劉亞平

(1.北京宏鑫預(yù)拌砂漿混凝土有限公司,北京 100076；2.中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)預(yù)拌混凝土分會(huì),北京 100831)

0 寫作背景

中科電商谷是北京市重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一,位于北京市大興區(qū)亦莊舊宮鎮(zhèn)五福堂路,是在北京市市委市政府的領(lǐng)導(dǎo)之下,由首都大型國(guó)企“首農(nóng)集團(tuán)”與“北京中科電商谷投資有限公司”合力開發(fā)建設(shè)的北京首個(gè)城鄉(xiāng)一體化改造投資項(xiàng)目,致力于打造百萬(wàn)平米電子商務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈城市綜合體,開辟“北京電子商務(wù)中心區(qū)(CED)”新時(shí)代。

園區(qū)內(nèi)地面選用彩色混凝土藝術(shù)地面,憑借混凝土自身特有的色彩和質(zhì)感,表現(xiàn)低調(diào)奢華的端莊和大氣。

混凝土藝術(shù)地面從2015年開始試驗(yàn),至2016年5月開始正式施工,澆筑完成的混凝土藝術(shù)地面至今已經(jīng)2年,吸引了一些來(lái)自全國(guó)各地的藝術(shù)家和工程技術(shù)人員前來(lái)參觀。本文針對(duì)大家關(guān)注的問(wèn)題,結(jié)合筆者在混凝土藝術(shù)地面施工中的經(jīng)歷和體驗(yàn),對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)和問(wèn)題進(jìn)行研究和探討。

1 混凝土藝術(shù)地坪技術(shù)要求及難點(diǎn)

混凝土藝術(shù)地面,要達(dá)到預(yù)期的裝飾藝術(shù)效果,就要把它當(dāng)成藝術(shù)品來(lái)做,不允許有缺陷,只有做到完美無(wú)缺,才能夠體現(xiàn)出其獨(dú)特的美感。如果只是把它當(dāng)作普通混凝土來(lái)生產(chǎn)和施工,常常會(huì)發(fā)生缺陷,比如平整度不好、明顯色差、表面起砂、開裂,等等,就像我們經(jīng)?？吹降钠胀ɑ炷恋孛婧吐访?很難把它和藝術(shù)聯(lián)系在一起。

為了避免上述問(wèn)題的發(fā)生,在混凝土生產(chǎn)和施工過(guò)程中,主要采取了如下一系列的技術(shù)方案和措施。

2 混凝土色彩的設(shè)計(jì)及方案

對(duì)混凝土藝術(shù)地坪來(lái)說(shuō),色彩是一項(xiàng)重要的要求,在色彩實(shí)現(xiàn)方面,我們確定了如下的原則。

(1)盡量采用原材料自身的顏色,因?yàn)?a)原材料自身的顏色更能體現(xiàn)混凝土作為藝術(shù)品的獨(dú)特的裝飾效果。(b)采用原材料自身的顏色,混凝土的色彩更持久,不隨時(shí)間的發(fā)展而變化。(c)采用原材料自身的顏色,經(jīng)濟(jì)上更合理。(d)在混凝土中加入顏料,當(dāng)達(dá)到一定的用量時(shí),會(huì)影響混凝土的和易性、強(qiáng)度和耐久性。

通過(guò)選用顏色深淺不同的骨料、膠凝材料來(lái)調(diào)整混凝土的顏色,使色彩滿足設(shè)計(jì)師的要求,同時(shí),通過(guò)這種方法可以配制出顏色深淺不同的混凝土。

雖然采用這種方法增加了生產(chǎn)混凝土?xí)r的管理難度,但較之添加顏料,根據(jù)前述分析,仍然表現(xiàn)出其具有一定的優(yōu)越性。

(2)當(dāng)必須添加顏料時(shí),應(yīng)選擇分散性好、著色力強(qiáng)、耐候性好的顏料。分散性好,是指顏料、膠凝材料一起加水?dāng)嚢钑r(shí),易于分散均勻的特性。著色力強(qiáng),是指達(dá)到同樣的色彩效果需要添加的顏料數(shù)量少。耐候性好,是指使用該顏料的混凝土等材料在室外環(huán)境下,能夠經(jīng)受風(fēng)吹日曬而色彩保持不變的能力。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn),金屬氧化物顏料具有分散性好、著色力強(qiáng)、耐候性好的特點(diǎn),是最適宜用于彩色混凝土的顏料。市面上金屬氧化物顏料廠家很多,良莠不齊,需要進(jìn)行慎重的比較和篩選。

