彩色大流态装饰混凝土的制备应用及展望

张理荣，宋军超（河南港创瑞博建材科技有限公司 河南 洛阳 471000）

0 引言

装饰混凝土是采用混凝土作为原材料，通过精心设计和施工，并进行必要的配色和表面处理来实现建筑的装饰效果或特定功能的材料或产品[1]。按表面装饰效果划分，装饰混凝土有：清水混凝土、彩色混凝土、露骨料混凝土、表面造型混凝土等种类。装饰混凝土具有质朴自然、装饰效果好、取材方便、成本低廉、便于实施等优点，是一种环境友好型的装饰材料[2-3]。制作彩色装饰混凝土的方法有常用以下5 种：一次成型法（整体着色法）、两次成型法、干撒着色法、覆盖法、涂覆染色法。前3种方法常用于新制混凝土，第四种方法常用于既有混凝土表面，第五种方法常用于既有混凝土表面或新制混凝土[4]。以上几种方法制备周期长、工艺较为复杂，而且会带来一定的环境污染。

以白色水泥为胶材，白色石英砂为细骨料，彩色鹅卵石为粗骨料，以不同颜色比例搭配的鹅卵石制备不同色彩的大流态彩色装饰混凝土，制备周期短、工艺简单、色彩搭配繁多、无二次环境污染。

1 原材料及制备方案

1.1 主要原材料及物理化学性质

（1） 水泥：试验选用色差较小的广西云燕特种白色水泥PW32.5，其主要性能指标见表1。

（2） 矿粉：试验选用小野田S95 级矿粉，其主要性能指标见表2。

（3）外加剂：试验选用赛高9WS-PC 外加剂，PH 值5.9；含固量10.2%；减水率25%；氯离子含量0.02%。

（4） 粗骨料：试验选用粒径5-10mm 左右的彩色鹅卵细石。

（5）细骨料：试验选用广西云燕白色石英砂，表观密度2 750kg/m3，松散堆积密度1 560kg/m3，紧密堆积密度1 710kg/m3，细度模数Mx=3.8。

表1 云燕特种白水泥PW32.5 性能指标

表2 矿粉性能指标

1.2 制备方案

该文天然彩色大流态装饰混凝土的制备是基于C45 混凝土着色处理基础之上，通过改变混凝土原材料的水泥品种、粗骨料类型、细骨料类型以及粗骨料不同颜色搭配制备，制备方案如表4 所示，并且在混凝土浇筑成型硬化后，采用抛光打磨等技术，制备多种不同颜色的彩色装饰混凝土。

表3 C45 基准配比/（kg/m3）

2 制备试验结果及工程应用

2.1 制备实验结果

根据实验方案制备的彩色混凝土的试验结果如表5 所示，着色处理及打磨抛光后制备的天然彩色混凝土如图1 所示。

表4 天然彩色大流态装饰混凝土制备方案/（kg/m）3

表5 彩色装饰混凝土试配结果

由表5 可以看出，当采用白水泥、白色石英砂及不同颜色比例搭配的彩色卵石试配制备的彩色混凝土较一般材料试配的混凝土表现出有较大流态性，坍落度大40~45mm，扩展度大70~80mm，其主要原因为彩色鹅卵石干净，含泥很低，且表面光洁，裹浆能力略差，从而流动性略大；强度相比较而言略微偏低3~4MPa，主要是因为采用的白色特种水泥本身强度偏低，但强度都能达到设计要求。

传统的彩色装饰混凝土的制备通常采用的是在普通混凝土铺装完成后采取涂刷不同颜色的油漆着色（如图1）来实现，此做法随着日晒雨淋等自然环境的影响会导致褪色、剥落等情况发生，而且在刷漆时还会造成一定的环境污染。而该文采用白色特种水泥、白色石英砂及不同颜色比例搭配制备的彩色大流态装饰混凝土经打磨抛光（图2，图3，图4）后呈现出彩色卵石骨料本来的色彩，根据不同颜色比例搭配彩色卵石骨料，经打磨抛光后即可制备不同色彩方案的彩色大流态装饰混凝土，可满足色彩多样性需求，能达到特殊的整体美学外观效果，且施工工艺简单、周期短、不褪色、不会对环境造成污染，符合绿色生态建筑、低能耗建筑的时代潮流。

图1 A0 着色后的海蓝色（左）及砖红色（右）混凝土

图2 A1 表面打磨抛光

图3 表面打磨抛光

图4 A3 表面打磨抛光

2.2 工程应用

工程应用中为达到更好的表面装饰效果，通常选用最大数量、同一粒径或粒径范围很小的粗骨料，通常按常规比例配置的连续级配的粗细骨料回导致混凝土表面不均匀。工程应用中的施工顺序为浇筑、刮平、抹平、打磨抛光，注意混凝土表面不能过分抹平，否则将导致粗骨料嵌入深度过大给后续打磨抛光工作造成难度[4]。图5 为采用该文方法制备铺设的小区内天然彩色混凝土花园小道路面示范工程。

图5 小区内天然彩色混凝土花园小道路面铺设

3 制备方法优点

进行了天然彩色大流态装饰混凝土的配制试验。根据水泥的自身颜色，即灰色系混凝土，在其中使用白色特种水泥及白色石英砂，增加矿粉的掺量，以及使用不同颜色比例搭配的彩色鹅卵石代替普通碎石，并且采用专用脱模剂，以及成型后期采用打磨剖光等技术工艺，使得彩色粗骨料外露从而达到了改变混凝土外观颜色的目的。

（1） 在其他条件相同的情况下，该法制备的彩色装饰混凝土较常规着色法制备的彩色混凝土具有更大流态性，坍落度大40~45mm，扩展度大70~80mm，能达到自流平的状态；

（2） 改变粗骨料即彩色鹅卵石不同颜色的掺量比例，对混凝土的28d 强度基本没有影响，都可达到标准设计强度，可制备多种色彩方案的彩色装饰混凝土。

（3）该法制备的彩色大流态装饰混凝土施工周期短、工艺简单、不褪色、对环境不会造成污染。

4 结语

清水混凝土和彩色透水混凝土、造型装饰混凝土已逐渐形成一个新兴的混凝土制品产业，水泥混凝土材料制品业一改“粗、大、笨、土”的形态进入大雅之堂。由于各种艺术与材料技术的结合，彩色透水混凝土、装饰混凝土制品成为高附加值产业，其发展日新月异，一发不可收拾。彩色装饰混凝土是一种绿色环保装饰材料，以往的彩色装饰混凝土是在未干的水泥地面或墙面上添加一层彩色混凝土（装饰混凝土），然后用专用的模具或手工技术制成，从而使得水泥地面或墙面永久呈现丰富的色彩，逼真的模拟天然石材的材质和纹理，随心所欲刻画各类图案，使人们轻松的实现建筑与环境和谐相融的思想，而本实验采用天然彩色鹅卵石制备的环境友好型的彩色装饰混凝土施工周期短、施工工艺简单，可根据需求制备各类颜色搭配的彩色装饰混凝土，具有广泛的应用及市场前景。天然彩色装饰混凝土给设计者提供了更为广阔的设计空间，给观众提供了更为广阔的想象空间，随着建筑业的高速发展，中国的彩色装饰混凝土行业也将迅速发展壮大。