳凰國際機場候機樓等工程。隨著綠色建筑發展的客觀需求,人們的可持續發展和環保意識不斷提高,對清水混凝土工程的需求已不再局限于工業與民用建筑,在公路橋梁、水利水電、道路等方面也都得到了廣泛的應用,有關清水混凝土施工工藝問題的研究也越來越受到關注。
2.1 清水混凝土施工技術。清水混凝土是現代鋼筋混凝土施工技術發展進程中一個新歷史階段的產物,是混凝土施工技術發展中的重要里程碑,是一項涉及到施工測量、模板設計與施工、混凝土配合比設計、混凝土澆搗、成品保護和混凝土表面修補等多方面的綜合施工技術。總結國內已完成的清水混凝土工程實踐經驗來看,影響清水混凝土表觀質量的因素大致有以下幾方面:混凝土拌合物的施工性能(和易性、粘聚性、泌水和離析程度);模板質量(剛度、光潔度、拼縫狀況、對拉螺栓工作狀況);脫模劑選用及使用效果;澆筑質量(分層分段情況、振搗情況、拌合物下落高度控制情況);溫度狀況(混凝土入模溫度、養護期間溫度等);澆搗后的處理情況(二次抹壓收漿及保濕養護情況);施工縫的處理情況(鑿毛、除渣、刷界面劑或素水泥漿);拆模情況(拆模時間、拆模方式等);對缺陷處理和修飾水平(對缺陷的處理和表面修飾的水平);施工管理情況(對人為污染的控制情況,亦即成品保護情況)等。從這些影響因素中可以看出,清水混凝土施工技術控制要點主要有兩個方面,一是混凝土配合比設計和原材料質量控制;二是施工過程中對混凝土施工質量的控制。換句話說,要確保清水混凝土的外觀質量和結構耐久性,在進行配合比設計時,除了應滿足強度和施工和易性要求外,還應同時考慮其耐久性影響因素,即抗滲、抗凍、抗硫酸鹽腐蝕、抗碳化、抗堿骨料反應及抗機械磨損等外界因素;在施工過程中還應全面考慮模板設計和施工、澆筑質量、施工縫處理和養護、拆模等一系列工藝質量問題。
2.2 清水混凝土質量標準。清水混凝土的質量應能滿足現行《混凝土結構工程質量驗收規范》和《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》中保證項目和基本項目對一般混凝土的質量要求,其允許偏差應滿足:墻、柱、梁軸線位移≤5mm,墻、柱、梁截面尺寸:+5~-2mm,立面垂直度:5mm,表面平整度4mm,陰陽角垂直和方正均為4mm;其觀感應符合中級抹灰的質量要求,即:表面平整、顏色一致,無蜂窩麻面及明顯氣泡出現,無明顯模板拼縫痕跡和錯臺現象。為了滿足上述各項要求,施工中必須對影響混凝土施工質量的各個過程加以嚴格控制,做好施工測量、模板設計與制作安裝、混凝土澆搗和養護以及成品保護等工作。
鑒于現行國家規范對清水混凝土尚無明確的定義和明確的質量標準,筆者認為,除了上述對清水混凝土的質量應能滿足現行《混凝土結構工程質量驗收規范》和《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》中保證項目和基本項目對一般混凝土的質量要求外,還應對其外觀質量有個具體的目標要求,即:墻面、柱面、梁面、板面光潔度好、手感光滑;墻面、板面、柱面無漏漿和無流墜;墻面、柱面無過振、欠振、離析、顏色均勻,無明顯氣泡;墻面、柱面無錯臺;結構外形尺寸準確、無露筋;成品保護好,無缺棱掉角和粘模脫皮現象,邊角整齊美觀。
3.1 清水混凝土表面蜂窩麻面是指混凝土表面的石子沒有被水泥砂漿充填滿,或表面不密實、不光潔;而氣泡是指混凝土表面留有大小不一、形狀各異的不規則小孔隙。原因分析:模板表面粗糙或清理不徹底;脫模劑涂刷不均勻,拆模時混凝土表面粘模;結構形狀復雜,鋼模板凹凸槽多,氣泡難以排除;混凝土配合比設計有誤,造成石子用量過多、水泥砂漿量偏少,或混凝土塌落度過小;混凝土攪拌時間不足,拌和不均勻;澆筑后振搗不足或漏振;模板拼縫不嚴,加之振搗時間過長,造成水泥漿流失。控制要點:使用舊模板,務必將其表面清洗干凈;涂刷脫模劑要均勻、勿漏涂;改進結構設計,避免外形怪異,提高鋼模質量,使氣泡在振搗混凝土時易于逸出;嚴控混凝土配合比和塌落度,確保投料時計量準確;嚴控混凝土攪拌和振搗時間,確保混凝土均勻、密實。補救措施:將蜂窩、麻面或有氣泡的混凝土表面用鋼絲刷刷去浮漿和污物后用水沖洗干凈,刷界面劑,用與原表面相同色澤的高強度等級水泥砂漿或摻108膠的水泥砂漿修補平整,然后保濕(冬期則需同時保溫)養護7天;對麻面、氣泡用水沖凈后,用水泥膠漿嵌實、抹平,保濕養護7天后,用細砂紙對混凝土表面打磨,使表面平整、光滑。
3.2 清水混凝土構件缺棱、掉角。缺棱掉角是指清水混凝土構件在脫模后,表面出現缺角和邊棱局部破損等現象,嚴重影響構件的外觀質量和結構功能。原因分析:脫模時野蠻操作,用撬杠、鎯頭硬撬、硬砸;脫模劑涂刷不勻或漏涂;模板拼縫不嚴,振搗時邊角處水泥砂漿流失過多,致使拆模后邊角處混凝土疏松、稍有碰撞立即缺棱掉角;未到養護期滿,過早拆模,導致缺棱掉角。控制要點:嚴格按規范要求對不同構件采取達到相應強度等級時方可拆模,嚴禁過早拆模;拆模時應小心操作,按順序拆模,嚴禁野蠻操作;刷脫模劑應均勻,尤其是模板溝槽、陰角部位更應仔細涂刷,防止漏涂;模板拼縫務必嚴密,振搗混凝土務必仔細、均勻,切勿過振、欠振和漏振。補救措施:缺棱掉角損傷較小者,可用鋼絲刷將受損處浮渣刷凈,灑水濕潤后刷界面劑,用與原混凝土相同色澤的高強度等級水泥砂漿修補,并保濕養護7天;損傷較大時,應將松動部分鑿除,洗刷干凈后涂刷界面劑用相應尺寸鋼模支設后,再用比原混凝土強度等級提高一級的細石混凝土重新澆搗補齊缺損部分,保濕養護7天后方可拆模;拆模后用細砂紙仔細打磨接槎部分混凝土表面,盡量做到與原混凝土色澤一致。