C60自密实清水混凝土的研究开发

张新胜，吴跃辉，宋姗，贾亚琼

（河南中建西部建设有限公司，河南 郑州 451450）

0 引言

随着社会经济的快速发展，人们的欣赏水平也在逐渐地提高，清水混凝土直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为装饰面，这种混凝土要求具有光滑的外表面、均匀的色泽、完整的棱角、布置整齐的对拉螺栓和施工缝，且不允许出现普通混凝土的质量通病。自密实混凝土是指在自身重力作用下能够流动和密实的混凝土，其因具有流动性、匀质性、稳定性、不离析的特点，而被广泛地应用于形状复杂、无法振捣的部位。自密实清水混凝土结合了自密实混凝土技术和清水混凝土技术，兼具两者优点，因此具有重要的研究意义[1]。

然而，目前自密实清水混凝土在配制、施工工艺、质量控制措施等方面依然存在着一些不成熟的现象，如常常出现自密实清水混凝土表观质量等问题。因此，本文主要根据自密实清水混凝土的特点、项目施工要求、项目使用要求、原材料实际质量情况、配合比的设计要求等，研究配制自密实清水混凝土，以确保自密实清水混凝土的装饰效果和性能要求，同时也对其施工注意事项进行了阐述[2]。

1 C60 自密实清水混凝土的开发研制

1.1 原材料选择和配合比设计的重要性

原材料选择和配合比设计在自密实清水混凝土的开发中起着至关重要的作用，其中对自密实清水混凝土的表观质量和耐久性有着较大的影响[4]。

（1）自密实清水混凝土的表观质量问题

自密实清水混凝土直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，无法用装饰后的外观来掩盖表观质量存在的问题，因此自密实清水混凝土开发的要求更加严格，结合实际项目情况调查分析清水自密实混凝土出现表观质量问题的原因。原材料和配合比方面出现的表观质量缺陷见表1 所示。从表中可发现，自密实清水混凝土的表观质量缺陷与其配合比有较大的关系，因此原材料的选择和配合比的设计较为关键。

（2）自密实清水混凝土的耐久性问题

自密实清水混凝土因无外部装修材料的保护而裸露在空气中，因此更加容易被腐蚀，应特别注意原材料的选择和配合比的设计工作。

1.2 自密实清水混凝土试验用原材料

在自密实清水混凝土的开发中原材料的选择至关重要。在进行原材料的选择时，其既要满足相关规定、规范的要求，又要满足以下几点：（1）必须有利于改善拌合物的和易性，减少离析和泌水；（2）要有利于提高混凝土硬化后的视觉效果；（3）必须保证原材料品质上的稳定性和供应的连续性。

表1 清水混凝土表观质量缺陷成因表

（1）水泥

水泥的颜色可直接体现在混凝土外观的颜色上，不同水泥品种、厂家所生产的自密实清水混凝土的颜色是有差别的，因此要保证同一工程部位所用水泥的品种和厂家保持一致。另外，在选择水泥时还应考虑其工作性能，只有保水性、粘聚性、匀质性好的水泥才可配制出和易性较好的混凝土。依据实际情况，本试验所用水泥为河南新乡孟电水泥，规格型号为 P·O42.5，具体的性能指标如表2 所示。

表2 水泥性能指标

（2）粉煤灰

粉煤灰的加入，可起到改善混凝土工作性能和降低混凝土生产成本的双重效果。该试验所用的粉煤灰为河南诚为金商贸有限公司 Ⅱ 级粉煤灰，该粉煤灰具体的性能指标见表3。

表3 粉煤灰性能指标

（3）矿粉

矿粉的加入可改善混凝土的工作性能。该试验所选用的矿粉为河南茂轩建材有限公司的 S95 级矿粉，该矿粉具体的性能指标见表4。

表4 矿粉性能指标

（4）减水剂

根据自密实清水混凝土的配制需要，并经过充分的调研，该试验最终选用的减水剂为河南科之杰新材料有限公司生产的减水剂，产品型号为 Point-400，密度 1.17g/cm3，减水率 15%，含气量 2.5%，含固量 18%。

（5）粗骨料

粗骨料的质量应符合相关的标准要求，并且级配要连续、合理。依据实际情况，本试验所选用石子的规格为 5～16mm 的碎石，产地为禹州，其具体的性能指标见表5。

表5 粗骨料的性能指标

（6）细骨料

细骨料应选择质量稳定、级配合理和吸水率低的优质河砂。本试验采用细度模数 2.7，含泥量 1.8%，泥块含量 0.2% 的河砂。

1.3 自密实清水混凝土的配合比设计

自密实混凝土要求拌合物中的骨料应均匀地被包裹、悬浮在有一定粘度的胶凝材料体系中，同时靠混凝土的自重及流动性填充到模板的各个角落，所以，所配制的自密实混凝土必须具有高流态、抗离析性和自我填充性。

