清水混凝土配合比设计与施工质量控制.pdf

2 0 1 4 年 第 8 期 (总 第 2 9 8 期 ) Nu mb e r 8 i n 2 0l 4( To t a 1 No 29 8) 混 凝 土 Co nc r e t e 预拌混凝士 R EADY M I XED CONCRETE d o i ： 1 0 3 9 6 9 0 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 4 0 8 0 3 0 清水混凝土配合比设计与施工质量控制 张萍 ( 河南科技大学 土木工程学院 ，河南 洛阳 4 7 1 0 2 3 ) 摘要： 根据实际工程论述了清水混凝土的材料选用要求及配合比设计， 依据规范及实际工程的施工， 阐述了清水混凝土施工的 质量控制方法 ， 分析了清水混凝土的使用带来的实际经济效益， 为清水混凝土的设计及使用提供参考依据。 关键词： 清水混凝土；材料 ；配合 比；质量控制 中图分类号： T U 5 2 8 0 6 2 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 8 0 1 0 7 0 4 De s i gn a n d c on s t r u c t i o n q u a l i t y c o n t r o l f o r a s - c a s t f i ni s h c o n c r e t e ZHA N G Pi n g ( S c h o o l o f Ci v i l E n g i n e e r i n g ， He n a nUn i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y， L u o y a n g4 7 1 0 2 3 ， Ch i n a ) Ab s t r a ct：I t e l a b o r a t e d t h e ma t e r i a l s s e l e c t i o n r e q u i r e me n t a n d t h e d e s i g n o f mi x p r o p o r t i o n f o r a s c a s t fi n i s h c o n c r e t e b a s e d o n t h e p r a c t i c e ， e l a b o r a t e d the c o n s t r u c t i o n q u a l i ty c o n t r o l me t h o d s a c c o r d i n g t o t h e r e l a t e d s t a n d a r d s ， a n a l y z e d t h e e ff e c t e c o n o mi c b e n e fi t s b e c a u s e o ft h e u s e of a s c a s t - fin i s h c o nc r e t e I t p r o v i d e t h e r e f e r e n c e b a s i s for t he d e s i g n a n d us e of a s - c a s t fin i s h c on c r e t e Ke y w o r d s ： a s c a s t fi n i s h c o n c r e t e ； ma t e r i a l ； mi x p r o p o r t i o n； q u a l i t y c o n t r o l 0 引言 目 前国内最高的清水混凝土饰面工程 。 