筆者認為，在沒有條件進行精確的試驗驗證的情況下，工程師們應(yīng)有能力通過觀感對已發(fā)生的變化做出準確的判斷，并對配合比作出適當調(diào)整，以適應(yīng)這種變化，就像中醫(yī)一樣，對病人“望、聞、問、切”后便能開出藥方。
1 工程師應(yīng)力求成為一個“經(jīng)驗豐富的中醫(yī)”
為什么要把工程師比作中醫(yī)呢?
研究對象的相似性。同是一種病，甚至是同一人患了同一種病，中醫(yī)開出的藥方都是不一樣的，否則病人只需拜訪醫(yī)生一次，將中藥拿回家分開稱量，以后得了同樣的病，按配方到藥店抓藥就行了，或者國家只需公布不同疾病所對應(yīng)的配方，患者查表抓藥就可以了。然而事實并不是這樣。中醫(yī)開處方前要看氣色、聞氣味、問病情，還要把脈，準確了解病人疾病的嚴重程度、身體素質(zhì)、精神狀態(tài)、營養(yǎng)條件后，結(jié)合自己手中中藥的品質(zhì)，合理配藥，才能藥到病除。沒有完全一樣的病人，更沒有完全一樣的病情，當然也就不可能有完全一樣的藥方。
混凝土也是如此，不同的工程，混凝土服役的環(huán)境不同，受力特點不同，原材料質(zhì)量不同，施工方法不同，操作工人不同，所以，混凝土的配方也不能相同。沒有完全一樣的工程，也就沒有完全一樣的配合比，否則，國家只需頒布配合比速查表，大家查表使用，而無需進行配合比設(shè)計。
研究手段的相似性。中醫(yī)在診斷病情時采用的手段是“望、聞、問、切”。一個經(jīng)驗豐富的混凝土材料工程師，可以使用“看、問、聽劃、摸、捻、抹”等簡易快捷的手段感知混凝土質(zhì)量，二者都不借助于檢測儀器，快速做出判斷并及時處置。
思想方法的一致性。原材料不可提純且組成復(fù)雜、化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜等因素，決定了混凝土具有微結(jié)構(gòu)和性能不確定性與不確知性，是一個非線性的混沌體系，必須用“整體論”的思想方法進行研究。“整體論”是東方科學(xué)文化傳統(tǒng)的思想方法，它主張從整體著眼，注意事物之間的聯(lián)系，更合乎辯證法，它相對于西方近代科學(xué)常用的“還原論”思想方法，在混凝土研究上有明顯的優(yōu)越性。
中醫(yī)使用的“陰”、“陽”、“氣”、“脈絡(luò)”、“內(nèi)病外治”等理論是典型的“整體論”的思想成果，它將人體看成一個有機的整體，考慮到各器官相互之間的影響，在思想方法上和混凝土研究是一致的。
2 要用中醫(yī)“變化的”的眼光看待混凝土
我們不能希望一個配合比通過試驗室試配和現(xiàn)場驗證后使用一個月，甚至一年，這是不符合邏輯的。筆者的體會是，一個配合比能使用三天就很意外了，如果我們力求完美，一個工班幾次調(diào)整配合比是常有的事，其主要原因是原材波動太大。例如砂子，即便是質(zhì)量還算穩(wěn)定的河砂，連續(xù)10車質(zhì)量基本穩(wěn)定便是奇跡，裝載機上料的時候，連續(xù)三鏟，鏟鏟不一樣的情況也不鮮見。
原材料質(zhì)量的波動引起混凝土質(zhì)量的波動后果不可小視。商品混凝土行業(yè)情況可能要好一些，因為在商品混凝土攪拌站，混凝土采用罐車運輸，是幾盤料混為一車，混凝土質(zhì)量的波動有個沖銷的機會，且由于運輸罐車有攪拌的功能，混凝土的質(zhì)量偏差可以方便地進行調(diào)整。但若是使用吊斗運輸?shù)幕炷令A(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)，情況就嚴重了，特別是高強度等級的混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)，由于減水劑用量較大，原材料含水量不大的變化就會引起混凝土坍落度的大幅度波動，造成混凝土干硬無法振搗密實或者嚴重離析泌水的后果。以上提到的僅僅是混凝土工作性能的波動，原材料波動當然還會引起耐久性和力學(xué)性能的波動，這里不做具體討論。
