粗細(xì)骨料對(duì)清水混凝土狀態(tài)及成型效果的影響研究

盧杰 李柏生 黃朕宇

摘 要 清水混凝土是混凝土材料中最高級(jí)的表達(dá)形式，無須裝飾及再加工的一種建筑結(jié)構(gòu)，它顯示的是一種最本質(zhì)的美感，體現(xiàn)的是“素面朝天”的品位。清水混凝土具有樸實(shí)無華、自然沉穩(wěn)的外觀韻味，與生俱來的厚重與清雅是一些現(xiàn)代建筑材料無法效仿和媲美的。材料本身所擁有的柔軟感、剛硬感、溫暖感、冷漠感不僅對(duì)人的感官及精神產(chǎn)生影響，而且可以表達(dá)出建筑情感。因此建筑師們認(rèn)為，這是一種高貴的樸素，看似簡(jiǎn)單，其實(shí)比金碧輝煌更具藝術(shù)效果。然而粗細(xì)骨料對(duì)清水混凝土的狀態(tài)及成型效果有著至關(guān)重要的作用，它的影響也是不容忽視的。

關(guān)鍵詞 清水混凝土;粗細(xì)骨料;狀態(tài)及成型效果;影響

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及建筑施工技術(shù)的進(jìn)步，清水混凝土憑借自身獨(dú)特的魅力越來越受到人們的青睞。清水混凝土也是名副其實(shí)的綠色混凝土。

清水混凝土結(jié)構(gòu)不需要裝飾，舍去了涂料、飾面等化工產(chǎn)品，少了大量建筑垃圾，有利于保護(hù)環(huán)境，清水混凝土的施工，不可能有剔鑿修補(bǔ)的空間，每一道工序都至關(guān)重要，迫使施工單位加強(qiáng)施工過程的控制，使結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量管理工作得到全面提升。正因?yàn)樗母鞣N要求及質(zhì)量的控制，粗細(xì)骨料就尤其顯示它的重要作用，也被使用者引起足夠的重視。本文主要針對(duì)粗細(xì)骨料對(duì)清水混凝土的狀態(tài)及成型效果的影響進(jìn)行詳細(xì)的研究和探討，并對(duì)粗細(xì)骨料各種指標(biāo)要求進(jìn)行分析，以達(dá)到清水混凝土的最佳效果為終極目標(biāo)。

1工程概況

湖南廣電節(jié)目生產(chǎn)基地項(xiàng)目位于長(zhǎng)沙市開福區(qū)東部，地處長(zhǎng)瀏高速、京港澳高速附近，是進(jìn)入長(zhǎng)沙市區(qū)的東部門戶地帶，與中心城區(qū)唇齒相連;鄰近城市主干道三一大道、高速公路、航空港，交通十分便利，具有優(yōu)越的地理位置和區(qū)位優(yōu)勢(shì)[1]。

項(xiàng)目美術(shù)館內(nèi)大量采用了飾面清水混凝土材料，面積約3800㎡。從B1層開始出現(xiàn)清水混凝土，主要分布在休息廳、樓梯間、走廊、門廳、展廳等部位。清水標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)1.2m×2.4m，螺栓孔間距基本600mm×600mm。工程室內(nèi)清水效果如圖1所示。

2粗細(xì)骨料的選用

（1）粗骨料：粒徑統(tǒng)一為5～25mm，均為石灰石碎石，壓碎值選取10%～12%之間的范圍。為了滿足清水混凝土的狀態(tài)及成型效果，我們?cè)囼?yàn)針對(duì)下列幾種情況進(jìn)行對(duì)比：

1）選取碎石含泥量及石粉含量2%，連續(xù)級(jí)配，無泥塊含量、無雜質(zhì)，要求同一產(chǎn)地、同一規(guī)格、同一顏色生產(chǎn)的碎石生產(chǎn)的碎石。

