简析清水混凝土设计方法及施工工艺

2010-04-08黄朗

河南建材 2010年1期

黄朗

福建省建筑材料设备公司（350001）

0 概述

1）清水混凝土的定义

清水混凝土技术是利用混凝土水化硬化成型后的自然外观作为饰面效果,而不再做其他装饰的一种新型混凝土技术。根据混凝土的表面装饰效果和工艺要求可将清水混凝土分为三类[1]：普通清水混凝土、饰面清水混凝土、装饰清水混凝土。普通清水混凝土是指混凝土硬化干燥后表面颜色均一，且其平整度和光洁度均高于国家验收规范的混凝土。饰面混凝土是指以混凝土本身的自然质感和精心设计施工的对螺栓孔眼、明缝、蝉缝组合形成自然状态作为饰面效果的混凝土。装饰清水混凝土是指利用混凝土的拓印特性在混凝土表面形成装饰图案或预留预埋装饰物的混凝土。

2）清水混凝土的性能特点

由于清水混凝土特殊的设计方法与施工工艺,与普通混凝土相比，无论是新拌混凝土浆体，还是硬化后的清水混凝土，都表现出了与普通混凝土不同的特殊性能，其性能如下：①具有精美的外观。与普通混凝土相比，清水混凝土表面颜色均一、光滑、美观，集“精、细、美”于一身，可直接作为装饰材料，而不需再做任何外加装饰。这是普通混凝土无法比拟的。②清水混凝土由于不需任何装饰，便省去了抹灰层和面层。对于民用建筑，一般稍加修饰即可直接刮腻子、涂刷面漆，而工业建筑中可直接取消抹灰层和面层，因此节约了大量资金，降低工程成本。③消除了由于抹灰工艺而容易产生的空鼓、脱落和裂缝等质量问题。④环境效益显著。清水混凝土取消了抹灰和湿作业，减少了冬季施工装修,减少了建筑垃圾,具有较好的环境效益。

近几年来，清水混凝土技术在工程中得到广泛应用，这就促进了清水混凝土技术的进一步发展,未来还将朝着镜面清水混凝土、彩色清水混凝土等新型清水混凝土的方向发展。本文就普通清水混凝土的设计方法和施工工艺做简单分析。

1 清水混凝土的设计方法

1.1 清水混凝土的原料选择

由于清水混凝土的性能特点和施工工艺的特殊性，原料选择上与普通混凝土相比有着更高的要求：

1）水泥：在水泥品种的选择上，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，而矿渣硅酸盐水泥保水性较差、易泌水[3]，可能引起色差、表面塌陷等缺陷。应首选硅酸盐水泥，而且要求生产商定等级、定批号，最好能做到同一熟料[2]。

2）细骨料：需采用II区的中砂，且砂中的含泥量应符合国家标准，要求产地、细度模数、颜色等均一稳定。采用粗砂则导致混凝土和易性变差,采用细砂则会增加混凝土需水量，干缩性变大，容易产生泌水和微裂纹，使得混凝土表面效果不佳。

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31.5 mm的连续级配的碎石，其含泥量和泥块含量应符合国家标准，要求有确定的产地、规格和颜色。

4）水：清水混凝土用水应符合国家饮用水标准，以保证质量。水中若含有影响混凝土和易性、凝结时间、强度的物质，会直接影响清水混凝土的质量。

5）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级粉煤灰以上产品，要有确定的厂商、细度，不含杂质。

6）外加剂：与普通泵送混凝土相比，清水混凝土对外加剂的要求更高。首先必须有高效的减水性，以尽量减少用水量，改善混凝土的工作性，提高混凝土的性价比。要求定厂家、定品牌、定掺量。

1.2 清水混凝土配比设计要求

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。细骨料选用质地坚硬，级配良好的河砂或人工砂,细度模数大于2.6,砂率宜控制在35%～42%，水泥用量不低于300 kg/m3，水灰比不宜超过0.45。混凝土塌落度应控制在120～140 mm。采用机械搅拌，搅拌时间宜比普通混凝土延长20～30 s。在清水混凝土的运输过程中，运输道路平整，车辆不颠簸，保证混凝土质量均一，不产生离析，不泌水。搅拌好的混凝土浆体应及时浇筑成型，不得拖延。

2 清水混凝土的施工工艺

清水混凝土的施工工艺主要包括三个方面：钢筋工程、模板工程、混凝土工程。

2.1 钢筋工程

要保证构件的尺寸的准确性和模板安装到位,就要保证钢筋位置的准确，强度足够，不发生钢筋移动、变形等。

1）严格控制好钢筋尺寸准确和位置准确，做到各种钢筋和箍筋平直、弯钩准确。[4]

2）钢筋接头和绑扎头的处理。为便于混凝土浇筑施工和节约钢材，保证搭接处钢筋密度不增加，应广泛推广粗径钢筋连接和焊接技术，提高钢筋连接质量和施工技术水平。绑扎钢筋的多余扎丝头应向构建内侧弯曲,以免外漏生锈影响清水混凝土的外观及质量。[4]

3）确保主筋位置准确不位移，可按构件断面形状设计箍筋，将主筋箍住，另外还可采用斜撑钢筋加固主筋。[4]

4）钢筋保护层质量要好。清水混凝土本身裸露在环境中,没有装饰材料的保护作用。保护层不均匀,或者保护层垫块没有统一布置,以及垫块因强度不够而被压碎,将造成保护层的质量得不到保证。因此好的钢筋保护层质量，可以防止因钢筋锈蚀发生胀裂。[6]

2.2 模板工程

为了保证清水混凝土外观质量，减少模板投入，对不同的结构部位设计不同的模板，为减少模板拼装缝，确保新拌混凝土浆体不漏浆，混凝土硬化后表面光滑，应尽量设计成大模板。另外，模板要有一定的强度和刚度，以保证混凝土表面平整无凹凸。

1）模板设计：由于建筑标准层平面中无相似形平面和平面对称性差，使得模板的通用性、互换性差。为减少模板投入，将不具有通用性的部分独立划分成一个流水段，按照每一个流水段模板的配置等量的原则，合理划分，使其模板的公用部分可周转使用。对不具有互换性的模板，则可在每次支模板时调剂使用。[1][9][10]

2）模板的安装：安装模板时应严格按模板组装图进行,注意相互间位置的准确性，对号入座，定点使用。要保证工程结构的形状、尺寸和相互间位置的准确性并具有足够的强度、刚度、稳定性,模板接缝要严密、不漏浆。[4-5]

3）模板的拆除：混凝土模板的拆除,应依据相关的规范，宜晚不宜早。拆模后应及时养护，以减少混凝土表面出现色差、收缩裂缝等现象。拆模时按支撑的倒顺序进行，要保护板面，严禁强行砸撬模板，拆卸后及时清理备用。[5]

2.3 混凝土工程

1）浇筑。首先混凝土浇筑前要进行模板内部清理，干净后用水湿润。墙、柱根部先浇同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，这样既保证根部、顶部混凝土的强度，又可使材质均匀一致[4]。浇筑时，合理安排调度，确保清水混凝土连续浇筑，避免引起过大的坍落度差异或冷缝。混凝土卸料高度超过3 m时，应采用串筒或溜槽辅助卸料。

2）振捣。清水混凝土墙、柱的振捣可采用插入式振动棒振捣。震动点应从中间开始向边缘分部，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[7]。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[4]。

3）养护。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。达到一定强度后可采用喷淋养护，避免阳光直晒，养护时间不得少于30 d。

4）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,对清水混凝土的最终装饰效果起着很重要的作用。