李輝

（東莞市力恒混凝土有限公司）

清水混凝土的初步研究和探討

李輝

（東莞市力恒混凝土有限公司）

清水混凝土有應(yīng)用越來越廣的趨勢(shì)，其本身的裝飾效果得到大家的青睞，本文通過原材料選擇和配合比設(shè)計(jì)，進(jìn)行大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，初步達(dá)到了工地想要的清水混凝土效果。

清水混凝土；配合比；原材料；表觀效果

1 概述

眾所周知，清水混凝土因其自然、莊重的表面效果，受到越來越多人的青睞，世界上一些建筑大師更是對(duì)清水混凝土情有獨(dú)鐘，如世界級(jí)建筑大師貝津銘、安藤忠雄等，在設(shè)計(jì)中采用了大量的清水混凝土。特別是近些年來，我國的清水混凝土工程也越來越多，從作為中國首座大面積清水混凝土工程——由中建三局總承包的聯(lián)想研發(fā)中心、鄭州國際會(huì)展中心、上海保利大劇院等，深圳近期剛剛完工的深圳大學(xué)城清華大學(xué)研究生院、香港中文大學(xué)深圳校區(qū)，以及正在施工的江南布衣設(shè)計(jì)杭州總部，也是由中建三局總承包，邀請(qǐng)了意大利DOTTOR團(tuán)隊(duì)進(jìn)行精心施工，將清水混凝土追求到了極致。

2 工程概況

東莞市VIVO總部工程，由中建三局總承包施工，總建筑面積為 99716.72m2，其中地下建筑面積20965.69m2，主要由4個(gè)單體組成，主要包括7#樓（廠房1）、8#樓（辦公樓）、9#樓（門衛(wèi)室）、10#樓（廠房2），地面上總高度31.8m；層數(shù)：地上最高7層/地下1層，結(jié)構(gòu)形式：框剪/架；主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均采用清水混凝土，應(yīng)用量非常大。由我公司提供混凝土專業(yè)承包。

我公司目前還沒有做過如此大量的清水混凝土工程，在東莞地區(qū)幾乎沒有，在珠三角也不多見。針對(duì)該工程如此大量的清水混凝土，在承接到該工程后，公司馬上組織人員進(jìn)行研究和調(diào)查，了解國內(nèi)所進(jìn)行的清水混凝土狀況，以及達(dá)到的施工水平，并到珠三角附近的清水混凝土項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地考察和了解，同時(shí)也向一些專家和學(xué)者以及混凝土同行請(qǐng)教、交流和溝通，學(xué)習(xí)到了不少寶貴經(jīng)驗(yàn)。然后，馬上成立了以公司技術(shù)負(fù)責(zé)人為首的攻堅(jiān)實(shí)驗(yàn)小組，查閱相關(guān)資料，制定了實(shí)驗(yàn)方案，并且在過程中不斷改進(jìn)，初步完成了試驗(yàn)室的試驗(yàn)效果，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行樣板試驗(yàn)。

由于清水混凝土所要求的表面顏色均一，無蜂窩麻面、水線砂線、氣泡等缺陷，北京班諾混凝土公司的趙志剛進(jìn)行了大量的研究實(shí)驗(yàn)，在其課件中分析了造成清水混凝土表面的缺陷混凝土方面和施工方面的原因，個(gè)人覺得非常到位。其指出，色差混凝土方面主要是粉料顏色變化，混凝土離析、泌水或坍落度變化大，施工方面是過振或振搗不均勻，分層澆筑高度偏大；而氣泡在混凝土方面主要是混凝土含氣量偏大，砂石級(jí)配不合理，施工方面是模板材質(zhì)，模板表面不光潔，脫模劑效果不好，振搗不充分；造成的蜂窩麻面，混凝土方面主要是混凝土離析、泌水或坍落度太小，施工方面主要是過振，模板漏漿；造成砂線、水線混凝土方面主要是混凝土離析、泌水，而施工方面主要原因是過振。并對(duì)漿體體積、水膠比、砂率對(duì)清水混凝土表面氣泡的影響進(jìn)行正交設(shè)計(jì)，找出影響規(guī)律，同時(shí)優(yōu)化配合比，對(duì)外加劑進(jìn)行調(diào)整，最后達(dá)到了較好的效果。

