清水混凝土的生产及施工工艺研究

张喜文

厦门美益豪土通墙体材料有限公司（361000）

清水混凝土的生产及施工工艺研究

张喜文

厦门美益豪土通墙体材料有限公司（361000）

清水混凝土是一种极具装饰效果的混凝土。这里对清水混凝土的定义、设计、生产等方面进行了深入的讨论，阐明了清水混凝土在原材料选择及配合比设计、生产及施工工艺等环节的质量控制要点，以供同行们参考借鉴。

清水混凝土；配合比设计；生产；施工工艺

0 引言

随着建筑技术的突飞猛进，建筑装饰也从针对建筑物进行装饰开始转向在建造建筑物时直接达到装饰效果，清水混凝土（装饰混凝土）随之应运而生。清水混凝土是一种在成型后可以直接利用表面作为装饰效果的混凝土，在一次性浇筑成型之后，不需任何外部装饰，仅由透水混凝土本身的肌理、质感以及设计施工中预留的明缝、纹理和螺栓孔等组合形成建筑的装饰面[1]。因此，为了达到装饰效果，需要保证清水混凝土达到具有平整光滑的表面，没有明显色差等要求[2]。

1 清水混凝土的性能

清水混凝土的性能主要分为表观性能和基本性能[3]。

1.1 表观性能

由清水混凝土的定义及其主要性能要求可知，与普通混凝土不同，清水混凝土最注重的是其高质量的表观性能，具体表现为[4]:

1）色泽均匀

为保证清水混凝土的装饰作用，最基本的要求是其表面应保证色泽均匀，不应有明显色差以免影响其美观效果。

2）气泡少

若清水混凝土表面气泡过多，将会明显影响其表观性能，因此应保证其气泡较少，当气泡过多时应采用相应的修补措施以保证其装饰效果。

目前，针对清水混凝土的表观性能，国内外均未有成文的针对其表观性能的试验及测试方法。此外，参考《JGJ 169—2009清水混凝土应用技术规程》，可发现该标准中虽然存在对清水混凝土的色泽及气泡的相关要求，但存在以下缺陷:针对清水混凝土的色泽，仅有定性要求“有无明显色差”，无明确定量要求及评价标准；针对清水混凝土表面的气泡，虽然有定量要求，但并没有明确规定清水混凝土表面气泡的选取位置及测定范围，因此在判定结果方面可能有偏差。

1.2 基本性能

清水混凝土的基本性能主要包括其工作性能、力学性能及耐久性能。参考清水混凝土的定义及现行清水混凝土质量控制措施可发现，与普通混凝土相比，清水混凝土的性能要求并未有明显提高，且多在施工工艺、质量管控等方面要求更高，因此，不必单独研究其力学性能及耐久性能。

2 清水混凝土原材料选择及配合比设计

混凝土的原材料主要为水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、外加剂及水六种成分，这些原材料的选择及配合比直接影响混凝土的性能。针对表观性能要求较高的清水混凝土，需注重原材料的选择及拌合物的匀质性，因此需在保证其基本性能的前提下，严格选择原材料并控制其配合比，以满足其在表观性能的特殊要求。

2.1 原材料选择

材料组成:清水混凝土由一定比例的水泥、掺合料、粗骨料、细骨料、外加剂和水组成。

水泥:一般选用高标号的硅酸盐水泥，且应保证其与外加剂的适应性。在为同一工程提供清水混凝土时，所用水泥应为同一厂家、同一品种、同一标号，以保证清水混凝土拌合物的匀质性。

掺合料:一般选用矿粉或粉煤灰，能增强混凝土的和易性。同一工程所用的掺合料应来自同一厂家、同一品种。

粗骨料:通常选用质地坚硬、耐久性较好、较洁净的骨料。粒径范围应在5~20 mm，且粗骨料应符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T 14685—2001）中对粗骨料性能方面的要求，此外，同一工程的粗骨料应来自同一石场。

细骨料:应选择连续级配的河砂或人工砂，细度模数应大于2.6，颜色一致，应符合《建筑用砂》（GB/T 14684—2001）的规定；

外加剂:应根据《混凝土外加剂》（GB 8076-2008）的要求选用外加剂，此外应根据设计需求以确定外加剂的种类及掺量。

水:应符合《JGJ 63-2006》的规定。

2.2 配合比设计

基于清水混凝土的定义及特征，为保证清水混凝土的表观性能及基本性能，在综合分析国内外相关研究成果的基础上，清水混凝土的配合比从以下方面考虑[5]:

