粗细骨料对清水混凝土状态及成型效果的影响研究

卢杰 李柏生 黄朕宇

摘 要 清水混凝土是混凝土材料中最高級的表达形式，无须装饰及再加工的一种建筑结构，它显示的是一种最本质的美感，体现的是“素面朝天”的品位。清水混凝土具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味，与生俱来的厚重与清雅是一些现代建筑材料无法效仿和媲美的。材料本身所拥有的柔软感、刚硬感、温暖感、冷漠感不仅对人的感官及精神产生影响，而且可以表达出建筑情感。因此建筑师们认为，这是一种高贵的朴素，看似简单，其实比金碧辉煌更具艺术效果。然而粗细骨料对清水混凝土的状态及成型效果有着至关重要的作用，它的影响也是不容忽视的。

关键词 清水混凝土;粗细骨料;状态及成型效果;影响

随着社会经济的发展以及建筑施工技术的进步，清水混凝土凭借自身独特的魅力越来越受到人们的青睐。清水混凝土也是名副其实的绿色混凝土。

清水混凝土结构不需要装饰，舍去了涂料、饰面等化工产品，少了大量建筑垃圾，有利于保护环境，清水混凝土的施工，不可能有剔凿修补的空间，每一道工序都至关重要，迫使施工单位加强施工过程的控制，使结构施工的质量管理工作得到全面提升。正因为它的各种要求及质量的控制，粗细骨料就尤其显示它的重要作用，也被使用者引起足够的重视。本文主要针对粗细骨料对清水混凝土的状态及成型效果的影响进行详细的研究和探讨，并对粗细骨料各种指标要求进行分析，以达到清水混凝土的最佳效果为终极目标。

1工程概况

湖南广电节目生产基地项目位于长沙市开福区东部，地处长浏高速、京港澳高速附近，是进入长沙市区的东部门户地带，与中心城区唇齿相连;邻近城市主干道三一大道、高速公路、航空港，交通十分便利，具有优越的地理位置和区位优势[1]。

项目美术馆内大量采用了饰面清水混凝土材料，面积约3800㎡。从B1层开始出现清水混凝土，主要分布在休息厅、楼梯间、走廊、门厅、展厅等部位。清水标准模数1.2m×2.4m，螺栓孔间距基本600mm×600mm。工程室内清水效果如图1所示。

2粗细骨料的选用

（1）粗骨料：粒径统一为5～25mm，均为石灰石碎石，压碎值选取10%～12%之间的范围。为了满足清水混凝土的状态及成型效果，我们试验针对下列几种情况进行对比：

1）选取碎石含泥量及石粉含量2%，连续级配，无泥块含量、无杂质，要求同一产地、同一规格、同一颜色生产的碎石生产的碎石。

2）选取碎石含泥量及石粉含量1%，连续级配，无泥块含量、无杂物，要求同一产地、同一规格、同一颜色生产的碎石。

3）选取再筛洗碎石，断级级配，无泥块含量、无杂质，要求同一产地、同一规格、同一颜色生产的碎石生产的碎石。

（2）细骨料：优选天然河沙，为了满足清水混凝土的状态及成型效果，我们试验针对下列几种情况进行对比：

1）选取天然河沙细度模数2.4，含泥量小于1.8%，无泥块含量、无杂质，统一采区的河沙。

2）选取天然河沙细度模数2.6，含泥量小于1.2%，无泥块含量、无杂质，统一采区的河沙。

3）选取天然河沙细度模数2.8，含泥量小于0.8%，无泥块含量、无杂质，统一采区的河沙。

3胶凝材料及减水剂的选用

（1）水泥：采用海螺水泥厂普通硅酸盐水泥，强度等级42.5MPa;标准稠度用水量约26.6%，凝结时间及安定性等各项性能都稳定。

（2）粉煤灰：选用Ⅱ级优质粉煤灰，细度25，需水量比99%。

（3）矿粉：选用华新S95级矿粉，28d活性101%。

（4）减水剂：采用了西卡清水专用外加剂，满足减水率大于21%，凝结时间差 -90～+120min，2h坍落度经时变化为0mm，且对钢筋无锈蚀。

4本次清水混凝土的状态及成型效果的要求

清水混凝土坍落度控制在200±20mm左右，扩展度为540±20mm左右;清水混凝土单盘搅拌时间不少于80s且不大于100s，避免混凝土搅拌的不均匀性。

清水混凝土颜色统一为混凝土原色，无其他颜色要求;

同一视觉空间内，距混凝土面5m处观察，颜色基本一致，无明显色差;

气泡分散，最大直径不大于8mm，深度不大于2mm，每平方米气泡面积不大于20cm2[2];混凝土表面无漏浆、流淌及冲刷痕迹，无油迹、墨迹及锈斑，无粉化物;阴、阳角无漏浆，缺棱少角现象[3]。

5清水混凝土配合比的确定

项目初期进行了大量混凝土试配工作，力求寻找出适合于本工程的最优配合比。同时，多次组织考察已完成项目的清水构件、样板等，明确试验阶段的清水混凝土试块要求，并确定初始清水混凝土配合比，见表1。

确定清水混凝土的水灰比0.36，及最低水泥用量290Kg/m3和粉煤灰、矿粉的用量。确定砂率43%～45%之间。

6粗细骨料对清水混凝土的状态及成型效果的试验阶段

根据初始试配合比进行试验，同时根据试验结果调整配合比，以满足本项目的混凝土的工作性能以及清水表观效果要求。

6.1 清水混凝土原材料选择

以下试验除粗细骨料选择不同，水泥、矿粉、煤灰、减水剂都是使用同一批次、同一型号、同一生产厂家进行试验。下面我们这次试验核心就是对粗细骨料的不同进行清水混凝土的状态及成型效果的对比试验：

