清水混凝土的生產(chǎn)及施工工藝研究

0引言隨著建筑技術(shù)的突飛猛進(jìn)，建筑裝飾也從針對(duì)建筑物進(jìn)行裝飾開(kāi)始轉(zhuǎn)向在建造建筑物時(shí)直接達(dá)到裝飾效果，清水混凝土（裝飾混凝土）隨之應(yīng)運(yùn)而生。清水混凝土是一種在成型后可以直接利用表面作為裝飾效果的混凝土，在一次性澆筑成型之后，不需任何外部裝飾，僅由透水混凝土本身的肌理、質(zhì)感以及設(shè)計(jì)施工中預(yù)留的明縫、紋理和螺栓孔等組合形成建筑的裝飾面。因此，為了達(dá)到裝飾效果，需要保證清水混凝土達(dá)到具有平整光滑的表面，沒(méi)有明顯色差等要求。1清水混凝土的性能清水混凝土的性能主要分為表觀性能和基本性能[3]。1.1表觀性能由清水混凝土的定義及其主要性能要求可知，與普通混凝土不同，清水混凝土最注重的是其高質(zhì)量的表觀性能，具體表現(xiàn)為：（1）色澤均勻?yàn)楸ＷC清水混凝土的裝飾作用，最基本的要求是其表面應(yīng)保證色澤均勻，不應(yīng)有明顯色差以免影響其美觀效果。（2）氣泡少若清水混凝土表面氣泡過(guò)多，將會(huì)明顯影響其表觀性能，因此應(yīng)保證其氣泡較少，當(dāng)氣泡過(guò)多時(shí)應(yīng)采用相應(yīng)的修補(bǔ)措施以保證其裝飾效果。目前，針對(duì)清水混凝土的表觀性能，國(guó)內(nèi)外均未有成文的針對(duì)其表觀性能的試驗(yàn)及測(cè)試方法。此外，參考《JGJ169—2009清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，可發(fā)現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)中雖然存在對(duì)清水混凝土的色澤及氣泡的相關(guān)要求，但存在以下缺陷：針對(duì)清水混凝土的色澤，僅有定性要求“有無(wú)明顯色差”，無(wú)明確定量要求及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)清水混凝土表面的氣泡，雖然有定量要求，但并沒(méi)有明確規(guī)定清水混凝土表面氣泡的選取位置及測(cè)定范圍，因此在判定結(jié)果方面可能有偏差。1.2基本性能清水混凝土的基本性能主要包括其工作性能、力學(xué)性能及耐久性能。參考清水混凝土的定義及現(xiàn)行清水混凝土質(zhì)量控制措施可發(fā)現(xiàn)，與普通混凝土相比，清水混凝土的性能要求并未有明顯提高，且多在施工工藝、質(zhì)量管控等方面要求更高，因此，不必單獨(dú)研究其力學(xué)性能及耐久性能。2清水混凝土原材料選擇及配合比設(shè)計(jì)混凝土的原材料主要為水泥、摻合料、粗骨料、細(xì)骨料、外加劑及水六種成分，這些原材料的選擇及配合比直接影響混凝土的性能。針對(duì)表觀性能要求較高的清水混凝土，需注重原材料的選擇及拌合物的勻質(zhì)性，因此需在保證其基本性能的前提下，嚴(yán)格選擇原材料并控制其配合比，以滿足其在表觀性能的特殊要求。2.1原材料選擇材料組成：清水混凝土由一定比例的水泥、摻合料、粗骨料、細(xì)骨料、外加劑和水組成。水泥：一般選用高標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥，且應(yīng)保證其與外加劑的適應(yīng)性。在為同一工程提供清水混凝土?xí)r，所用水泥應(yīng)為同一廠家、同一品種、同一標(biāo)號(hào)，以保證清水混凝土拌合物的勻質(zhì)性。摻合料：一般選用礦粉或粉煤灰，能增強(qiáng)混凝土的和易性。同一工程所用的摻合料應(yīng)來(lái)自同一廠家、同一品種。粗骨料：通常選用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久性較好、較潔凈的骨料。粒徑范圍應(yīng)在5~20mm，且粗骨料應(yīng)符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）中對(duì)粗骨料性能方面的要求，此外，同一工程的粗骨料應(yīng)來(lái)自同一石場(chǎng)。