(3)在混凝土色彩設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)關(guān)注混凝土基本原材料的色彩,以盡可能降低顏料的使用量。

(4)在混凝土生產(chǎn)和施工過(guò)程中,應(yīng)關(guān)注混凝土色彩的均勻性和一致性。通過(guò)混凝土充分?jǐn)嚢?控制原材料質(zhì)量波動(dòng),混凝土砂率、坍落度穩(wěn)定,等措施,以實(shí)現(xiàn)色彩的均勻性和一致性。

3 混凝土表面花紋的實(shí)現(xiàn)方案

3.1 混凝土表面刻劃花紋,主要作用有：

(1)裝飾效果

帶有花紋的混凝土藝術(shù)地面更具有設(shè)計(jì)感,能夠更好地表現(xiàn)混凝土的獨(dú)特的藝術(shù)效果,和低調(diào)奢華有內(nèi)涵的風(fēng)格。如圖1。

圖1 帶有花紋的混凝土藝術(shù)地面

(2)防滑效果

混凝土地面上的花紋客觀上增大了地面的摩擦系數(shù),尤其是在陰雨天氣下,走在純平的混凝土地面上很容易滑倒,藝術(shù)地面上的花紋可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題。

3.2 花紋實(shí)現(xiàn)方案

為了使硬化后的混凝土藝術(shù)地面擁有條狀的花紋,考慮到在混凝土澆筑后且在硬化前,采用模壓、刻畫等方式都是可以實(shí)現(xiàn)的。本工程采用了刻畫的方式。混凝土澆筑后,在混凝土接近初凝時(shí),用鎂合金大抹子(圖2)做一遍壓面,緊接著用適當(dāng)硬度和彈性的纖維刷,用適當(dāng)?shù)牧Χ?在混凝土表面刻劃出深度符合要求的花紋。

圖2 鎂合金大抹子

3.3 對(duì)表面堅(jiān)固性的要求

混凝土表面刻劃花紋后,存在局部應(yīng)力集中的問(wèn)題,使其對(duì)表面的堅(jiān)固性要求更高。如果表面堅(jiān)固性達(dá)不到要求,不但花紋難以持久,而且混凝土表面也更加容易起砂、損壞。

4 防止混凝土表面裂縫的方案

混凝土是非常容易開裂的材料,尤其是處于室外的復(fù)雜多變的環(huán)境條件下。仔細(xì)觀察能夠看到的室外的混凝土地面和路面,幾乎無(wú)一不裂。

混凝土裂縫問(wèn)題極其復(fù)雜,對(duì)于混凝土地面和路面,裂縫的產(chǎn)生原因主要有：塑性裂縫、干縮裂縫、自收縮裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、荷載裂縫等。

塑性裂縫發(fā)生在混凝土初凝前,由于混凝土的塑性,不可避免地形成不均勻沉降,造成混凝土剪切應(yīng)力,從而形成塑性裂縫。從裂縫的成因可以看出,塑性裂縫可以減少,但無(wú)法避免。在混凝土硬化前抹面可以有效地彌補(bǔ)塑性裂縫,同時(shí)防止其繼續(xù)發(fā)展。

干縮裂縫與混凝土失水有關(guān),應(yīng)加強(qiáng)保水養(yǎng)護(hù),降低發(fā)生干縮裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

自收縮裂縫與水泥水化后的體積收縮有關(guān)。當(dāng)收縮造成的拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉承載能力,混凝土就會(huì)開裂,必須采取有效的技術(shù)措施減少混凝土自收縮。本工程采用了添加鎂質(zhì)混凝土外加劑的方法,有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。

鋼筋銹蝕裂縫是由于混凝土中的鋼筋因銹蝕而產(chǎn)生體積膨脹,從而造成混凝土裂縫。室外地面混凝土所處的環(huán)境決定了其中的鋼筋銹蝕是不可避免的,經(jīng)過(guò)比較和分析,最終選用了素混凝土的方案。