2）選取碎石含泥量及石粉含量1%，連續(xù)級(jí)配，無泥塊含量、無雜物，要求同一產(chǎn)地、同一規(guī)格、同一顏色生產(chǎn)的碎石。

3）選取再篩洗碎石，斷級(jí)級(jí)配，無泥塊含量、無雜質(zhì)，要求同一產(chǎn)地、同一規(guī)格、同一顏色生產(chǎn)的碎石生產(chǎn)的碎石。

（2）細(xì)骨料：優(yōu)選天然河沙，為了滿足清水混凝土的狀態(tài)及成型效果，我們?cè)囼?yàn)針對(duì)下列幾種情況進(jìn)行對(duì)比：

1）選取天然河沙細(xì)度模數(shù)2.4，含泥量小于1.8%，無泥塊含量、無雜質(zhì)，統(tǒng)一采區(qū)的河沙。

2）選取天然河沙細(xì)度模數(shù)2.6，含泥量小于1.2%，無泥塊含量、無雜質(zhì)，統(tǒng)一采區(qū)的河沙。

3）選取天然河沙細(xì)度模數(shù)2.8，含泥量小于0.8%，無泥塊含量、無雜質(zhì)，統(tǒng)一采區(qū)的河沙。

3膠凝材料及減水劑的選用

（1）水泥：采用海螺水泥廠普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)42.5MPa;標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量約26.6%，凝結(jié)時(shí)間及安定性等各項(xiàng)性能都穩(wěn)定。

（2）粉煤灰：選用Ⅱ級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰，細(xì)度25，需水量比99%。

（3）礦粉：選用華新S95級(jí)礦粉，28d活性101%。

（4）減水劑：采用了西卡清水專用外加劑，滿足減水率大于21%，凝結(jié)時(shí)間差 -90～+120min，2h坍落度經(jīng)時(shí)變化為0mm，且對(duì)鋼筋無銹蝕。

4本次清水混凝土的狀態(tài)及成型效果的要求

清水混凝土坍落度控制在200±20mm左右，擴(kuò)展度為540±20mm左右;清水混凝土單盤攪拌時(shí)間不少于80s且不大于100s，避免混凝土攪拌的不均勻性。

清水混凝土顏色統(tǒng)一為混凝土原色，無其他顏色要求;

同一視覺空間內(nèi)，距混凝土面5m處觀察，顏色基本一致，無明顯色差;

氣泡分散，最大直徑不大于8mm，深度不大于2mm，每平方米氣泡面積不大于20cm2[2];混凝土表面無漏漿、流淌及沖刷痕跡，無油跡、墨跡及銹斑，無粉化物;陰、陽角無漏漿，缺棱少角現(xiàn)象[3]。

5清水混凝土配合比的確定

項(xiàng)目初期進(jìn)行了大量混凝土試配工作，力求尋找出適合于本工程的最優(yōu)配合比。同時(shí)，多次組織考察已完成項(xiàng)目的清水構(gòu)件、樣板等，明確試驗(yàn)階段的清水混凝土試塊要求，并確定初始清水混凝土配合比，見表1。

確定清水混凝土的水灰比0.36，及最低水泥用量290Kg/m3和粉煤灰、礦粉的用量。確定砂率43%～45%之間。

6粗細(xì)骨料對(duì)清水混凝土的狀態(tài)及成型效果的試驗(yàn)階段

根據(jù)初始試配合比進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整配合比，以滿足本項(xiàng)目的混凝土的工作性能以及清水表觀效果要求。

6.1 清水混凝土原材料選擇

以下試驗(yàn)除粗細(xì)骨料選擇不同，水泥、礦粉、煤灰、減水劑都是使用同一批次、同一型號(hào)、同一生產(chǎn)廠家進(jìn)行試驗(yàn)。下面我們這次試驗(yàn)核心就是對(duì)粗細(xì)骨料的不同進(jìn)行清水混凝土的狀態(tài)及成型效果的對(duì)比試驗(yàn)：