3 用中醫(yī)“望、聞、問、切”的方法診斷原材料和混凝土質(zhì)量
“望”就是觀察，是混凝土質(zhì)量控制四個手段中獲取信息量最大的一個。
“望”要從原材料質(zhì)量檢查開始，例如若粉煤灰顏色過深則燒失量很有可能超標，砂子聚集成團則含泥量可能超標等等。
在混凝土拌和階段，“望”的主要任務(wù)是觀察混凝土在攪拌筒里的運動狀態(tài)、看電流表。對低流動性的混凝土，若攪拌機葉片將混凝土“犁”起較高且散成多塊，筒壁無泌漿，則坍落度偏小，反之則偏大;對高流動性的混凝土，若攪拌機葉片將混凝土“帶”起的高度較大，混凝土在攪拌筒內(nèi)蕩漾的幅度較小，筒壁附近泌漿區(qū)的寬度較小，則坍落度偏小，反之則偏大。攪拌混凝土時，攪拌機的電流強度與混凝土的坍落度密切相關(guān)，電流強度大，說明坍落度小，電流強度小，說明坍落度大，此時若能確定原材料質(zhì)量無變化，攪拌機稱量系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠，則可斷定混凝土坍落度的變化是砂石料含水率波動引起的，我們可以直接根據(jù)電流強度的變化調(diào)整用水量，為澆注現(xiàn)場提供工作性穩(wěn)定的混凝土。
若用吊斗運輸混凝土，工程師們就多了一個觀察坍落度的絕佳機會。混凝土從攪拌機放入吊斗時會堆積成一座“山峰”，然后慢慢坍塌，根據(jù)“山峰”的初始高度、坍塌的速度、坍塌結(jié)果的平坦程度，可以準確地判斷混凝土的流動性能，這種判斷甚至比坍落度試驗的結(jié)果還可靠，因為坍落度檢測畢竟是小樣本試驗，人為因素影響很大。
在混凝土澆注階段，“望”的主要任務(wù)是觀察混凝土是否便于振搗密實，是否泌漿、泌水，是否便于抹平收光。例如，砂率過小會使混凝土粘度增加，振搗棒插入困難，返漿困難;砂率過大時混凝土氣泡難以排出，易密性差。用水量大和減水劑摻量大會引起泌漿、泌水，用水量過小混凝土會發(fā)粘，如此等等……，只要找到混凝土表現(xiàn)與配合比之間的規(guī)律，就能及時發(fā)現(xiàn)問題，及時調(diào)整。
混凝土脫模后，“望”的主要任務(wù)是觀察混凝土的外觀質(zhì)量，從而推測內(nèi)在質(zhì)量。例如，在相同的材料，相同的澆筑工藝，相同的養(yǎng)護條件下獲得的混凝土結(jié)構(gòu)，通過比較顏色深淺，可以粗略估計混凝土強度的高低。規(guī)律是：若顏色異常偏淺，則極有可能用水超量，混凝土強度不夠;若顏色異常偏深，則極有可能是因為減水劑超量，用水量大幅度減少，混凝土強度過高。
機理如下：心理物理學(xué)的研究表明，人們對亮度的感覺，主要與物體表面對光的漫反射有關(guān)。當人們觀察某一平面時，若該平面漫反射光所占的份額愈小，則平面愈黑，這也說明物體的表面愈光滑。水灰比大的混凝土結(jié)構(gòu)相對不夠密實，其表面凸起尺寸大部分大于可見光的波長(380μm~750μm)，光的反射方式主要是漫反射，因此表現(xiàn)為淺色;水灰比小的混凝土結(jié)構(gòu)密實，其表面凸起尺寸大部分小于可見光的波長，光的反射方式主要是鏡面反射，漫反射所占比例很小，因此表現(xiàn)為深色。
“聞”在中醫(yī)里指聞氣味，在混凝土質(zhì)量控制中，筆者還沒有聞氣味的經(jīng)驗，這里我們可以通感地指利用面部來感知混凝土的溫度。
