大流态浅白色清水混凝土研制与应用*

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1 大流态浅白色清水混凝土的特点与配制措施

1.1 特点

大流态浅白色清水混凝土需要具备优良的流动性、黏聚性和均匀性，混凝土成型后表面密实、气泡小且少、无色差，强度达到C40以上，因此对如何配制C40大流态浅白色清水混凝土是一个难度极大的课题，而且采用C40浅白色清水混凝土，要求采用P.W 42.5白水泥，该种白水泥的选择面很窄，国内鲜有厂家生产结构用的P.W 42.5白水泥。

1.2 配制措施

针对大流态浅白色清水混凝土的特点，并结合工程实际，要求浅白色清水混凝土的坍落度达到200 mm以上，1 h后坍落度在140 mm以上，工作性能满足混凝土泵送与浇筑要求，达到不泌水、不离析、收缩量小，要求成型后混凝土密实、质感强。因此决定在4个方面采取技术措施：

1）采用优质的结构用P.W 42.5白水泥，提高水泥的各项性能，从而确保混凝土的强度、流动性、和易性、保水性；

2）使用优质掺和料改善混凝土性能，利用掺和料的优点，提高混凝土的和易性、保水性、稳定性；

3）使用优质高效的减水剂，降低混凝土的用水量，控制混凝土的工作性能和坍落度损失；

4）通过骨料的优选与配合比的优化，调节混凝土的光泽与色质，提高混凝土的和易性、可泵性，减小收缩。

2 材料分析与选择

1）水泥。采用阿尔博波特兰（安庆）有限公司生产的P.W 42.5白水泥。白水泥主要指标：白度大于87，初凝时间不得早于45 min，终凝时间不得迟于10 h，安定性合格。符合GB/T 2015—2005《白色硅酸盐水泥》标准质量要求。

2）骨料。对采用普通骨料的混凝土与白色骨料的混凝土进行试配对比，发现两者的颜色几乎一致，采用普通骨料满足浅白色清水混凝土的要求。

（1）砂。采用吴忠高闸中砂，颜色均匀，细度模数2.6，级配良好，含泥量＜3%，泥块含量＜1%。

（2）碎石。采用下庙碎石，规格5～25 mm连续级配，颜色均匀，含泥量＜1%，泥块含量＜0.5%，针片状含量＜15%。

3）粉煤灰。采用颜色较浅的大坝电厂Ⅰ级粉煤灰，主要指标：细度（0.045 mm）≤12%，烧失量≤5%，含水量≤1%，三氧化硫含量≤3%。

4）矿渣粉。采用S95级矿渣粉，主要指标：比表面积≥400 kg/m2，7 d活性指数≥75%，烧失量≤3.0%，氯离子含量≤3.0%。

5）外加剂。采用山西桑穆斯建材化工有限公司生产的聚羧酸系高效减水剂，型号规格为SMS缓凝型，减水率＞20%，并含有适量的缓凝、引气、消泡等成分。

6）钛白粉（学名为二氧化钛）。选用金红石型（Rutile R型）钛白粉，提高混凝土的表面光泽。

7）水。直接采用饮用水，pH呈中性。

3 大流态浅白色清水混凝土配制

3.1 首次试配

按照掺加粉煤灰、掺加矿渣粉、同时掺加粉煤灰与矿渣粉三大类进行浅白色清水混凝土的配制，并且每一类还按是否掺加钛白粉进行再次细分。在试验室一共配制了15 个配合比，检测了相应的混凝土坍落度[1,2]。

根据试验情况分析，编号为8-1、8-2、11的3 个配合比的混凝土，其初始坍落度与1 h后的坍落度符合本清水混凝土泵送施工的要求，且颜色、光泽比较自然，因此决定选取这3 个编号的配合比进行混凝土样板墙制作。

3.2 现场首次样板墙制作

选取试配时流动性、黏聚性、均匀性和保水性较好，浇筑时坍落度损失小，拆模后混凝土表面光泽好、色质均匀、颜色浅白等方面较理想的编号为8-1、8-2、11的3个配合比进行样板墙制作，如表1所示。

表1 现场第1次制作样板墙选用配合比

在3个配合比的现场样板墙制作过程中，由于没有严格控制好混凝土的坍落度，在混凝土的浇筑过程中，只有编号11的配合比的样板墙浇筑顺利，其坍落度达到140 mm。3 d后对3个样板墙进行拆模，拆模后只有编号11的样板墙的表面质量情况较好，其他2块样板墙的表面质量达不到要求，出现较严重的蜂窝。对质量较好的样板墙进行混凝土表面强度回弹，其强度达到36 MPa。经过分析，造成另外2 块样板墙质量问题的主要原因有[3-6]：

1）刚开始配制时采用手工搅拌，搅拌时间长；

2）对地面没有进行严格处理，导致混凝土失水严重，影响了混凝土的坍落度；

3）手工搅拌不够均匀，影响外加剂与钛白粉的使用效果；

4）由于浅白色清水混凝土较普通混凝土黏性大，在浇筑时流动速度较慢。

3.3 现场第2次样板墙制作

总结第1次现场制作的经验，决定进行第2次现场样板墙制作，采用搅拌机进行搅拌，延长搅拌时间，对混凝土进行充分搅拌；掺和料内掺改为外掺，提高胶结料用量，一方面提高混凝土的流动速度，另一方面保证有充足的胶结料包裹骨料，减少蜂窝出现的概率。

现场对混凝土进行充分搅拌，发现3个配合比的混凝土坍落度情况均较好，1 h后的坍落度为140 mm，达到泵送要求，混凝土和易性较好。在浇筑混凝土时振捣感明显改善，图1为其中的一个样板。

图1 样板制作示意

根据混凝土搅拌与浇筑过程中的流动性、黏聚性、均匀性和保水性，拆模后样板墙表面的密实度、颜色、光泽，以及样板墙的3 d强度、28 d强度等，通过对比确认编号为新8-2与新11的2 个配合比是最佳配合比，满足混凝土泵送施工要求，混凝土表观情况较理想，如表2所示。

表2 现场第2次制作样板墙选用配合比

4 结语

配制大流态浅白色清水混凝土具有混凝土表面色差与质感较难控制、保水性差、易离析、坍落度经时损失大等特点。通过采取一系列措施进行配制方案的优化，最终确保了混凝土的工作性能。经过试配与样板墙制作，研制出了C40大流态浅白色清水混凝土，初始坍落度达到200 mm，1 h后坍落度在140 mm以上，达到了大流态浅白色清水混凝土的工作性能要求。