選取①號(hào)粗骨料與①細(xì)骨料進(jìn)行試驗(yàn)：試驗(yàn)配比，見表2。

配比說明，因①細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)為2.4，在初始配比中需要調(diào)小2個(gè)砂率，粗骨料和細(xì)骨料石粉含量和含泥量偏高，因此減水劑摻量也要相應(yīng)提高。試驗(yàn)結(jié)果。

a.出機(jī)狀態(tài) ? ? ? ? ? ?b.擴(kuò)展度? ? c.坍落度

d.2個(gè)小時(shí)經(jīng)時(shí)損失 ?? ? ? ? ? e.成型效果

從以上圖中可以看出，使用①號(hào)粗骨料與①細(xì)骨料配比攪拌出來的清水混凝土，狀態(tài)不是很理想，坍落度和擴(kuò)展度基本滿足要求，因試驗(yàn)場(chǎng)地和施工現(xiàn)場(chǎng)還是有點(diǎn)的差距。該次混凝土經(jīng)時(shí)損失比較大，故此到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)是滿足不了施工。從成型效果來看也不理想，存在色斑、灰質(zhì)斑、細(xì)小麻點(diǎn)，滿足不了清水混凝土成型效果。

原因：①粗細(xì)骨料石粉及含泥含量偏高，影響經(jīng)時(shí)損失及表面美觀效果。②細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)偏小，砂率偏大，影響混凝土的用水量。

（2）選?、谔?hào)粗骨料與②細(xì)骨料進(jìn)行試驗(yàn)：試驗(yàn)配比，見表3[4]。

配比說明，因②細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)為2.6，使用原初始配比砂率，粗骨料和細(xì)骨料石粉含量和含泥量小，減水劑摻量適當(dāng)相應(yīng)提高。試驗(yàn)結(jié)果。

a.出機(jī)狀態(tài) ? ?b.坍落度? ? ? c.擴(kuò)展度

d.2個(gè)小時(shí)經(jīng)時(shí)損失? ? ? ? ?e.成型效果

從以上圖中可以看出，使用②號(hào)粗骨料與②細(xì)骨料配比攪拌出來的清水混凝土，狀態(tài)還是比較理想，坍落度和擴(kuò)展度基本滿足要求。該次混凝土經(jīng)時(shí)損失也還是偏大，故此到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)是較難滿足施工。從成型效果來看還比較理想，色質(zhì)均一，表面光澤一致，有小量水泡孔，還沒有完全達(dá)到清水混凝土的效果要求。

（3）選?、谔?hào)粗骨料與②細(xì)骨料進(jìn)行試驗(yàn)：試驗(yàn)配比，見表4。

配比說明，因②細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)為2.8，在原初始配比減少1個(gè)砂率，粗骨料和細(xì)骨料石粉含量和含泥量極小，減水劑摻量適當(dāng)相應(yīng)降低。試驗(yàn)結(jié)果。

a.出機(jī)狀態(tài)?? ? ? ? b.坍落度 ? ? ? ?c.擴(kuò)展度

d.2個(gè)小時(shí)經(jīng)時(shí)損失? ? ? ? ? ? ? e.成型效果

從以上圖中可以看出，使用③號(hào)粗骨料與③細(xì)骨料配比攪拌出來的清水混凝土，狀態(tài)非常理想，坍落度和擴(kuò)展度滿足要求。該次混凝土經(jīng)時(shí)損失也能滿足，從成型效果來看也比較理想，色質(zhì)均一，表面光澤一致，無油跡、墨跡及銹斑，無粉化物;陰、陽角無漏漿，缺棱少角現(xiàn)象，完全滿足清水混凝土的狀態(tài)及成型效果要求。故此，選用③號(hào)粗骨料與③細(xì)骨料配出來的清水混凝土是完全滿足清水混凝土的性能要求及成型效果。