原材料質(zhì)量檢查階段，“聞”在感知水泥溫度上頗為有效。水泥到場后不要立即泵入儲存罐，工程師應(yīng)揭開罐車頂蓋，用面部感知水泥是否過熱，有經(jīng)驗的工程師對水泥溫度的估計，誤差能達到5℃以內(nèi)。若水泥溫度過高，可采取降溫待用，或采取新抽地下涼水拌制混凝土等措施減弱其不良影響。
在混凝土拌和階段，“聞”的意義在于感知混凝土拌和時的溫度。混凝土拌和時，打開攪拌機觀察孔，用面部感知混凝土溫度。在冬季，我們關(guān)心入模溫度是否過低;在夏季，我們關(guān)心入模溫度是否過高。通過對混凝土溫度的簡單判斷，我們可以立即采取對原材料加溫或降溫、調(diào)整熱養(yǎng)護制度等應(yīng)對措施。
混凝土脫模后，“聞”的工作是感知混凝土構(gòu)件的溫度，從而決定能不能立即撒水養(yǎng)護，是否需要繼續(xù)覆蓋保溫，這對避免構(gòu)件因溫度應(yīng)力而開裂意義重大。
“問”是詢問，指向工人和其他人員了解施工現(xiàn)場的發(fā)現(xiàn)。在施工過程中，身處一線的操作工人對混凝土的表現(xiàn)有切身的感受，就像病人對自己身體的感受一樣，因此，他們的描述有重要的參考價值。
“切”在中醫(yī)中指摸脈搏，這里指用手捻、用鍬拌、用抹刀抹等動手方式了解混凝土的質(zhì)量。
“切”對了解粉煤灰的質(zhì)量很有效。抓一把粉煤灰，先用“望”的手段判斷燒失量，然后用手捻，感知粉煤灰的細膩程度，可粗判其細度是否合格。沒有經(jīng)驗的工程師可以先做個估計，然后進行檢測，將估計值和和檢測結(jié)果進行比對，幾次訓(xùn)練就可掌握這門技巧。
在混凝土澆注階段，“切”的主要手段是用手捏，用鍬拌，用抹刀抹，主要目的是了解混凝土的流動性、粘聚性、粘度等各項工作性能。如抓起一把混凝土，用手揉捏一下，可了解砂漿是否飽滿，砂率是否適中，進而判斷混凝土離析和泌水的可能性;用鍬翻拌混凝土，可以了解混凝土的粘度;用抹刀在混凝土表面試抹幾下，了解混凝土是否便于抹平收光。通過“切”的“診斷”，混凝土的工作性表露無遺，相比坍落度試驗，既方便，又全面。
在混凝土脫模后，“切”主要是指用手撫摸混凝土表面，配合“聞”判斷混凝土的脫模溫度，若溫度過高，則應(yīng)延長降溫時間，避免混凝土因急冷而開裂。
4 用中醫(yī)“綜合的、整體論”的思想方法調(diào)整混凝土質(zhì)量
用“望、聞、問、切”的手段了解原材料和混凝土質(zhì)量后，便可以用中醫(yī)常用的“整體論”的思想方法調(diào)整混凝土質(zhì)量，這里舉幾個例子說明。
例1：某預(yù)制構(gòu)件工程，混凝土強度等級C65，坍落度180mm，使用5mm~10mm和10mm~20mm兩級配石灰?guī)r碎石，要求碎石必須水洗，以降低含泥量(實際主要是石粉)。冬季霜凍期，水洗碎石無法操作，偶有幾車5mm~10mm碎石石粉含量很高，若測含泥量，估計在2.5%左右。另外，本工程每方混凝土5mm~10mm碎石用量為320kg 。
綜合分析并處置：許多人持一種“活性”至上的觀點，認為粉狀材料必須要有活性，否則是有害的。事實上我們沒有必要一味強調(diào)“活性”，我們不妨把石粉理解成一種微骨料，其中較粗的顆粒可填充砂粒間的空隙，較細的顆粒可填充水泥間的空隙，適量的石粉對改善混凝土材料的級配是有益的;細粒的石粉還可以為水泥水化的產(chǎn)物提供晶核，加速水化產(chǎn)物從水溶液中析出凝結(jié)，從而促進水泥的水化;何況石灰石粉末也不完全是“惰性”的，它可以參與化學(xué)反應(yīng)，生成水化碳鋁酸鹽。可見，適量的石粉對混凝土質(zhì)量有正面的影響。本工程碎石帶入的粒徑小于80um的石粉約8kg，數(shù)量較小，負面影響可忽略。但引入8kg的粉料會使混凝土坍落度稍有下降，粘度稍有上升，因此工程師通知攪拌站每方混凝土加水2kg。做出這種調(diào)整后混凝土坍落度略有上升，粘度略有下降、保水性等無明顯變化，后來發(fā)現(xiàn)28d的抗壓強度也無異常，說明工程師的處置很恰當。