3 原材料控制

為控制清水飾面混凝土的色差，不影響混凝土拌合物的性能，清水飾面混凝土工程所用混凝土原材料除符合混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的要求外，還要滿足以下要求：

水泥：宜選用42.5及以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，要求整個(gè)工程使用的水泥采用同一廠家、強(qiáng)度、批號(hào)，且盡可能采用同一批熟料。針對(duì)此工程，我方經(jīng)過對(duì)比，最后選定了惠州光大水泥廠的凱城牌P.O42.5R水泥。

粗骨料（碎石）：選用強(qiáng)度高，連續(xù)級(jí)配好的碎石，含泥量小于1%，泥塊含量要小于0.5%，針片狀顆粒含量不大于15%，骨料不得帶雜物。要求產(chǎn)地、規(guī)格、顏色必須一致。當(dāng)時(shí)試驗(yàn)了許多不同的碎石，包括連續(xù)級(jí)配和反擊破10～20粒徑的碎石，效果增加不是非常明顯，但是成本要高得太多，我方最后敲定了惠州的5～25連續(xù)級(jí)配碎石，最大粒徑不超過20mm。

細(xì)骨料（砂子）：細(xì)骨料選用中粗砂，必須細(xì)度模數(shù)在2.5以上，其含泥量要控制在2%以內(nèi)，泥塊含量要小于1%，有害物質(zhì)按重量計(jì)≤1.0%。要求產(chǎn)地、細(xì)度、顏色必須一致。選定了西江河砂，細(xì)度模數(shù)2.7～2.8，級(jí)配區(qū)為II區(qū)，0.315mm以下含量15%。

摻和料：建議采用礦物摻和料，為了增加混凝土的漿體體積和流動(dòng)性，同時(shí)適當(dāng)降低一點(diǎn)水化熱，當(dāng)時(shí)試驗(yàn)了礦粉和粉煤灰的分別單摻以及兩者雙摻，綜合實(shí)驗(yàn)效果以及為了控制粉煤灰所帶來的色差和礦粉相對(duì)容易泌水所帶來的外觀效果不穩(wěn)定，最后選擇摻加少量的粉煤灰，盡量減少粉煤灰顏色的影響，同時(shí)要求供應(yīng)廠商、細(xì)度、顏色必須一致。根據(jù)就近原則，我們最后選擇了我們公司隔壁的沙角電廠II級(jí)粉煤灰，也對(duì)I級(jí)粉煤灰進(jìn)行了試驗(yàn)，但是效果并不是非常明顯，且從電廠了解到，其I級(jí)粉煤灰供應(yīng)并不是非常穩(wěn)定。

外加劑：外加劑要求與水泥品種相適應(yīng)，并具有明顯的減水效果，能夠改善混凝土的各項(xiàng)工作性能。要求外加劑的廠商、品牌、摻量必須一致。

4 配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)應(yīng)滿足混凝土強(qiáng)度等級(jí)、耐久性、工作性能、外觀要求，通過多次試配，進(jìn)行配合比優(yōu)化，以確定最佳配合比。混凝土配合比確定后，不應(yīng)改變。

⑴飾面要求：清水飾面混凝土成型后整體光滑、色澤均勻，顏色基本一致，距離墻面5m肉眼看不到明顯色差；表面氣泡均勻、細(xì)小，氣泡直徑不大于3mm、深度不大于2mm、每平方米氣泡面積小于3×10-4m2，表面不得出現(xiàn)寬度大于0.2mm或長于50mm的裂縫。

