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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第3期

華電儀化熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目中清水混凝土的配制與應(yīng)用

周衛(wèi)，范建鋒

［摘 要］本文以華電儀化熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目為實(shí)例，主要介紹了清水混凝土原材料、配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程等方面的質(zhì)量控制措施以及在現(xiàn)場(chǎng)澆筑樣板時(shí)不同模板和脫模劑的選擇、振搗方式對(duì)清水混凝土外觀質(zhì)量的影響。最終通過(guò)樣板效果優(yōu)化配合比，確定模板、脫模劑的種類，達(dá)到了清水混凝土的質(zhì)量要求。

［關(guān)鍵詞］清水混凝土；配合比設(shè)計(jì)；模板

0 引言

清水混凝土要求混凝土表面平整光滑、顏色均勻一致，無(wú)氣泡、麻面、砂線、水線等明顯缺陷，以混凝土的自然質(zhì)感作為飾面效果。清水混凝土比普通混凝土在表面質(zhì)量方面要求高，它的最終效果取決于混凝土配制、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)、模板、節(jié)點(diǎn)細(xì)部處理、鋼筋綁扎、等多種因素，在成品保護(hù)、施工管理等方面也都有較高的要求。

1 工程簡(jiǎn)介

華電儀化熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目位于儀征化工園區(qū)，于2022年8月開(kāi)工，項(xiàng)目中多處主體（煙囪、廠房、灰?guī)臁⑤斆簵虻龋榍逅ㄖL(fēng)格，清水混凝土澆筑量近2萬(wàn)方。施工伊始，甲方、施工單位對(duì)混凝土公司強(qiáng)調(diào)了該工程清水混凝土的重要性，通過(guò)樣板柱、樣板墻開(kāi)展了清水混凝土配合比、原材料、施工工藝的試驗(yàn)。

2 清水混凝土的性能要求

清水混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，根據(jù)不同部位坍落度要求控制在(200±20)mm（廠房結(jié)構(gòu)200～220mm、灰?guī)鞜焽鑹?80～200mm），煙囪墻板要求24小時(shí)拆模強(qiáng)度不低于8MPa。清水混凝土外觀質(zhì)量要求見(jiàn)表1。

原材料的選擇

3.1 骨料

（1）細(xì)骨料宜選用II區(qū)中砂，應(yīng)嚴(yán)格控制砂子的泥含量、泥塊含量，貨源要求穩(wěn)定。

根據(jù)貨源情況，使用湖北產(chǎn)細(xì)度3.4機(jī)制砂及細(xì)度2.3的天然砂以1:1的比例混合，混合后整體細(xì)度2.8。對(duì)比同樣細(xì)度2.8的天然砂，0.6mm以上顆粒累計(jì)多約15%，即混合砂中粗顆粒比天然砂略多，整體孔隙率降低，級(jí)配狀況更合理，且降低了經(jīng)濟(jì)成本。天然砂、機(jī)制砂及兩種砂混合后的物理性能見(jiàn)表2。

天然砂根據(jù)需求方量一次性采購(gòu)，機(jī)制砂選用同一礦山，保證材料的一致性。機(jī)制砂入廠后由自家水洗設(shè)備水洗，水洗之后石粉含量4.0%MB0.8。天然砂含泥量1.5%、泥塊含量0.5%

（2）粗骨料宜選用連續(xù)集配、針片狀較少的石子，粒徑適宜范圍5～25mm。石子選用湖北產(chǎn)的5～25mm連續(xù)級(jí)配碎石，入廠后由水洗設(shè)備清洗后再使用，水洗后泥含量0.5%、泥塊含量0.1%。

3.2 水泥

水泥硬化后的顏色基本決定了混凝土的顏色，因此為保證色差應(yīng)選用同一廠家、同一品牌、同一強(qiáng)度等級(jí)的水泥。優(yōu)先選擇強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)的硅酸鹽、普通硅酸鹽水泥。我們備選了句容臺(tái)泥、南京海螺、揚(yáng)州綠楊三個(gè)廠家的42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。主要參數(shù)如表3。

在初定好水泥品牌后，跟施工單位商議用基礎(chǔ)柱作為樣板，用純水泥膠材來(lái)驗(yàn)證混凝土的強(qiáng)度、色澤、光潔度，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表。最終選取效果最優(yōu)的水泥品牌。因煙囪清水混凝土工期較緊，實(shí)際澆筑以每天不低于模的進(jìn)度施工，正常進(jìn)度天要翻模。因此要確?；炷恋脑缙趶?qiáng)度，施工單位要求24小時(shí)拆模強(qiáng)度不能低于10MPa。暫定配合比水泥用量為440kg/m，水灰比0.39

通過(guò)樣板柱效果發(fā)現(xiàn)海螺水泥在拆模時(shí)顏色均勻度良好，但在20天后出現(xiàn)了點(diǎn)狀黑斑，其他兩家顏色均勻度良好?？紤]到貨源穩(wěn)定性，跟施工單位商定選用就近的綠楊水泥。

