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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

日志

 
 
关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学、河北工大、北京交大硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员、混凝土耐久性专业委员会委员,全国混凝土标准化技术委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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清水混凝土制备要素与质量控制措施探讨  

2016-09-13 06:37:58|  分类: 混凝土质量控制 |  标签: |举报 |字号 订阅

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前言

清 水混凝土产生于 20 世纪 20 年代。随着混凝土广泛应用于建筑施工领域,建筑师们逐渐把目光从混凝土作为一种结构材料转移到材料本身所拥有的质感上,开始用混凝土与生俱来的装饰性特征 来表达建筑传递出的情感[1]。20 世纪末,随着绿色建筑的不断发展,人们环保意识的不断提高,返朴归真的自然思想深入人心,我国的清水混凝土工程也逐渐得到了发展和应用。中建三局率先在各 重点工程中使用清水混凝土,包括武汉中南剧院、武汉火车站、成都来福士广场等等,从彩色清水混凝土、自密实清水混凝土到陶粒清水混凝土等,积累了大量的混 凝土制备与施工质量控制经验。本文在相关工程经验的基础上,结合当地材料,从原材料的选择、配合比的设计、施工工艺和技术质量控制等方面,分析了清水混凝 土的制备要点与质量控制技术措施,为清水混凝土的生产和进一步推广应用提供了重要参考。


原材料选择

合理选用原材料是清水混凝土研制及应用的基础。因此,选择性能优异、经济合理的原材料至关重要,原材料的各项技术性能指标,应有更为严格的要求。

(1)水泥:水泥品种的选择,一般不宜采用火山灰质硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。因为火山灰质硅酸盐水泥需水量大、易收缩;矿渣硅酸盐水泥保水性较差、易泌水,可能引起色差、表面塌陷等缺陷。应首选硅酸盐水泥,而且要求统一强度等级、统一批号,确保水泥的色泽与组分的统一。

(2)细集料:一般应采用 Ⅱ 区中砂,且砂的含泥量等性能指标应符合 GB/T14684—2011《建设用砂》要求,此外选材要求产地、颜色等均一稳定。

(3)粗骨料:应选用形状呈立方形、质量好、强度高、色泽差异小、最大粒径不超过 31.5mm 的连续级配的碎石,其含泥量和泥块含量应符合 GB/T14685—2011《建设用卵石、碎石》的标准,并要求有固定统一的产地、规格和颜色。

(4)矿物掺合料:一般选用粉煤灰作为清水混凝土的矿物掺合料,为保证质量,要求粉煤灰为 II 级灰以上产品,并要求有确定的厂商、细度,不含杂质。

(5)水:清水混凝土用水应符合国家饮用水标准,以保证质量。

(6)外加剂:与普通混凝土相比,清水混凝土对外加剂的要求更高。首先要有高效的减水性能,尽量减少混凝土用水量,改善混凝土的工作性能,提高混凝土的密实性。其次要保证外加剂性能的稳定性,尽量选用同批次母液制备的外加剂,以保证混凝土性能稳定,从而使得混凝土表面成型平滑无孔洞。

配合比设计要求

2.1  技术路线

(1)使用级配良好、含泥量等达标的性能较好的粗细集料,减小泥含量对表观颜色的影响,保证混凝土的均匀性和优异工作性能;

(2)复合掺加不同的优质矿物掺合料,降低水泥用量,除了通过粉料比例调整配制混凝土色调之外,同时可以控制混凝土的水化放热和水化进程,防止表面开裂,还能够优化粉料颗粒的级配,提高混凝土的工作性能;

(3)使用含气量少的高效聚羧酸减水剂,选择适宜的水胶比,平衡用水量与外加剂掺量之间的关系,以减少混凝土硬化后表面由于水分散失和由外加剂引入的气泡数量,从而改善混凝土外观质量;

(4)适当延长搅拌时间,优化粉料投料顺序。先将粉料与骨料混合干拌,通过骨料分散超细粉,均匀分布,从而保证粉料均匀,确保混凝土表观和颜色的一致性。

2.2  技术关键点

为 保证清水混凝土的色泽一致,施工时应采用同一配比的混凝土,且保证原料不变。细集料选用质地坚硬、级配良好的河砂或人工砂,细度模数应大于 2.6,砂率宜控制在 35%~42%;水泥用量不低于 300kg/m3,水灰比不宜超过 0.45。 混凝土坍落度应控制在 180~230mm 之间。 采用机械搅拌,搅拌时间应比普通混凝土延长 20~30s[2]。

2.3  设计注意事项

清 水混凝土坍落度不宜过大,在材料质量比较稳定和优异的情况下,可以适当增大新拌混凝土的坍落度,将其控制在180~230mm 之间。若材料波动较大,尤其是粉煤灰烧失量过大时,在满足施工要求的前提下,应尽量降低混凝土坍落度,避免造成黑色泌浆及形成的色差带和水纹带。不宜采用 过大用水量,避免引入过大的孔隙和气泡。