清水 混凝 土是 直接利 用 混凝 土成 型后 的 自然 质感 作 为饰 面效果 的混凝 土 。 它属 于一 次浇 筑成 型 ， 不 做 任 何 外装饰 ， 直 接 由结构 主体混 凝土本 身 的肌 理 、 质感 和 精 心设 计施工 的明缝 、 禅缝 和对拉螺栓 孔等组合 而形成 的一种 自然状 态装饰 面。 因此 清水 混凝 土不 同于普 通 混凝 土 ， 它具有绿 色混凝 土与高性 能混凝 土的特点 ， 其表 面平整 光滑 ， 色泽均 匀 ， 棱角分 明 ， 无碰 损和 污染 ， 只是 在 表面涂一层 或两层透 明的保护剂 ， 显得天然 、 庄重 。 如 图 1所示 图 1 清水混凝外墙效果 卓亭广场工程位于青岛市经济技术开发 区江山中路 6 6 6 号 ， 框架剪力墙结构 ， 建筑风格独特 。 1 、 2 公寓楼地下 2 层 、 地上 3 2 层 ， 外墙为清水混凝土饰面， 属青 岛首家也是 收稿 日期：2 0 1 4 _ _ o 2 _ 2 6 基金项 目：河南省科技攻关项 目( 0 4 2 4 2 5 0 0 3 9 ) 1 清水混凝土原材料选择及配合比设计 1 ， 1 原材料 选择 昆 凝土 的原材料包括水 泥 、 砂子 、 石 子 、 外加剂 、 掺 合 料 、 水 6种成分 ， 这些原材料 的选择与配合 比设计直接影 响其外观质量及耐久性 ， 而清水混凝土又不同于一般的混 凝土 ， 对外观质量及耐久性要求更 高 ， 所 以在对 清水混 凝 土原材料选择和配合 比设计时 ， 必须在满足混凝土浇筑工 作性能与耐久性等前提下 ， 严格选择原材料并控制其配合 比， 满足清水混凝土的特殊要求 。 1 1 1 水泥 水泥的选用 为整个混凝土工程施工的基础 ， 清水混凝 土选用的水泥宜是强度不低于 4 2 5 等级 、 具有活性好 、 标准 稠度用水量小 、 水泥 与外加剂 间的适应性 良好 、 并且原 材 料色泽均匀一致的硅 酸盐水泥和普通硅酸盐水泥 。 同一 工 程的水泥宜为 同一厂家 、 同一品种 、 同一强度等级 ； 要求生 产厂家具有一定规模 ， 并且质量稳定 。 本 工程根 据市场 调 查及不同厂家生产的水 泥的对 比试验 ， 最终采用大宇水泥 有限公 司生产的 P I 型 5 2 5 R级水泥。 1 1 2 集料 混凝土 中的集 料包括粗骨料碎石 、 卵石和细 骨料砂 。 粗骨料选 用的原则是 强度高 、 连续级 配好 、 低碱 活性 ， 颜 1 07 色均匀一致 、 洁净 ， 含泥量小 于 1 ， 泥块 含量小于 0 5 ， 针片状颗粒不大于 1 5 ；细骨料应选择连续级配 良好 的 河砂或人工砂 ， 细度模数应 大于 2 6 ， 颜色一致 ， 含泥量不 应大 于 1 5 ， 泥块 含量不大 于 1 0 ； 粗骨料 和细骨料分 别来 源于 同一砂场 与 同一石 场的材料 。 通 过对项 目附近 的砂 石原材料供应 的详细调研 ， 最终采用 胶南 白马河河 砂 ， 细度 模数为 2 7 ， 为 I I 区中砂 ， 含泥量控 制在 1 5 左 右 ； 石 子 采 用 诸 城 5 2 0 mm 连 续 粒级 碎 石 ， 压 碎 指 标 1 0 0 左右 ， 针片状 含量在 8 0 左右 ， 含泥量控制在 0 4 左 右。 