在设计自密实清水混凝土的配合比时，要充分考虑自密实清水混凝土的特点和性能等，严格按照国家标准、制备特殊混凝土的相关行业标准，以及本地区气候特点、原材料质量状况和具体实际情况来设计，以混凝土强度、坍落度、表观质量等作为控制指标，进行自密实清水混凝土的试配工作，最终试配出的配合比既要具有良好的和易性，又要满足混凝土的表观质量、强度、耐久性等的相关要求，同时还要做到经济合理[3]。

该配合比在设计时的具体要求包括：（1）采用尽可能低的水胶比；（2）根据耐久性的要求，选用一种或多种掺合料；（3）选用减水效果及流动性保持能力好的高效减水剂；（4）控制最大集料的粒径，若过小可产生裂缝。

1.4 自密实清水混凝土的试验结果和分析

根据实际情况，以及自密实清水混凝土的设计原则，分别研究水胶比、砂率对 C60 自密实清水混凝土的影响，并以流动性、强度作为评价指标。试验分别改变水胶比和砂率的参数，其他配合比数据不变，进行 2 组单因素试验，试验一所用的水胶比分别为 0.22、0.24、0.26、0.28、0.30，具体试验配比如表6 所示，通过试验验证得到 5 组 28 天试验强度（表7 和图1），从中可以看出随着水胶比的增大，强度越来越低，但是新拌混凝土的流动性越来越好，综合两者，选用的试验水胶比为 0.26。

表6 试验一所用配合比 kg/m3

表7 试验一 28 天试块强度

图1 试验一试件强度结果

试验二采用的水胶比为 0.26，改变砂率分别为 0.33、0.35、0.37、0.39、0.41 做单因素试验，具体试验配合比见表8 所示，通过试验验证得到 28 天试块强度（表9 和图2），可以看出 28 天试块强度随着砂率的提高呈现出先增加后减小的趋势，这是因为随着砂率的增加，骨料的空隙率呈现出先减小后增大的趋势。在砂率为 0.37 时混凝土强度最高，说明此时骨料空隙率最小，则混凝土中的富余浆体也就越多，流动性也就越大，因此选择的试验砂率为 0.37。

通过上述大量的试验和对混凝土性能的反复验证，最终确定了较为合适的 C60 自密实清水混凝土的配合比，该配合比所配制混凝土的各项性能试验结果，以及表观质量分别见表10 和图3 所示，可知该配合比所制备出的自密实清水混凝土工作性能良好，强度及表观质量均符合项目要求。

表8 试验二所用配合比

表9 试验二 28 天试块强度

图2 试验二试件强度结果

2 自密实清水混凝土施工注意事项

2.1 自密实清水混凝土的生产

（1）原材料质量对混凝土的力学性能等有着较大的影响，因此，应严格把控原材料的进厂。此外，还应特别注意外加剂与胶凝材料的相容性、骨料的杂质含量（含泥量、泥块含量等），选用对混凝土外观颜色无影响的外加剂等[5]。

（2）技术质量部门在生产前应进行配合比试配验证工作，观察拌合物状态，根据当天材料情况和项目施工要求及时对配合比作出调整。

表10 最佳方案配合比及试验结果

（3）在自密实清水混凝土生产前，要对生产计量设备进行校准，确保计量的准确性。

（4）在搅拌自密实清水混凝土时，要把握好拌合时间，时间过短或过长均不利于自密实清水混凝土的质量。

（5）自密实清水混凝土开盘时，须对其进行规定的各项性能试验检测，并对每盘混凝土进行查看，来判断其是否满足性能要求。

图3 自密实清水混凝土的表观质量图

2.2 自密实清水混凝土的运输

（1）应提前对罐车司机进行技术交底，使其清楚私自加水的危害，切实做到无司机在运输过程中出现私自加水和冲刷进料口的现象。同时车队队长负责监督，一经发现违规行为，将对罐车司机进行严厉的处罚。

（2）罐车司机应提前规划好运输路线，以便以最快的速度将混凝土运送至浇筑地点。

2.3 自密实清水混凝土的浇筑过程

（1）自密实清水混凝土采用泵送方式进行浇筑，应保证浇筑的连续性，尽量缩短浇筑时间间隔，避免分层面产生明显的缝隙。

（2）混凝土振捣时应使工人按照混凝土的强度等级、施工工艺、施工时间、混凝土的实际情况来选择正确的振捣方法，以及结合实际经验来掌握混凝土回振的最佳时间进行回振。

（3）对运至施工现场的模板委派专人进行逐一检查，包括模板的厚度偏差是否超过允许值，模板是否有变形、拼接不严等现象，以及模板隔离剂的涂刷是否均匀等。

2.4 自密实清水混凝土的养护

在进行自密实清水混凝土的养护时，应尽可能使现场混凝土的养护条接近标准条件。对施工工人进行技术交底，对浇筑后的混凝土能够及时覆盖、洒水，使其有足够的养护时间，并严禁过早拆模等行为。

3 结语

自密实清水混凝土可降低施工成本，增加混凝土的密实性，减少外界物质对混凝土内部及钢筋的腐蚀，因此具有广泛的应用前景。本文主要开发了一种 C60 自密实清水混凝土，并总结了从原材料、配合比、运输、浇筑、养护等方面需注意的事项，从而提出了制备自密实清水混凝土的合理化建议。