在混凝土中加入適量的引氣劑,使混凝土的含氣量達(dá)到3%～5%,不影響混凝土強(qiáng)度,提高混凝土的耐久性,同時(shí)對(duì)裂縫控制也有一定的作用。

5 提高混凝土表面堅(jiān)固性的方案

5.1 提高混凝土地面表面堅(jiān)固性的要求

混凝土藝術(shù)地面必須具有足夠的表面堅(jiān)固性,原因是

(1)可以有效防止混凝土表面起砂

(2)表面刻劃的花紋的要求

5.2 實(shí)現(xiàn)方案

通過(guò)下列方案可以有效提高混凝土地面的表面堅(jiān)固性。

(1)混凝土藝術(shù)地面施工時(shí),如果采用高頻振搗,振搗過(guò)程中,水和漿體必然會(huì)上浮,使混凝土表面水分和漿體數(shù)量增加,從而降低混凝土上表面的堅(jiān)固性,還容易產(chǎn)生裂縫。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,不采用機(jī)械振搗,而是選用人工振搗的方式,適當(dāng)振搗,滿足密實(shí)性要求即可,表面不產(chǎn)生過(guò)多的漿體。

(2)綜合考慮混凝土既要振搗密實(shí),表面又不能返漿。膠凝材料體系要有良好的保水性能,坍落度不宜大,混凝土應(yīng)具有良好的和易性,可通過(guò)加入適宜的引氣劑調(diào)整混凝土拌合物粘度合適。本工程的混凝土配合比如表1。

表1 混凝土藝術(shù)地面混凝土配合比

(3)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后,應(yīng)及時(shí)噴涂硬化劑進(jìn)行表面硬化處理。混凝土硬化劑具有一定的滲透性,能夠滲透到混凝土內(nèi)部達(dá)到一定的深度,和水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng),使表面結(jié)構(gòu)更加致密,從而提高混凝土藝術(shù)地面的表面堅(jiān)固性。

6 混凝土藝術(shù)地面的養(yǎng)護(hù)

充分的養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展、體積穩(wěn)定(防止開裂)、表面堅(jiān)固等都有積極的作用。但是其養(yǎng)護(hù)還是具有一定的難度。

早期覆蓋塑料薄膜是防止混凝土失水的最好的方法之一,但是,因?yàn)榭虅澚嘶y,混凝土硬化前無(wú)法覆蓋。

如果采用噴涂養(yǎng)護(hù)劑的方法,養(yǎng)護(hù)劑成膜后能夠防止混凝土失水,但是,在后續(xù)的表面硬化處理時(shí),養(yǎng)護(hù)劑形成的膜將阻礙硬化劑的滲透,硬化劑將不能夠滲透到預(yù)期的深度。影響表面硬化處理的結(jié)果。

經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn),選用了一種無(wú)機(jī)鹽溶液類的混凝土表面固化劑代替養(yǎng)護(hù)劑。這種固化劑無(wú)色無(wú)味,在混凝土刻劃花紋后,均勻噴涂到混凝土表面,加速水泥水化反應(yīng),使表面固化硬化,一方面,硬化后的表面阻止了內(nèi)部水分向外遷移、蒸發(fā)造成混凝土失水,另一方面,混凝土表面硬化后就可以覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。同時(shí),這種固化劑不影響混凝土的滲透性,不影響后續(xù)的表面硬化處理。

7 總結(jié)和展望

實(shí)現(xiàn)混凝土藝術(shù)地面預(yù)期的色彩,應(yīng)優(yōu)先選用混凝土原材料自身的顏色；必須摻加顏料時(shí),應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)金屬氧化物顏料,應(yīng)關(guān)注色彩的均勻性、耐候性等要求；

通過(guò)適當(dāng)?shù)恼駬v,混凝土良好的和易性、噴涂表面硬化及等方法,使混凝土表面具有足夠的堅(jiān)固性,以滿足表面不起砂、表面裝飾花紋等要求；

選用養(yǎng)護(hù)方法時(shí),應(yīng)充分考慮施工條件和現(xiàn)實(shí)性；

通過(guò)選用優(yōu)質(zhì)原材料、優(yōu)化配合比、鎂質(zhì)外加劑、充分養(yǎng)護(hù)等措施,可以有效防止裂縫的發(fā)生。