⑵工作性能：泵送混凝土滿足泵送及耐振要求，在混凝土運(yùn)輸、澆筑以及成型過程中不離析、且易于操作。

5 試驗(yàn)方案

⑴外加劑試驗(yàn)方案：分別用瑞安萘系、瑞安聚羧酸、蘇博特聚羧酸進(jìn)行試驗(yàn)效果分析，首先對(duì)每種外加劑進(jìn)行引氣、消泡劑的試驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行坍落度損失、和易性的觀察、凝結(jié)時(shí)間的調(diào)整，都調(diào)整到一個(gè)合適的狀態(tài)，然后再對(duì)比三種外加劑試驗(yàn)效果。

⑵配合比試驗(yàn)方案見表1。

⑶脫模劑的對(duì)比：分別用機(jī)油、地板蠟、色拉油、花王水性脫模劑、蘇博特水性脫模劑進(jìn)行效果對(duì)比。

⑷試驗(yàn)?zāi)＞撸篜VC管（內(nèi)徑160mm，高400mm）、抗折試模（550×150×150mm）、木模板（60×50×40mm）、塑料桶進(jìn)行對(duì)比。

表1

⑸試驗(yàn)成型方法：振動(dòng)棒（分為一層成型和兩層成型振搗）、振實(shí)臺(tái)（分為一次成型和兩層成型振實(shí)），振搗時(shí)間均為表面泛漿，不出現(xiàn)氣泡為止。振搗完成后均用橡皮小錘在側(cè)面敲擊，以排出氣泡。

6 試驗(yàn)效果

圖1

圖2

圖3

圖4

7 試驗(yàn)總結(jié)

最后確定為配合比選用2的方案，和易性好，坍落度損失1.5小時(shí)為0，初凝時(shí)間6～8小時(shí)，有利于施工，氣泡控制效果最好，其7天抗壓強(qiáng)度為27.2MPa，28天抗壓強(qiáng)度為45.0MPa；外加劑用蘇博特的聚羧酸；脫模劑用花王或蘇博特的水性脫模劑效果差不多，都可以接受；試驗(yàn)?zāi)＞哂媚灸０寤蛘咚芰贤熬蛇_(dá)到較好的效果；成型建議分兩層，木模板用振動(dòng)棒振搗，塑料膠桶用振實(shí)臺(tái)振實(shí)效果最佳。

8 工地滿意程度

經(jīng)過這些試驗(yàn)情況及總結(jié)，使用確定的方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)樣板試驗(yàn)，分兩次澆筑，分為上下兩層，既觀察混凝土的情況，同時(shí)觀察施工以及上下接層的工藝效果，效果如圖5和圖6：

圖5

圖6

工地對(duì)該種效果非常滿意，經(jīng)過了監(jiān)理、甲方和設(shè)計(jì)方（中國建筑設(shè)計(jì)院有限公司）的一致認(rèn)可。

9 結(jié)論

清水混凝土在全世界及全國進(jìn)行了非常多的大項(xiàng)目，都取得了較好的效果，試驗(yàn)和理論研究也非常多，但在不同的地區(qū)原材料等情況不一樣，各方要求也不一樣，本文根據(jù)當(dāng)?shù)厮迷牧锨闆r，結(jié)合本工程的要求，進(jìn)行了相關(guān)方面的初步試驗(yàn)研究，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完成了本工程試驗(yàn)階段的工作，但是還未應(yīng)用到具體的結(jié)構(gòu)上，即真正意義的施工上面，在具體施工的控制上，怎么樣控制原材料的穩(wěn)定、坍落度的穩(wěn)定，即控制色差問題，還是非?？简?yàn)管理的能力。另外，還有許多暫時(shí)未考慮的因素未通過試驗(yàn)表達(dá)出來，都有可能影響清水混凝土的實(shí)際效果，有待下一步繼續(xù)這方面的試驗(yàn)?！?/p>