經(jīng)過大量的粗細(xì)骨料的試驗(yàn)對(duì)比工作，如圖5所示，根據(jù)試驗(yàn)效果，結(jié)合建設(shè)單位對(duì)色塊的確認(rèn)情況，判斷選用③號(hào)粗骨料與③細(xì)骨料效果較好，從而分別進(jìn)行兩塊小樣板施工。

試塊拆模后，各方均選用③號(hào)粗骨料與③細(xì)骨料一組評(píng)價(jià)最高，一致認(rèn)為達(dá)到本項(xiàng)目清水效果，如圖6所示。隨即確定本項(xiàng)目清水混凝土設(shè)計(jì)配合比為第3次試驗(yàn)配合比：即文中（表4）配合比[5]。

7項(xiàng)目實(shí)施應(yīng)用建議

通過試配試驗(yàn)及樣板工程澆筑，充分證明了控制好粗細(xì)骨料的含泥及石粉含量、天然砂的細(xì)度模數(shù)、級(jí)配是對(duì)清水混凝土成型效果是很有利的。選擇好粗細(xì)骨料還要有良好的施工工藝才能更完美呈現(xiàn)清水混凝土的飾面效果。在實(shí)施期間，應(yīng)對(duì)以下方面嚴(yán)格控制。

（1）清水混凝土生產(chǎn)前，要提前檢查原材料;保證原材料準(zhǔn)備充分，滿足清水要求，混凝土運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)后另須進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)證。

（2）采用導(dǎo)管澆筑，分層落料，每次落料高度不宜超過1m，滿足振搗棒有效半徑，有利于氣泡充分排出。

（3）混凝土振搗要多點(diǎn)振搗，快插慢拔有利于氣泡排出，每個(gè)點(diǎn)位不宜超過40s，防止出現(xiàn)離析。

（4）輔助振搗對(duì)清水混凝土澆筑過程非常重要，從落料開始到每層振搗完畢，要持續(xù)輔助振搗，直至澆筑完畢后10min。

（5）對(duì)同一視線內(nèi)的所有清水構(gòu)件采取統(tǒng)一的覆膜養(yǎng)護(hù)方式，保證養(yǎng)護(hù)完畢混凝土顏色基本一致[6]。

8結(jié)束語

清水混凝土看似簡(jiǎn)單、樸實(shí)無華，實(shí)際制作卻異常煩瑣、精細(xì)，卻對(duì)操作工藝的要求特別高。本項(xiàng)目通過大量適配試驗(yàn)工作以及樣板工程的過程驗(yàn)證，已找出適合本工程的最優(yōu)清水混凝土配合比;對(duì)本地區(qū)清水建筑或構(gòu)件的發(fā)展具有一定的參考意義。該清水試配歷程也充分證明了粗細(xì)骨料對(duì)清水混凝土的狀態(tài)及成型效果有著重要的作用對(duì)其產(chǎn)生的具體影響。與此同時(shí)，清水混凝土免裝飾性的本質(zhì)對(duì)工程實(shí)際造價(jià)有利，也更環(huán)保。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫驚濤，趙優(yōu)俊.清水混凝土配制與生產(chǎn)質(zhì)量控制[J].建材與裝飾，2019（31）：63-64.

[2] 徐秀揚(yáng).房屋建筑的清水混凝土施工技術(shù)分析[J].建材與裝飾，2019（19）：40-41.

[3] 清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程：JGJ 169-2009[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[4] 佚名.建筑施工手冊(cè)（第五版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012：12.

[5] 程祖華.清水混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量控制措施[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（4）：219-221.

[6] 高廣文.清水混凝土制備技術(shù)及施工質(zhì)量控制方案[J].四川水泥，2019（10）：24.

作者簡(jiǎn)介

盧杰（1983-），男，湖南長(zhǎng)沙人;學(xué)歷：本科，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：湖南建工混凝土有限公司，研究方向：混凝土生產(chǎn)技術(shù)。