3.3 摻合料

摻合料的加入可以有效改善混凝土的和易性、耐久性，降低經(jīng)濟(jì)成本，但礦物摻合料的品種、雜質(zhì)含量、均勻性會(huì)影響清水混凝土的外觀質(zhì)量。根據(jù)施工方要求摻合料以不摻、少摻為原則，控制摻合料摻量在膠材用量的10%以內(nèi)，減少因摻合料顏色、品種、雜質(zhì)含量等不確定性因素對(duì)混凝土顏色一致性造成的影響。

粉煤灰選用華證熱電廠的II級(jí)灰，主要參數(shù)如表5；礦粉選用綠楊牌S95級(jí)，主要參數(shù)如表6。

3.4 外加劑

因清水混凝土對(duì)外觀質(zhì)量要求高，外加劑宜選用減水率高、與膠材適應(yīng)性好、保坍效果好的聚羧酸高效減水劑。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)比，選用安徽中鐵產(chǎn)RAWY101型聚羧酸高效減水劑。其含固量13.2%、減水率20%、含氣量2.6%。

4 配合比參數(shù)的確定

4.1 砂率

對(duì)于清水混凝土，砂率的選擇非常重要，特別是摻合料摻量較少的情況。砂率偏低時(shí)，混凝土的包裹性、和易性較差，坍落度較大時(shí)混凝土容易離散；砂率偏高時(shí)，雖狀態(tài)及工作性能提升，但隨著砂的表面積增大所需的包裹水泥漿增多，單位用水量也增加，混凝土振搗后容易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，影響混凝土的外觀質(zhì)量。因此在試配過(guò)程中，應(yīng)比較不同砂率對(duì)混凝土外觀及狀態(tài)的影響。

試驗(yàn)過(guò)程中以39%、41%、43%、45%的砂率進(jìn)行比較。經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果看出39%砂率時(shí)，混凝土和易性較差、容易泌水，制作的試塊有蜂窩氣泡；砂率45%的混凝土用水量增加、強(qiáng)度最低且氣泡較多；41%和43%的砂率狀態(tài)良好、氣泡較少、表面較光滑。因廠房柱有部分柱為高支模，高度9米，振搗比較困難，為防止出現(xiàn)蜂窩、麻面，因此需要混凝土和易性、流動(dòng)性好。根據(jù)施工情況選取43%的砂率作為最優(yōu)砂率。

4.2 減水劑摻量

聚羧酸減水劑對(duì)原材料泥含量較敏感，摻量過(guò)高宜因砂石含水率波動(dòng)引起離析、泌水現(xiàn)象；摻量過(guò)低坍落度易控制，但流動(dòng)性、和易性達(dá)不到要求。根據(jù)砂石含泥量及與膠材的適應(yīng)性，確定1.4%為外加劑最優(yōu)摻量。

4.3 膠材用量

膠凝材料是影響清水混凝土的顏色、光潔度的最主要因素，膠材的總量越低混凝土光澤程度、色澤均勻性越差。對(duì)于清水混凝土膠材總量不宜低于400kg/m。試驗(yàn)過(guò)程中以420、440、460kg/m的膠材總量進(jìn)行比較。

設(shè)計(jì)時(shí)考慮混凝土以水泥顏色為主色，單摻少量摻合料改善混凝土的顏色、狀態(tài)和工作性能，分別單摻膠材總量8%的粉煤灰和8%的礦粉進(jìn)行比較。對(duì)比試驗(yàn)的混凝土配合比及性能見(jiàn)表7。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單摻礦粉時(shí)混凝土白度增加，顏色亮白光澤感良好；膠材用量增多時(shí)混凝土表面光澤感強(qiáng)，但粘度增加，不利于氣泡的排出，因此有少量氣泡存在。最終選取A5為最優(yōu)配合比。樣板效果如圖1。

依據(jù)《普通配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ 55—2011計(jì)算確定最終配合比，見(jiàn)表8。

5 模板、脫模劑的對(duì)外觀質(zhì)量的影響

在現(xiàn)場(chǎng)制作樣板的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不同模板跟脫模劑的選擇對(duì)于混凝土表面質(zhì)量影響較大。

項(xiàng)目中根據(jù)施工工藝的不同廠房結(jié)構(gòu)使用膠合木模、煙囪使用的是鋁合金模板。用兩種模板現(xiàn)場(chǎng)制作樣板時(shí)發(fā)現(xiàn)膠合木模成型后的混凝土整體外觀質(zhì)量良好，沒(méi)有明顯缺陷；鋁合金模板則出現(xiàn)大量不可控的氣泡，光潔度也較差。

針對(duì)鋁合金模板出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)混凝土配合比、原材料進(jìn)行了調(diào)整。其中包括調(diào)整外加劑含氣量、消泡劑的摻量；不同的坍落度；更換原材料廠家。進(jìn)行了大量的試驗(yàn)后還是不能有效解決氣泡大量存在的問(wèn)題。