1 1 3 掺合料 掺合料应对混凝土及钢材无害 ， 能增强混凝土 的和易 性 ， 并且能部分替代水泥 ， 改善混凝土 的施工性能 ， 减少水 泥石中的毛细孔数量 和分 布状态 ， 且有助 于碱一 集料活性 的抑制 ， 有利于提高混凝土 的耐久性 。 同一工程所用的掺 合料应来 自同一厂家 、 同一 品种 。 本工程 的掺合料为超细 矿粉 ， 以改善混凝土的孑 L 结构 ， 密度 在 2 5 g c m 左 右 ， 平均 粒径 0 1 0 2 mm。 比表面积 4 5 0 mZ k g 。 1 1 4 外加齐 0 清水混凝土外加剂的选择必须严格控制 ， 选用的外加 剂必须减水效果明显 ， 能够满足混凝土 的各项工作性能 。 根据工程经验 ， 使 用新一代的聚羧酸类高效减水剂配制 的 混凝土具有更好的外观质量 ， 聚羧酸类高效减水剂配制 的 混凝土 除具有减水效果 明显 、 坍落度损失小 的特点外 ， 还 具有很好的和易性 、 黏聚性 ， 不宜秘水 ， 大气泡少 ， 同时具 有降低收缩的作用 。 因此本工程采用江苏博特新材料有 限 公 司生产的第 四代高性能 J M P C A聚羧酸超塑化剂 ， 减水 率 2 8 7 左右。 1 1 5 水 清水混凝土宜采用不含杂质的饮用水 ， 本工程拌制混 凝土采用的是 自来水 。 1 2配合 比设 计 混凝 土配合 比设计应在满足对混凝土强度和抗渗等 级 、 控制碱一 集料反应的前提下必须具有 良好的施工性能 、 良好的耐久性 和满 足清水混凝土 的特殊要求 。 为优选出 强度 、 抗 渗等级符合要 求 ， 施 _T性能优 良 ， 拌合 物色泽 均 匀 ， 符合混凝 土总碱含量控制在规定范围的配合 比， 经过 反复试配 ， 确保配合 比的优化 5 - 6 。 卓 婷广场项 目的混凝 土 配合 比的试配 、 调整及确定严格按照规范 规定执行 ， 同时 考虑工程特点和有关的施工技术 ， 通过反复试配试验确定 最优配合 比。 以 1 3 层 至 2 0层的 C 4 5混凝 土为例 ， 本 工程 采用的配合 比为水 泥： 砂： 石子： 水 = l ： 2 0 2 ： 3 6 0 ：0 4 8 。 混凝土 搅拌站应根据气候条件 、 运输时间 、 砂石含水率变化 、 混凝 土坍落度损失等情况 ， 及时适 当地对原配合 比进行微调 ， 以 确保混凝土浇筑时 的坍落度能够满足施工的需要 ， 混凝土 不泌水 、 不离析 ， 色泽保持一致 。 2 清水混凝土施工质量控制 清水混凝土作为一项世界领先的技术 ， 只应用在一些 1 O8 发达 国家和城市的建筑小品及多层公用建筑上 ， 通常具有 体量小 、 建筑高度低 、 施工周期 短的特点。 而本T程是单体 3 2层 的两个 高层公 寓 ， 每个单体主体结构 混凝土 强度有 、 、c 蚰 、 c 四个等级 ， 主体结构混凝土强度不同以及春 、 夏 、 秋 、 冬 四个季节气候温度变化 ， 历时 3 7 0 d的工期以及 竖向 6 8 次混凝土浇筑 给 1 、 2 楼 主体结构清水混凝 土施 工带来诸多影响外观质量的要因 。 这是本工程最大的技术 和施工质量控制难点 。 根据本项 目的具体情况 ， 从 以下几 个方面采取质量控制措施8 - 9 。 2 1 审核 施 工 方 案 施工单位必须编制清水混凝土专项施工方案 ， 重点是 模板工程， 特别是细部拼接处理、 分缝、 加同方式、 对拉螺 杆栓孑 L 布置等。 