混凝土色差問題原因分析*

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1 混凝土色差因素猜想

我們知道清水混凝土對混凝土的色差有較高的要求，仔細研讀行業標準《清水混凝土應用技術規范》（JGJ 169—2009），可以看到在這本規范中有若干條文與避免清水混凝土出現色差現象有直接關系。按圖索驥分析普通混凝土出現色差的原因，我們建立了幾個有關誘使混凝土出現色差因素的猜想，見表1[1,2]。

2 試驗方案

由于國內沒有關于混凝土色差的試驗方案的規范，JGJ 169—2009中對于混凝土顏色質量的檢驗方法也只是肉眼距離墻面5 m觀察。所以我們探索了混凝土色差試驗的試驗方法：采用中間設置有可拆卸隔板的試模，試驗中在隔板的兩側分別裝入需要進行顏色對比的不同混凝土，然后將隔板移出，使兩側混凝土接觸閉合。混凝土硬化拆模后，根據需要進行不同條件的養護，最后在養護7 d后用肉眼觀察試件表面的色差問題[3]。

3 試驗分析

3.1 原材料猜想

指的是同一構件中混凝土所使用的原材料的變化是否會導致混凝土色差問題。有關原材料對于混凝土色差的影響是人們較為普遍的認識，多數攪拌站在清水混凝土的投標中都會強調自己能夠保證用于清水混凝土生產的原材料都是充足、質量穩定且顏色單一的。為了研究原材料變化對混凝土色差的影響，我們進行了不同顏色粉煤灰的2 種C50混凝土的色差試驗，2 種混凝土拌和物狀態正常，養護條件為自然養護。粉煤灰顏色見圖1，試驗現象見圖2。

從圖2可以看到，在試件的表面有深淺2 種不同顏色，證明原材料顏色的差異的確是誘使混凝土出現色差問題的因素之一。自然養護一段時間后色差現象也發生了減輕的跡象。

圖1 兩種粉煤灰的顏色對比

圖2 C50白粉煤灰和C50黑粉煤灰的色差試驗

3.2 拌和物狀態猜想

指的是混凝土澆筑時，由于混凝土拌和物出現異常的狀態是否會導致混凝土色差的出現。在各種異常狀態中，混凝土離析現象會產生拌和物內各種成分的不均勻沉降，伴隨而來的是混凝土中除了水和外加劑之外密度最輕的粉煤灰在混凝土表面的富集，極有可能造成離析混凝土的表面顏色與正常混凝土產生色差。所以我們針對離析混凝土的色差問題進行了研究，為了研究拌和物狀態對混凝土色差的影響，我們在原材料色差對比試驗的基礎上將使用黑色粉煤灰的C50混凝土，并通過摻加外加劑使其離析來進行色差試驗，養護條件為自然養護。試驗現象見圖3。

圖3 不同混凝土拌和物狀態的色差試驗

通過觀察圖3，我們可以看到在這個試件的初始狀態和養護7 d后，都有明顯的色差存在。同時平行比較原材料色差與養護7 d的試件色差，可以發現混凝土拌和物的離析狀態，使得混凝土的色差現象更加明顯，且沒有隨著時間的變化而減輕。造成這種現象的原因是大量黑色的粉煤灰由于拌和物的離析都聚集到了混凝土的表面，同時由于粉煤灰的水化速度較慢，所以在較短的時間內混凝土表面的顏色沒有較大的變化，而在養護7 d后，混凝土表面的粉煤灰已充分水分，導致色差現象更加明顯。

3.3 強度猜想

指的是不同混凝土強度的相交是否會導致混凝土構件出現色差問題。在混凝土結構中，當柱子混凝土的強度等級是高強混凝土時，極易在柱子和樓板的交接處出現明顯的色差現象。為了研究強度對色差問題的影響，我們進行了C50混凝土和C30混凝土的色差試驗，2 種混凝土都使用相同的原材料，拌和物狀態正常，養護條件為自然養護。試驗現象見圖4。

圖4 C50和C30的色差試驗

從圖4可以看到，在試件上C50和C30之間有明顯的界限，證明強度等級不同是誘使混凝土出現色差問題的因素之一。同時自然養護一段時間后C50和C30的色差現象較初始狀態減輕。出現這個情況可能是由于水灰比或者膠凝材料的變化引起了混凝土色差的出現。

3.4 養護條件猜想

指的是混凝土硬化后，由于養護條件的不一致是否會導致混凝土表面產生色差。為了研究養護條件對色差問題的影響，我們進行了C50混凝土在自然養護和水養護2 種情況下的色差試驗，試驗現象見圖5。

圖5 C50混凝土水養護和自然養護的色差試驗

從圖5可以看到，在初始的狀態下，2 個C50混凝土試件顏色沒有差別；經過7 d不同條件的養護，可以發現經過水養護的試件與自然養護的試件之間產生了色差，水養護試件表面泛白，自然養護試件相對于初始的顏色稍稍變淺。出現這種情況推測是由于試件在水養護的條件下，水化程度較高，同時作為水化產物之一的氫氧化鈣由于水的作用從混凝土中析出并在試件表面聚集。而自然養護的試件水化程度低，同時空氣中的水分不足以讓試件中的氫氧化鈣析出到試件表面，所以才導致了不同養護條件的混凝土表面出現了色差。指的是混凝土澆筑時，脫模劑的不均勻涂刷、劣質脫模劑是否會導致混凝土出現色差問題。為了研究脫模劑對混凝土出現色差的影響，我們在其中的1 組混凝土試模上涂上了大量的廢機油。試驗現象見圖6。

3.5 脫模劑影響

圖6 脫模劑的色差試驗 自然養護

從圖6可以看到，由于在試模表面涂了大量的廢機油，在試件拆模后，表面仍有大量的廢機油附著。自然養護7 d后，雖然有部分廢機油揮發了，但是在試件底部仍然有大量的廢機油，且已浸透入試件與周圍形成了明顯的色差。這證明脫模劑的涂刷不均勻以及質量會影響到混凝土的表面色差，嚴重的將導致色差不可消除（如不破壞表層混凝土）。

4 結語

通過以上試驗，總結影響混凝土色差的因素有[4,5]：

1）原材料變化、強度等級差異、離析、脫模劑、養護條件都會對混凝土的色差產生影響。

2）除離析和脫模劑造成的色差問題外，在不進行干預的情況下，隨著時間增長，混凝土色差情況會減輕。