之后查閱資料得知，鋁合金模板中裸露的鋁會(huì)跟混凝土中的堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣：

2Al+2Ca(OH)+2HO=2CaAlO+3H

且鋁合金模板密封程度比木模強(qiáng)，產(chǎn)生的氫氣不宜排出、導(dǎo)致了表面大氣泡的形成。使用鋁合金模板時(shí)需要求生產(chǎn)廠家噴涂隔離層處理，防止混凝土與鋁合金模板表面裸露的鋁產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。

在懷疑是模板的原因?qū)е職馀莸男纬珊?，重新制作樣板，一面使用木模，另一面使用鋁模來(lái)比較成型效果。拆模后驗(yàn)證了設(shè)想：木模面沒(méi)有可見(jiàn)大氣泡，鋁模面則大量不規(guī)則大氣泡。拆模后效果如圖2。

確定了是由于模板的原因?qū)е铝藲馀莸漠a(chǎn)生，建議施工單位更換模板。由于煙囪施工工藝的特殊性，木模的剛度不滿足煙囪滑模的施工要求，決定使用鋼模代替鋁模。鋼模制作的樣板效果氣泡量數(shù)量較鋁模明顯減少，但還是有少量可見(jiàn)氣泡，沒(méi)有達(dá)到理想效果。制作樣板時(shí)氣溫較低，平均溫度5℃?？紤]到由于鋼模保溫效果差導(dǎo)致表面油性脫模劑粘度較高，振搗過(guò)程中不利于氣泡的排出，決定更換水性脫模劑。水性脫模劑較油性脫模劑粘度低，拆模后較油性脫模劑氣泡量達(dá)到理想效果且顏色更亮、光潔度更好。

6 施工效果

在樣板效果滿足了清水混凝土的要求后，開(kāi)始了緊張的施工。在實(shí)際大面積澆筑過(guò)程中要注意保持混凝土原材料的穩(wěn)定性，嚴(yán)格控制入模坍落度在要求范圍內(nèi)。同時(shí)清水混凝土最終成型效果也取決于現(xiàn)場(chǎng)施工的管理水平，包括規(guī)范的振搗、模板的清理、鋼筋銹跡的處理、現(xiàn)場(chǎng)垃圾物的清理、脫模劑的噴涂及時(shí)間控制、拼縫螺栓孔處的細(xì)部處理等。

目前煙囪工程已封頂、廠房結(jié)構(gòu)基本澆筑完成。混凝土實(shí)體強(qiáng)度良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，未發(fā)現(xiàn)有害結(jié)構(gòu)性裂縫。煙囪墻體、廠房柱梁表面平整光滑、無(wú)明顯可見(jiàn)大氣泡、顏色亮白均勻度基本一致，滿足了清水混凝土的質(zhì)量要求。效果如圖3。

7 主要結(jié)論

（1）機(jī)制砂與天然砂適當(dāng)比例混合能有效降低孔隙率；對(duì)于高水泥用量混凝土，砂中粗顆粒多可以降低混凝土粘度；砂率的選擇對(duì)于清水混凝土的狀態(tài)、外觀質(zhì)量有直接影響。

（2）水泥用量的增多使混凝土的光澤感更強(qiáng)，礦粉可以有效增加清水混凝土顏色的白度。在達(dá)到清水混凝土理想效果時(shí)，應(yīng)盡量減少水泥用量，防止混凝土水化熱過(guò)高；摻合料也宜少摻，降低摻合料品種、雜質(zhì)含量、均勻性的不同對(duì)清水混凝土外觀質(zhì)量的影響。

（3）不同模板對(duì)清水混凝土外觀質(zhì)量影響較大，在使用鋁模時(shí)要注意生產(chǎn)廠家是否有噴涂隔離層處理，防止混凝土跟鋁板產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而影響外觀質(zhì)量。使用鋼模時(shí)脫模劑宜選用水性脫模劑。

參考文獻(xiàn)

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供稿人：周衛(wèi)，范建鋒

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS

《預(yù)拌混凝土使用說(shuō)明書(shū)》團(tuán)標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)

《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團(tuán)標(biāo)

【會(huì)議培訓(xùn)】

2025全國(guó)混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術(shù)交流大會(huì)

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2025第二十一屆全國(guó)商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國(guó)商品混凝土年會(huì)

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《新技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用》圖書(shū)

《常見(jiàn)預(yù)拌混凝土質(zhì)量事故分析百例》圖書(shū)

《預(yù)拌混凝土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)室建設(shè)指南》圖書(shū)

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中心每年參與多個(gè)混凝土技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目，包括雄安新區(qū)混凝土項(xiàng)目咨詢、河北省多個(gè)高速公路高性能混凝土技術(shù)咨詢、固廢基膠凝材料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)和制備技術(shù)，以及數(shù)十個(gè)混凝土企業(yè)的技術(shù)服務(wù)工作。開(kāi)展預(yù)拌混凝土綠色產(chǎn)品認(rèn)證和科技成果評(píng)價(jià)工作。

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