2 2 制作样板 采用样板 引路 ， 大面积施工前 做好示 范样板 ， 由技 术 负责人将饰面清水 混凝土施工方案按工种细化 ， 分别对钢 筋 、 模 板 、 混凝土工进行专业交底 ， 并在现场做样板墙操作 演示并进行试验 ， 统一操作要求 ， 明确质量 目标 ， 保证所有 环节的精细施工。 如 图 2 所示。 图 2清 水样 板墙 2 3模 板 工程 模板工程质量是保证清水混凝土效果 的首要条件 和 技术关键 ， 必须保证模板尺寸准确 ， 有足够 的刚度 ， 拼缝严 密平整 ， 板面平顺清洁， 粗糙度满足要求。 2 3 1 模板材料选择 施工对模 板要求高 ， 板面平整度和模板刚度都必须达 到要求 。 施T 中根据丁程特性及项 目的侧重点选择质优经 济 的模板材料 。 项 目实践证 明 ， 钢模板 、 双面覆膜小胶 合板 作为面板材料可以得到表面质量较好的清水混凝土。 本工 程剪力墙和门窗洞 口选用 6 m m厚钢板作为模板材料 。 梁 、 板模板采用竹胶板 ， 厚 l 1 m m。 规格为 1 2 2 0 mm x 2 4 4 0 mm。 2 3 2 模板设计 清水 混凝 土模板设计 除了应充分考 虑在拼装和拆 除 方 面的方便性 、 支撑 的牢 固性 和简单性 ， 并保持较好 的强 度 、 刚度 、 稳定性及整体拼装后 的平整度外 ， 还要对清水混 凝土墙面效果进行 明缝分格 、 蝉缝分块等分割设计 ， 并绘 制分割图。 依据墙面的长度 、 高度 、 门窗洞 口的尺寸和模板 的配置高度配置位置 ， 计算确定面板在模板上 的分割线位 置 ， 必须保证模板分 割线位置在模板安装就位后 与建筑立 面设计 的蝉缝 、 明缝完全 吻合 。 模板制作 时应保证几 何尺 寸 精确 ， 拼缝 严密 ， 材质 一致 ， 模板 面板 拼缝 高差 、 宽度 应 1 mm， 模板间接缝高差 、 宽度 2 mm 。 2 3 - 3 模板拼缝 模板拼缝要求严密 ， 拼板前 ， 夹缝打玻璃胶 ， 背部贴双 面胶 ， 在柱模 阴角处加设通长 止水橡胶 条 ， 防止因拼缝不 严密造成混凝土浆液外溢 。 2 4 钢 筋 工程 钢筋工程是影 响清水混凝 土工程质量的重要环节 ， 只 有钢筋 的位置准确 、 绑扎牢 固 ， 才能保证构件几何 尺寸及 钢筋保 护层厚度。 钢筋工程从以下几个方面进行控制 。 ( 1 ) 入模的钢筋要保持清洁 ， 无油污及其他污染 ； 钢筋 翻样应制作 准确 ， 保 护层 宜按 正误差 控制 ， 绑 扎时需 将绑 扎点的扎丝扣按倒 ， 以免翘起在混凝土面上 出现锈斑 。 ( 2 ) 专人 负责钢筋 翻样及 钢筋绑扎 ， 钢筋 翻样要 充分 考虑保护层厚度 ， 卡环安放在水平钢筋上。 ( 3 ) 严格进行钢筋连接 、 锚 固 、 搭 接 、 绑扎安装 和保护 层厚度的控制 。 ( 4 ) 关模前检查钢筋 、 扎丝 ， 以确保无露筋 、 露丝现象 ， 特别是阴阳角位置 ， 关模后检查钢筋是否碰到模板。 ( 5 ) 保 护层 塑料 卡环要进 行选择试验 ， 试 验 内容其一 是检查颜色是否返青灰 色； 其二是 硬度及材质本身 的抗折 强度是否满足要求 。 2 5混 凝 土 工程 为了保证清水混凝土的外观质量 ， 混凝土工程主要应 把握材料 、 浇筑和养护 以及成 品保护等方面的施工工艺 。 2 5 1 材料选择 本项 目有关技术人员对采用不 同混凝 土材料 的工程 进行现场考查 ， 选定材料后与生产厂家分别签订质保协议 并封存样品 ， 水泥厂保证在清水混凝土一年 的施工周期 内 原材料及工艺不变 ， 用 同一炉烧制 ， 确保水泥颜色不变 ； 砂 石厂家将用于清水混凝土的采石 区和采砂区保护起来 ， 选 定区域的砂 、 石矿区只供应本工程项 目的清水混凝土用料 ， 直至清水混凝 土工程结束。 