混凝土外观质量的影响因素分析

刘 俊

(上海同纳建设工程质量检测有限公司，上海 200000)

混凝土结构桥梁的质量包含内在质量和外观质量两个方面。混凝土的外观质量不仅是一种单独的美观效果，也一定程度上反映了内部质量和质量水平。

经过多年的技术积累，混凝土的抗裂性、抗冻性、抗渗性等内在质量性能已得到普遍的提高，达到国际的先进水平，但是混凝土的外观质量水平一直被人诟病，多数结构物工程的外观，都需要通过重新粉刷、修饰、打磨才能通过验收，虽然国内有联想北京研发基地大面积清水饰面混凝土工程、南京南站站房清水混凝土工程、九江长江大桥等外观较好的清水混凝土代表性工程，但是这类工程都存在造价高、施工专业性强，没有推广到普通的结构物工程。如何在经济适用的条件下，让混凝土既具有坚固性、耐久性等内在质量，同时也具有良好的外观，让混凝土的外观质量水平得到普遍的提高，文章以安远至定南的高速公路新建工程的外观混凝土试验墩为案例，从原材料的性能、配合比的技术参数、施工工艺等方面进行分析和总结，提出良好外观混凝土的原材料和混凝土的具体指标以及施工工艺的改进方法。

1 混凝土配合比设计原则、试验原材选用、配合比设计参数

1.1 配合比设计原则

1)坍落度与扩展度：承台、墩柱、系梁、盖梁推荐采用150±20 mm坍落度[1]，扩展度≥400 mm；空心板梁、T梁、现浇梁推荐采用170±20 mm坍落度混凝土[1]，扩展度≥450 mm。混凝土配合比设计应采用掺加减水剂的混凝土，同时应掺加引气剂，或采用带有引气性能的复合减水剂减少含气量，混凝土含气量应≤3%，减水率≤25%，1 h坍落度损失≤20 mm，1 h扩展度损失≤100 mm[2]。当采用泵送混凝土时，其性能应满足SL(坍落度)在180～230 mm时，SF(扩展度)≥450 mm，T50在3～15 s，混凝土可泵性好、阻力小、容易泵送; 当t≥15 s、SF≤450 mm 时，混凝土不易泵送。超高(200 m以上)泵送时，SL≥230 mm，SF≥550 mm，t≤10 s。

2)用水量：对于桥梁下部结构C30、C35、C40泵送混凝土，混凝土的单方用水量一般不宜大于175 kg/m3，对于桥梁上部结构C50、C55混凝土用水量一般不宜大于165 kg/m3，较佳的优选范围为155～160 kg/m3。

3)胶凝材料用量:C30、C35：350～400 kg/m3；C40、C45：400～450 kg/m3；C50：450～480 kg/m3(非泵送混凝土)和460～490 kg/m3(泵送混凝土)；C55、C60：470～520 kg/m3(非泵送混凝土)和480～530 kg/m3(泵送混凝土)。

4)矿物掺合料掺量:粉煤灰取代水泥的最大限量为：用于预应力钢筋混凝土，粉煤灰取代硅酸盐水泥的最大掺量为25%，取代普通硅酸盐水泥的最大掺量为15%；用于高强混凝土、钢筋混凝土、抗冻混凝土，粉煤灰取代硅酸盐水泥的最大掺量为25%，取代普通硅酸盐水泥的最大掺量为15%。粉煤灰应选用I级灰。

5)砂率与粗骨料用量：一般为35%～45%[3]。对于预应力混凝土，砂率宜适中，一般控制砂率不大于40%。

1.2 试验原材选用、配合比设计参数

1)原材料选用

(1)碎石：此次试验墩均采用5～31.5 mm的连续级配碎石[3]，曲线靠近中值，材质均为石灰岩；

设S(q)=xf(x)dx+(1+α)qf(x)dx=q(1+α)-F(x)dx 为期望销售量，零售商从供应商处购买产品的期望订货量为： N(q)=(1-β)qf(x)dx+xf(x)dx+ (1+α)qf(x)dx=S(q)+F(x)dx.

(2)砂：材质为河砂，规格为II区中砂[3]；

(3)水泥：瑞金万年青P.O42.5水泥；[3]

(4)外加剂：规格均为聚羧酸高性能减水剂，掺量由现场调制确定；

(5)粉煤灰：均采用赣州华能电厂I级粉煤灰[4]。

2)采用的配合比见表1

表1 配合比设计参数

2 线外试验墩混凝土外观评价

根据前期配合比设计及选用，每个配合比各打2个线外试验墩(图1)，线外试验墩评价结果见表2。

此次外观试验墩在实施前制定了指导方案，对材料的选用、配合比的设计、模板和钢筋的加工安装、混凝土的拌和、浇筑及养护提供了详细的指导数据，从实施情况来看，仍然存在以下几个方面的问题：

表2 混凝土性能及浇筑后外观总体情况

2)模板的处理、拼接不理想。B5标的混凝土的配合比设计及施工均较好，但在模板加工处理和拼接上却存在不足，模板接缝挂浆突出，表面锈迹明显，对混凝土外观造成了很不利的影响。

3)振捣不到位，施工气泡明显、蜂窝麻面。

3 结 论

通过混凝土外观质量方案的实施，经过原因分析，要提高混凝土的外观质量，应注重以下几个方面：

1)做好配合比设计。用水量、水灰比、砂率等参数的选用应合理、外加剂等材料的性能应满足要求，混凝土的工作性应满足要求，具体有以下几点：

(1)良好的流动性。做好流动性混凝土需要从坍落度与扩展度两个指标进行双控，以传统的坍落度的单一性指标来控制混凝土的工作性并不能完全掌握配合比的流动性能。坍落度指标与扩展度指标应分别控制在130～170 mm和>450 mm，并同时满足。

(2)在有良好的流动性的同时，需要混凝土有良好的粘聚性、保水性和裹覆性，避免在施工中出现离析、泌浆泌水。

(3)选用含气量小、保坍性良好的外加剂，以避免结构气泡的产生和保证混凝土的工作稳定性。掺加外加剂的混凝土的含气量应<3%，1 h坍落度损失应小于20 mm,1 h扩展度损失应小于100 mm。

(4)掺加粉煤灰。在粉煤灰易得的地区，尽量考虑掺加II级及以上粉煤灰，粉煤灰能提高混凝土的和易性、流动性、易密性，同时也能使混凝土的外观色泽均匀一致。

2)模板的加工、拼装。

模板的强度与稳定性应满足要求，体积较大、刚度不足时应采取加固措施，避免模板变形跑模。模板的打磨、除锈应彻底，隔离剂应涂抹均匀。模板的拼接应平顺，并加密封条，避免纵横缝挂浆。

3)混凝土浇筑

混凝土的浇筑应注意分层厚度，每层不得超过50 cm，分层过厚会造成振捣困难，气泡难以排除。

4)混凝土的养护与脱模

混凝土养护应及时，避免由于养护不及时导致的干缩裂缝，应采取薄膜覆盖滴水养生，拆模应在混凝土硬化后进行。