1）适宜的浆体量

浆体量包括浆体组成、黏度、相对体积、匀质性等指标，将直接影响清水混凝土力学性能、耐久性能、表观色泽均匀性、气泡的多少等重要指标。

2）密实的骨料堆积

密实的骨料堆积有利于提高清水混凝土的内部密实程度，提高清水混凝土工作性能、力学性能、耐久性能。

具体配合比设计方法可采用普通混凝土配比法、全计算法、致密配比法[6]，各企业应按照生产经验进行配合比设计方法的选择。

此外，根据清水混凝土在实际生产及施工中的实际情况，按照配合比设计生产的清水混凝土应满足以下条件[7]:清水混凝土拌合料含气量要低，拆模后混凝土表面无明显大的气泡，集中出现的小气泡也是不允许的；为保证施工方便，清水混凝土应具有良好的泵送性能和流动性；考虑到运输和施工进度，混凝土的可施工时间大于2.5 h；强度等级C30以上。

针对以上的要求，本公司设计了一系列对比试验，寻找最优的配合比以及原材料种类。根据大量的前期试验，我们确定强度等级C30的清水混凝土的施工配比（表1）。与传统C30混凝土相比，该配比的胶凝材料以及砂率有所提高，其目的是为了提高混凝土的包裹性以及流动性，更有利于振动过程中的气泡排出。

表1 C30清水混凝土与普通混凝土配比

3 清水混凝土的生产及施工工艺

3.1 清水混凝土的生产

保证清水混凝土拌合物的匀质性对清水混凝土的施工质量至关重要，为达到这一目的，应做到以下几点:要保证原材料的稳定，在生产前需对粗骨料、细骨料进行冲洗，方可进行搅拌；为保证拌合物的匀质性，清水混凝土搅拌时间应比普通混凝土延长20～30 s[8]；应根据运输时间及具体施工部位的不同，恰当控制清水混凝土拌合物的坍落度及经时坍落度损失，以保证其外观质量。

3.2 清水混凝土的施工工艺

施工工艺很大程度上决定了清水混凝土的最终效果，考虑到实际施工过程中的人员素质、工艺的可操作性等因素，我们把清水混凝土施工工艺的几个关键点总结如下:

1）控制出料位置:泵送混凝土的出料口必须深入混凝土之内，深度约为10 cm，随着浇筑混凝土高度的升高同步上升。这样防止浇筑混凝土过程中出现泥浆飞溅，污染模板表面，以及冲力过大容易引入气泡的缺点。

2）分层浇筑:一次浇筑高度不应大于1 m，浇筑完毕后振捣棒插入浇筑面以下15 cm开始向上振捣。

3）由于振动过程中，气泡及浆体上冒，最终在构件的上层会出现较厚的浮浆层，特别是构件高度较高时，应对上层浮浆进行处理，以免影响外观及工程质量。

4 总结

清水混凝土外观质量不仅仅是混凝土的外观要求,同时也是混凝土内在质量的外在体现。普通混凝土的诸多施工方法加以提炼后可适用于清水混凝土。这里对清水混凝土的定义、设计、生产等方面进行了深入的讨论，阐明了清水混凝土在原材料选择及配合比设计、生产及施工工艺等环节的质量控制要点，以供同行们参考借鉴。

[1]郭伟,路林海,王龙志,等.清水混凝土概念、研究现状、存在问题及配合比设计方法综述[J].混凝土与水泥制品,2016 (10):23-27.

[2]李强,李辛民,孟闻远,等.我国清水混凝土技术发展现状、存在问题及对策[J].建筑技术,2007,38(1):6-8.

[3]周苋东,张少兵,王军琪.清水混凝土外观质量控制及治理措施研究[J].水利与建筑工程学报,2012,10(4):50-54.

[4]崔鑫,于振水,路林海,等.清水混凝土的性能研究、生产及施工技术综述[J].混凝土,2017(1):102-106.

[5]王龙志,路林海,崔鑫,等.清水混凝土制备技术研究[J].混凝土与水泥制品,2016(12):27-31.

[6]张萍.清水混凝土配合比设计与施工质量控制[J].混凝土, 2014(8):107-110.

[7]杜帅锋.清水混凝土施工技术研究[D].郑州大学,2014.

[8]黄昌利.清水混凝土施工技术研究[D].重庆大学,2008.