在每一次清水混凝土搅拌前都 要用自来水对砂、 石进行冲洗， 然后进行含水率的测试， 按 实调整清水混凝土施工配合 比， 方可进行搅拌。 2 5 2 混凝土浇筑 清水混凝土在浇筑前做好计划和协调准备工作 ， 控制 预拌混凝土的质量 ， 保证混凝土性能的同一性 。 ( 1 ) 落实施T技术保证措施 和现场组织措施 ， 严 格执 行有关规定 。 ( 2 ) 根据混凝土浇筑当天的具体条件如气 温条件 、 运 输情况 、 坍落度损 失情况 等及 时微调原 配合 比， 混凝土入 模时坍落度要求控制在 1 4 0 1 8 0 m m， 达不到要求 ， 混凝土 必须退回。 ( 3 ) 加强现场协调力度 ， 混凝土浇筑时 ， 应确保浇筑 的 连续性 ， 尽量缩短浇筑时间间隔， 不允许分层面出现冷缝 ， 罐 车进场时间间隔控制在 4 5 - 6 0 m i n内。 ( 4 ) 浇筑施 工缝 时 ， 先前 浇筑 的混凝 土面要剔凿到露 出石子( 含保护层浮浆 ) ， 钢筋上水泥浆要清除 ， 混凝土结 合面要清扫干净 。 ( 5 ) 墙柱模板就位后 ， 在底部做 5 c m厚 1 ： 2 5的水泥 砂浆 ， 以确保底部角线顺直 ， 避免出现烂根现象 。 ( 6 ) 混凝土应分层浇 筑 ， 分层高度不得超过 5 0 0 mm， 现场以 5 0 0 mm进行控制 ， 做 5 0 0 m m 间隔 的标尺杆 ， 振动 棒间距不得大于 5 0 0 In l T I 。 浇筑完第一层 5 0 0 m m高 的高混 凝土时 ， 混凝土振动棒应插至先前浇筑 的混凝 土面 ， 振 动 间距应减小。 ( 7 ) 楼板浇筑时 ， 用水准仪抄平 ， 严格 控制顶面标高 ， 以确保板面平整度。 ( 8 ) 窗洞 口下混凝 土浇筑时 ， 从 洞 口两侧同时下料 ， 使 洞 口两侧浇筑高度对称均匀 ， 振捣棒距 同 边 3 0 0 m m 以上 并从洞 口两侧 同时振捣 ， 以防止洞 口变形 。 窗洞 口下部模 板开 口， 作为出气孑 L 及补充 昆 凝土用 。 ( 9 ) 混凝土浇至顶面标高时应检查浮浆的深度， 并应 赶走浮浆 ， 确保浮浆深度 2 0 mm。 2 5 3 混凝土养护 清水 混凝 土如养护不当 ， 混凝土表面极易 出现色差 、 收缩裂缝 等现象 ， 影p l # t- 观质量和耐久性 _ l 2 _ 。 因此 ， 清水 混 凝土应在初凝之前开始进行混凝土的养护 ， 采取覆盖塑料 薄膜和阻燃草帘并洒水养护相结合的方案 ， 拆模前和养护 过程 中均应洒水保持湿 润 ， 养护时间不少于 7 d 。 冬期施 工 时不 能洒水养护 ， 采用涂 刷养护 剂与塑料薄膜 、 阻燃 草帘 相结合的养护方法 ， 养护时间不少于 1 4 d 。 2 5 4 成品保护 清水混凝土成型后不进行任何装饰 ， 而且高层建筑建 设周 期长 ， 穿插作 业多 ， 因此混凝土的成品保护显得尤为 重要。 后续工序施工时， 要注意对清水饰面混凝土的保护， 不得 碰撞及 污染 清水饰 面混凝 土结构 ； 在混凝 土交工前 ， 用塑料薄膜 保护外 墙 ， 以防污染 ， 对易被碰触 的部位及楼 梯 、 预 留洞 口、 柱 、 门边 、 阳角 ， 拆模后钉薄木条或粘贴硬塑 料条保护1 3 - 1 。 2 6 堵孔及缺 陷修 复 大面积 的清水混凝土施工 中要做 到表面效果一致难 度大 ， 对气泡 、 漏浆部位 、 明缝处胀膜 、 错 台 、 螺栓孑 L 眼可采 取适 当手段修复 。 