施工工艺及注意事项

3.1  运输与生产

在 生产混凝土的过程中,固定使用一套搅拌设备生产,生产前校准计量装置,并清洗搅拌机和输送皮带,防止引入其他材料;准确计量材料,严格按照设计的配合比制 备,并随时检测集料的含水量,及时进行调整;适当延长搅拌时间,确保混凝土搅拌均匀;运输罐车在运输前必须将罐内清洗干净并放干净罐内积水,罐车装料完毕 后严禁随意冲洗进料口,防止冲水进罐内;每个批次的混凝土应逐一检测其工作性能,并观察混凝土的颜色及和易性,确认合格后方可出站,并且安排专门的技术人 员跟车到现场监督并辅助施工;在混凝土运输过程中,车载罐保持合理的转速,保持混凝土的均匀性,确保混凝土正常施工,保持车载罐快转 30s 以上方可出料[3,4]

3.2  浇筑

首 先,混凝土浇筑前应进行模板内部清理,浇筑前刷脱模剂并保证干燥成膜。墙、柱根部先浇与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆,顶部浇筑时加入适量洗净的石子, 这样既可保证根部、顶部混凝土的强度,又可使材质均匀一致。浇筑时,合理安排调度,确保连续浇筑,避免引起冷缝等问题。混凝土卸料高度超过 3m 时,应采用串筒或溜槽辅助卸料。

3.3  振捣

清 水混凝土墙、柱的振捣可采用插入式振动棒振捣。振动点应从中间开始向边缘分布,且布点均匀、层层搭接,振动棒操作要“快插慢拔”,使混凝土中气泡浮出消 散,使混凝土结构均匀密实。斜坡上,依据振捣器所振动的范围布置卸料点,坡脚及中部振捣密实,随着振捣的方向推进,确保混凝土浇筑质量。

3.4  养护

在 混凝土浇筑完毕时,表面及时覆盖。拆模后要派专人进行喷雾保温保湿养护,表面可采用一层吸水自养护布、一层保温层、一层防护层进行养护,并定时进行喷水加 湿,确保混凝土均匀水化,混凝土覆膜保温保湿养护的时间不得少于 14d,养护完毕也需用防护层包裹,直至整个工程完毕,防止其他部位施工过程中刮伤或污染清水混凝土。 清水混凝土工程拆模后,应使混凝土表面处于湿润状态,可采用粘性薄膜或喷涂养护膜覆盖,进行保湿养护。

3.5  成品保护

清水混凝土是直接暴露在环境中的,随着时间推移,其耐久性和外表感官质量都会下降,所以在后期应在其表面喷涂一层透明的保护膜,这对清水混凝土的最终装饰效果起着很重要的作用。


修补及成品检验


(1)清水混凝土并非镜面混凝土,允许表面有一定量的气泡和缺陷。实际生产的清水混凝土表面状况允许采用一定的技术手段进行修补,常用修补方法主要有混凝土颜色稳定前采用同配比粉料净浆修补和混凝土颜色完全稳定之后通过颜料配色修补。

(2)清水混凝土外观质量与检验方法。 外观质量与检验方法如表 1 所示。

表 1   清水混凝土外观质量与检验方法

项次

项目

普通清水混凝土

饰面清水混凝土

检查方法

1

颜色

无明显色差

颜色基本一致,无明显色差。

距离墙面观察

2

修补

少量修补痕迹

基本无修补痕迹

距离墙面观察

3

气泡

气泡分散

最大直径不大于 8mm,深度不大于 2mm,每平方米气泡面积不大于 500px2

尺量

4

裂缝

宽度小于 0.2mm

宽度小于 0.2mm,且长度不大于  1000mm

尺量,刻度放大镜

5

光洁度

无明显漏浆、流淌及冲刷痕迹

无漏浆、流淌及冲刷痕迹,无油迹、墨迹及锈斑,无粉化物。

观察


总结


清水混凝土的制备及技术应用是一项庞大的工程,各个环节必须衔接紧密,配合紧凑,才能达到理想的应用效果。在技术手段方面,清水混凝土的制备及质量控制关键点大致可以总结为如下几点:


(1)砂石含泥量控制,粉料批次颜色质量控制;

(2)用水量和外加剂含气量控制;

(3)生产组织与运输控制与计量;

(4)模板和脱模剂选择 ;

(5)浇筑与振捣;

(6)拆模与养护措施。

为了保证清水混凝土的应用效果,施工过程要充分考虑各种影响因素,包括清水混凝土的原材料的选择、配合比设计、施工工艺、养护工艺及修复检验方法等。在制备与施工过程中,应全面考虑各种因素对清水混凝土的影响,将不利因素降到最低。


参考文献

[1] 林东.清水混凝土在施工中的应用[D].汕头:汕头大学, 2011.

[2] 黄朗.简析清水混凝土设计方法及施工工艺[J].河南建材,2010.(1):145-146.

[3] 中国建筑工程总公司.清水混凝土施工工艺标准[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[4] GB50210—2001.建筑装饰装修工程施工质量验收规范[S].

本文转自中国商品混凝土网,作者:欧阳孟学、李预奇、张凯峰、孟刚、吴雄、张磊
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