例2：某預(yù)制構(gòu)件工程，混凝土強度等級C50，坍落度50mm，每方混凝土摻Ⅱ級粉煤灰60kg。和大多數(shù)攪拌站一樣，該攪拌站的儲存能力無法保證原材料先檢后用。生產(chǎn)過程中攪拌機操作工發(fā)現(xiàn)攪拌機電流強度突然上升，打開觀察孔查看，發(fā)現(xiàn)被葉片“犁”起的混凝土由正常的連續(xù)的整塊狀變?yōu)槠扑闋睿涠让黠@降低，攪拌機運轉(zhuǎn)系統(tǒng)和攪拌站計量系統(tǒng)無異常。得到報告后值班工程師趕到現(xiàn)場詢問情況，得知半小時前材料部門向粉煤灰罐打入50噸粉煤灰。值班工程師查看材料樣品發(fā)現(xiàn)：粉煤灰顏色偏深，用手捻時感覺粗糙。值班工程師認為混凝土坍落度異常是粉煤灰細度和燒失量不合格引起的，由于某些原因，工程不能停工，粉煤灰也不能及時退換。工程師分析認為，粉煤灰偏粗影響不大，但燒失量大說明粉煤灰含碳量大，吸水能力強，粉煤灰顆粒軟弱且喪失了大部分活性。工程師采取了如下應(yīng)對措施：①降低用水量2kg，通過降低水膠比的方式彌補粉煤灰顆粒軟弱且喪失活性對混凝土力學(xué)性能的影響;②增加減水劑用量，保證坍落度不變。調(diào)整配合比后混凝土現(xiàn)場表現(xiàn)略粘，但能正常使用，28d抗壓強度降低2MPa，混凝土質(zhì)量可以接受。
例3：某立交橋工程，橋墩混凝土強度等級C30，摻Ⅱ級粉煤灰，摻量80kg/m3，使用某廠P·O42.5水泥，用量300kg/m3，水泥比表面積在380m2/kg至400m2/kg之間，發(fā)現(xiàn)水泥與減水劑相溶性時好時壞，且已查明責任在水泥生產(chǎn)廠。工程師雖與水泥廠多次交涉，但無法改變現(xiàn)狀。某日現(xiàn)場反映混凝土坍落度劇降，工程師采取三項措施維持質(zhì)量穩(wěn)定：①提高粉煤灰用量到110kg/m3，降低水泥用量至270kg/m3;②用水量不變，調(diào)整減水劑用量，以維持混凝土坍落度不變;③脫模后保濕養(yǎng)護時間由原來的3天延長至5天。采取這三項措施的理由有四點：①該工程原配比粉煤灰摻量為21%，偏低，可提高到29%，降低水泥用量可部分緩解水泥與減水劑相溶性不好帶來的危害。②水泥用量下降，粉煤灰用量上升后混凝土早期強度會有所降低，但該橋墩服役時間在4個月之后，屆時粉煤灰對強度的貢獻已顯現(xiàn)，故無須擔心因混凝土強度不夠而危害橋梁安全。何況用強度至上的觀點評價結(jié)構(gòu)安全性本來就不一定科學(xué)，茅以升用結(jié)構(gòu)吸收能量后的變形大小來評價結(jié)構(gòu)的安全性似乎更加合理。③用水量不變，通過調(diào)整減水劑用量來維持混凝土坍落度對混凝土無害。④摻粉煤灰后混凝土早期孔隙率較大，碳化速度較快，延長養(yǎng)護時間可降低混凝土表面的孔隙率，降低混凝土早期碳化速度。
需要特別說明的是，筆者在此介紹不使用儀器檢測的方法判斷質(zhì)量，不經(jīng)試配就進行配合比調(diào)整，不是為了鼓吹經(jīng)驗至上，否定儀器檢測和試驗室試配的必要性，而是建議大家正視施工現(xiàn)場復(fù)雜多變的現(xiàn)實和不良條件，積極積累經(jīng)驗，綜合地判斷各種變化因素對混凝土質(zhì)量造成的影響，以便及時采取措施，盡最大可能保證混凝土質(zhì)量，這比那些奉行“鴕鳥政策”，回避現(xiàn)實的態(tài)度要積極得多。
筆者還認為，由于原材料波動較大，試驗室試配的結(jié)果不可能直接用于施工，即便經(jīng)過了現(xiàn)場驗證，也不可能長時間適用，試驗室試配的意義僅在于為我們?nèi)蘸蟮呐浜媳日{(diào)整提供一個參比的基點。