尽管采取了各种措施 ， 但拆模后 由于混凝土的泌水性 、 模板的漏浆和混凝 土本身 的含气量 比较大 ， 其表面局部可 能会产生一些小气泡 、 孔 眼、 麻面和酥松等缺陷 ， 拆模后应 立 即清除表 面浮浆 和松动 的砂子 ， 采用 同品种 、 同强度等 级 的水 泥拌 制水 泥浆体 ， 修 复缺陷部位 ， 待达到一定 强度 后 ， 用细砂纸将整个墙体表面打磨均匀 ， 并用水冲洗干净。 3 经济效益分析 卓亭广场工程 1 、 2 楼清水混凝土共计 1 5 7 1 9 m ， 因 采用清水混凝土施工技术免去了抹灰 、 装饰等施工环节 ， 提 高了工作效率 ， 缩短 了工期 。 尽管清水混凝土 比普通混凝 土外墙增加造价 3 1 4 3 8 0 元 ， 但因减少了外墙抹灰 ， 可节约材 料费 、 设备租赁费共计 6 5 1 2 7 5 元 ， 共节 约投资 3 3 6 8 9 5 元 ， 平均每平方米外墙节约投资 2 1 4 3 元 。 1 0 9 4结 论 清水混凝土的材料选用及配合比设计影响其工程的 外观质量及耐久性 ， 同时清水混凝土施工又是一项非常细 致的工作 ， 比一般混凝土施工要求严格 。 清水混凝土施工 必须 有严格 的分 工 ， 钢筋 、 混凝土 、 模板 必须有专项 负责 人 ， 每一道工序都必须有方案作指导 ， 技术交底必须全面 到位并严格执行 清水混凝土施工前制定 的各项质量控制 措施 ， 只有这样才能保证清水混凝土可能达到预期 的效果 。 饰面清水混凝土相比传统外墙减少了抹灰层和涂料层， 减 少了施 工工序 ， 节约了资源和造价 ， 同时也 避免了外墙空 鼓等质量通病 ， 对外墙形式 的革新有很高的推广价值。 参考文献 ： 【 I 】 李强 清水混凝土在工程中的应用与施工新方法研究 D 郑州 ： 华北水利水电学院 ， 2 0 0 7 【 2 】2 程磊 高层建筑清水混凝土施工工艺及工程应用研究 D I 济南 ： 山东大学 ， 2 0 1 2 【 3 】王慧 清水混凝土的应用与施工方法的研究 D 】 青岛： 青岛理工 大学 ， 2 0 1 1 【 4 】于本田 ， 王起才 ， 周立霞 ， 等 矿 物掺合料与水胶比对混凝土耐 久性的影响研究 硅酸盐通报 ， 2 0 1 2 ， 3 1 ( 2 ) ： 3 9 1 3 9 5 ， 4 1 0 5 G B 5 0 2 0 4 -2 0 0 2 ， 混凝土结构工程施工质量验收规范 北京： 中国建筑 工业出版社 ， 2 9 1 1 0 0 。、 、 p 墨翻圃 【 6 J G J 5 5 2 0 1 1 ， 普通混凝土配合比设计规程【 s 北京： 中国建筑 工业出版社 ， 2 0 1 1 【 7 陈玉灵， 江永健 清水混凝土配合比设计、 浇筑施工技术f J 1 广东 建材， 2 0 1 2 ( 3 ) ： 4 1 4 3 【 8 】张佳宁清水混凝土施工质量控制田 科技创新与应用， 2 0 1 2 ( 9 Z ) ： 2 6 5 2 6 5 9 】 邱健， 刘永刚 清水混凝土施工质量控Ng 中国新技术新产品， 2 0 1 l ( 4 ) ： 3 0 0 3 0 0 1 O 王卓晨 浅析清水混 凝土的几点施工技术l J I 科技创新导报 ， 2 0 1 0 ( 7 ) ： 6 5 6 6 【 1 1 F I P - 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