細(xì)骨料：應(yīng)選擇連續(xù)級(jí)配的河砂或人工砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.6，顏色一致，應(yīng)符合《建筑用砂》（GB/T14684-2011）的規(guī)定；外加劑：應(yīng)根據(jù)《混凝土外加劑》（GB8076-2008）的要求選用外加劑，此外應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需求以確定外加劑的種類及摻量。水：應(yīng)符合《JGJ63-2006》的規(guī)定。2.2配合比設(shè)計(jì)基于清水混凝土的定義及特征，為保證清水混凝土的表觀性能及基本性能，在綜合分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，清水混凝土的配合比從以下方面考慮：（1）適宜的漿體量漿體量包括漿體組成、黏度、相對(duì)體積、勻質(zhì)性等指標(biāo)，將直接影響清水混凝土力學(xué)性能、耐久性能、表觀色澤均勻性、氣泡的多少等重要指標(biāo)。（2）密實(shí)的骨料堆積密實(shí)的骨料堆積有利于提高清水混凝土的內(nèi)部密實(shí)程度，提高清水混凝土工作性能、力學(xué)性能、耐久性能。具體配合比設(shè)計(jì)方法可采用普通混凝土配比法、全計(jì)算法、致密配比法，各企業(yè)應(yīng)按照生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)方法的選擇。此外，根據(jù)清水混凝土在實(shí)際生產(chǎn)及施工中的實(shí)際情況，按照配合比設(shè)計(jì)生產(chǎn)的清水混凝土應(yīng)滿足以下條件：清水混凝土拌合料含氣量要低，拆模后混凝土表面無(wú)明顯大的氣泡，集中出現(xiàn)的小氣泡也是不允許的；為保證施工方便，清水混凝土應(yīng)具有良好的泵送性能和流動(dòng)性；考慮到運(yùn)輸和施工進(jìn)度，混凝土的可施工時(shí)間大于2.5h；強(qiáng)度等級(jí)C30以上。針對(duì)以上的要求，本公司設(shè)計(jì)了一系列對(duì)比試驗(yàn)，尋找最優(yōu)的配合比以及原材料種類。根據(jù)大量的前期試驗(yàn)，我們確定強(qiáng)度等級(jí)C30的清水混凝土的施工配比（表1）。與傳統(tǒng)C30混凝土相比，該配比的膠凝材料以及砂率有所提高，其目的是為了提高混凝土的包裹性以及流動(dòng)性，更有利于振動(dòng)過(guò)程中的氣泡排出。3清水混凝土的生產(chǎn)及施工工藝3.1清水混凝土的生產(chǎn)保證清水混凝土拌合物的勻質(zhì)性對(duì)清水混凝土的施工質(zhì)量至關(guān)重要，為達(dá)到這一目的，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：要保證原材料的穩(wěn)定，在生產(chǎn)前需對(duì)粗骨料、細(xì)骨料進(jìn)行沖洗，方可進(jìn)行攪拌；為保證拌合物的勻質(zhì)性，清水混凝土攪拌時(shí)間應(yīng)比普通混凝土延長(zhǎng)20～30s[8]；應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸時(shí)間及具體施工部位的不同，恰當(dāng)控制清水混凝土拌合物的坍落度及經(jīng)時(shí)坍落度損失，以保證其外觀質(zhì)量。3.2清水混凝土的施工工藝施工工藝很大程度上決定了清水混凝土的最終效果，考慮到實(shí)際施工過(guò)程中的人員素質(zhì)、工藝的可操作性等因素，我們把清水混凝土施工工藝的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)總結(jié)如下：（1）控制出料位置：泵送混凝土的出料口必須深入混凝土之內(nèi)，深度約為10cm，隨著澆筑混凝土高度的升高同步上升。這樣防止?jié)仓炷吝^(guò)程中出現(xiàn)泥漿飛濺，污染模板表面，以及沖力過(guò)大容易引入氣泡的缺點(diǎn)。（2）分層澆筑：一次澆筑高度不應(yīng)大于1m，澆筑完畢后振搗棒插入澆筑面以下15cm開(kāi)始向上振搗。（3）由于振動(dòng)過(guò)程中，氣泡及漿體上冒，最終在構(gòu)件的上層會(huì)出現(xiàn)較厚的浮漿層，特別是構(gòu)件高度較高時(shí)，應(yīng)對(duì)上層浮漿進(jìn)行處理，以免影響外觀及工程質(zhì)量。4總結(jié)清水混凝土外觀質(zhì)量不僅僅是混凝土的