选取①号粗骨料与①细骨料进行试验：试验配比，见表2。

配比说明，因①细骨料细度模数为2.4，在初始配比中需要调小2个砂率，粗骨料和细骨料石粉含量和含泥量偏高，因此减水剂掺量也要相应提高。试验结果。

a.出机状态            b.扩展度    c.坍落度

d.2個小时经时损失            e.成型效果

从以上图中可以看出，使用①号粗骨料与①细骨料配比搅拌出来的清水混凝土，状态不是很理想，坍落度和扩展度基本满足要求，因试验场地和施工现场还是有点的差距。该次混凝土经时损失比较大，故此到达施工现场是满足不了施工。从成型效果来看也不理想，存在色斑、灰质斑、细小麻点，满足不了清水混凝土成型效果。

原因：①粗细骨料石粉及含泥含量偏高，影响经时损失及表面美观效果。②细骨料细度模数偏小，砂率偏大，影响混凝土的用水量。

（2）选取②号粗骨料与②细骨料进行试验：试验配比，见表3[4]。

配比说明，因②细骨料细度模数为2.6，使用原初始配比砂率，粗骨料和细骨料石粉含量和含泥量小，减水剂掺量适当相应提高。试验结果。

a.出机状态    b.坍落度      c.扩展度

d.2个小时经时损失         e.成型效果

从以上图中可以看出，使用②号粗骨料与②细骨料配比搅拌出来的清水混凝土，状态还是比较理想，坍落度和扩展度基本满足要求。该次混凝土经时损失也还是偏大，故此到达施工现场是较难满足施工。从成型效果来看还比较理想，色质均一，表面光泽一致，有小量水泡孔，还没有完全达到清水混凝土的效果要求。

（3）选取②号粗骨料与②细骨料进行试验：试验配比，见表4。

配比说明，因②细骨料细度模数为2.8，在原初始配比减少1个砂率，粗骨料和细骨料石粉含量和含泥量极小，减水剂掺量适当相应降低。试验结果。

a.出机状态         b.坍落度        c.扩展度

d.2个小时经时损失              e.成型效果

从以上图中可以看出，使用③号粗骨料与③细骨料配比搅拌出来的清水混凝土，状态非常理想，坍落度和扩展度满足要求。该次混凝土经时损失也能满足，从成型效果来看也比较理想，色质均一，表面光泽一致，无油迹、墨迹及锈斑，无粉化物;阴、阳角无漏浆，缺棱少角现象，完全满足清水混凝土的状态及成型效果要求。故此，选用③号粗骨料与③细骨料配出来的清水混凝土是完全满足清水混凝土的性能要求及成型效果。

经过大量的粗细骨料的试验对比工作，如图5所示，根据试验效果，结合建设单位对色块的确认情况，判断选用③号粗骨料与③细骨料效果较好，从而分别进行两块小样板施工。

试块拆模后，各方均选用③号粗骨料与③细骨料一组评价最高，一致认为达到本项目清水效果，如图6所示。随即确定本项目清水混凝土设计配合比为第3次试验配合比：即文中（表4）配合比[5]。

7项目实施应用建议

通过试配试验及样板工程浇筑，充分证明了控制好粗细骨料的含泥及石粉含量、天然砂的细度模数、级配是对清水混凝土成型效果是很有利的。选择好粗细骨料还要有良好的施工工艺才能更完美呈现清水混凝土的饰面效果。在实施期间，应对以下方面严格控制。

（1）清水混凝土生产前，要提前检查原材料;保证原材料准备充分，满足清水要求，混凝土运输至施工现场后另须进场验证。

（2）采用导管浇筑，分层落料，每次落料高度不宜超过1m，满足振捣棒有效半径，有利于气泡充分排出。

（3）混凝土振捣要多点振捣，快插慢拔有利于气泡排出，每个点位不宜超过40s，防止出现离析。

（4）辅助振捣对清水混凝土浇筑过程非常重要，从落料开始到每层振捣完毕，要持续辅助振捣，直至浇筑完毕后10min。

（5）对同一视线内的所有清水构件采取统一的覆膜养护方式，保证养护完毕混凝土颜色基本一致[6]。

8结束语

清水混凝土看似简单、朴实无华，实际制作却异常烦琐、精细，却对操作工艺的要求特别高。本项目通过大量适配试验工作以及样板工程的过程验证，已找出适合本工程的最优清水混凝土配合比;对本地区清水建筑或构件的发展具有一定的参考意义。该清水试配历程也充分证明了粗细骨料对清水混凝土的状态及成型效果有着重要的作用对其产生的具体影响。与此同时，清水混凝土免装饰性的本质对工程实际造价有利，也更环保。

参考文献

[1] 孙惊涛，赵优俊.清水混凝土配制与生产质量控制[J].建材与装饰，2019（31）：63-64.

[2] 徐秀扬.房屋建筑的清水混凝土施工技术分析[J].建材与装饰，2019（19）：40-41.

[3] 清水混凝土应用技术规程：JGJ 169-2009[S].北京：中国标准出版社，2009.

[4] 佚名.建筑施工手册（第五版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2012：12.

[5] 程祖华.清水混凝土施工关键技术质量控制措施[J].工程建设与设计，2019（4）：219-221.

[6] 高广文.清水混凝土制备技术及施工质量控制方案[J].四川水泥，2019（10）：24.

作者简介

卢杰（1983-），男，湖南长沙人;学历：本科，职称：工程师，现就职单位：湖南建工混凝土有限公司，研究方向：混凝土生产技术。