清水混凝土在深圳大運會主體育場的應用

翁學鍵

(深圳市東大洋建材有限公司)

清水混凝土在深圳大運會主體育場的應用

翁學鍵

(深圳市東大洋建材有限公司)

本文通過清水混凝土在深圳大運會主體育場的成功應用，主要介紹配制和生產清水混凝土的一些控制措施，包括嚴格選擇原材料，精心設計配合比及嚴格的生產過程控制，并分析和探討影響混凝土外觀的因素。

大運會主體育場；清水混凝土；原材料；配合比；混凝土性能

1　工程概況

深圳2011年世界大學生運動會場館分主體育場和體育館及游戲館三部份。其中，主體育場入場通道剪力墻（B1層）、鋼結構支撐柱及部分公共區域獨立柱等混凝土構件采用現澆清水混凝土施工工藝，即直接利用混凝土成型后的自然質感作為飾面效果的混凝土，其混凝土總量超過2萬立方。

2　質量控制

2.1原材料的選用

清水混凝土原材料的選用，應滿足混凝土工程的外觀質量要求、施工性能、物理力學性能和耐久性要求。并且由于清水混凝土對外觀顏色的要求非常高，我們選擇同一產地、同一品牌的水泥、摻合料、外加劑；同一進貨來源的砂、石等原材料，并嚴格控制原材料質量，確保混凝土性能的穩定性和外觀顏色的一致性。

2.1.1水泥

水泥的顏色對混凝土外觀顏色的影響是最直接的，在確定水泥的品牌前，我們用模板制作了500m m× 500m m×200m m的大試模,挑選了“海螺”、“塔牌”、“光大”三家水泥品牌進行成型后的外觀對比試驗。并招集甲方、監理、施工單位技術人員共同對試驗結果進行評價，經過反復對比，多方一致認為由塔牌集團惠州龍門分公司生產的塔牌P.O 42.5R水泥外觀質量最為符合清水混凝土的外觀質量要求。

2.1.2骨料

細骨料：選擇惠州河砂，質量符合現行的《普通混凝土用砂質量標準及驗收方法》、《清水混凝土應用技術規程》的規定。顆粒級配、細度模數、氯離子含量、含泥量等指標均滿足本項目要求。

粗骨料：選擇惠州生產的5～25m m碎石，質量符合現行的《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及驗收方法》、《清水混凝土應用技術規程》的規定，針片狀含量、泥塊含量、含泥量等指標均滿足本項目要求。

2.1.3摻和料

選擇汕頭電廠生產的Ⅱ級粉煤灰，外觀顏色與質量性能穩定，且與選用的水泥顏色接近。質量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596和《粉煤灰混凝土應用技術規范》GBJ 146的規定。我們在生產線的粉料儲存罐設置了清水混凝土專用粉煤灰罐，對入庫該罐的第一車樣品作為標準樣品，后面進廠的粉煤灰必須與標準樣品對比無色差，并且性能相近后才能入庫清水混凝土專用粉煤灰罐，確保了粉煤灰的質量穩定。

2.1.4外加劑

在配制混凝土時，外加劑的品質非常重要，它與水泥、摻和料的適應性，決定了混凝土的和易性、坍落度損失、凝結時間等性能。而清水混凝土在滿足這些性能要求以外，還對混凝土的氣泡含量有嚴格的要求。針對這一要求，我們嘗試了用生產普通混凝土使用的萘系緩凝高效減水劑進行試配，發現它的氣泡較多，其它性能則表現良好。針對這一現象，我們與外加劑廠溝通，調整含氣量后再進行試配，出來的混凝土氣泡明顯減少，能滿足清水混凝土的外觀質量要求，但混凝土的流動性能則明顯下降，不能滿足一般混凝土對和易性的要求。經過反復調整與試驗，該型號外加劑無法解決同時滿足流動性與含氣量的矛盾問題。最終我們嘗試使用五山建材公司研制的W S-PC型聚羧酸系高效減水劑，經試驗發現，該型號外加劑與水泥、摻和料的相容性好，減水率高，坍落度損失小，而且試拌出來的混凝土氣泡含量很低，而又不影響混凝土的流動性能，非常適用于對外觀質量要求高的清水混凝土工程。

2.2配合比的設計、驗證

清水混凝土配合比設計，除了滿足設計要求的強度和耐久性外，著重考慮混凝土拌合物的和易性和澆筑時的坍落度。確定的配合比混凝土應有良好的和易性、保水性、不易離析和泌水，坍落度損失小。

用選定的原材料反復試配，在兩種水膠比、外加劑摻量與單摻的粉煤灰、雙摻的粉煤灰加礦粉做試驗對比，考核以下指標：坍落度、擴展度、和易性、初凝時間、終凝時間、坍落度損失、28天強度、外觀顏色。試驗結果如表1。

⑴強度方面分析，試驗室本周期統計的C40強度標準差為4.0，根據公式得出：

40+1.645×4.0=46.6（M Pa）

結論：1#、2#、3#、4#均能滿足設計強度要求。

⑵兩種水膠比、外加劑摻量與單摻的粉煤灰、雙摻的粉煤灰加礦粉性能效果對比：

1#：流動性能差，坍落度損失嚴重，無法滿足清水混凝土施工要求；

2#：各項指標均能滿足清水混凝土施工要求；

3#：各項指標均能滿足清水混凝土施工要求；

4#：坍落度偏大，出現少量泌水現象，不利于清水混凝土的成型效果。

⑶外觀顏色分析：

1#、2#的青灰色較為符合清水混凝土的外觀要求；由于摻加礦粉的原因，3#、4#呈現灰白色，不大符合清水混凝土的外觀質量要求。

根據以上對比試驗，我們確定采用2#配合比，其混凝土各項性能均能滿足要求，且顏色也符合清水混凝土的外觀質量要求。最終確定配合比如表2。

2.3生產、澆筑及振搗

生產過程嚴格控制，減少配料誤差，保證出站混凝土均勻穩定，和易性良好，坍落度離差小。混凝土運輸車采用掛牌識別制，如某輛車前一趟裝運的不是清水混凝土，那裝清水混凝土前必須清洗混凝土罐。并將罐內積水全部排完。運輸過程中，罐車按規定要求勻速運轉，嚴禁向罐內隨意加水。若出現運輸車輛到工地后坍落度無法施工要求時，我們采取“二次添加減水劑”的措施調整混凝土的坍落度，并在攪拌均勻后才投入使用。

混凝土澆筑前，采用同配合比混凝土去除粗骨料的砂漿進行模板堵縫處理；澆筑時，每次下料厚度500m m，現場采用標尺桿控制下料速度。混凝土的振搗以直徑為50m m振搗棒為主，輔以竹竿插搗和木槌敲擊模板，第一層澆筑完成后，對振實情況進行檢查，振搗密實后方可進行第二層混凝土的澆筑。振搗棒快插慢拔并防止觸及模板，振動時間為15～30秒，以混凝土表面不再產生氣泡為宜，設專人負責振搗防止過振或漏振。

2.4拆模和養護

混凝土澆筑完成后，根據氣溫情況16～24小時后拆除模板，過早拆模容易使混凝土表面變得粗糙無光澤，拆模后應及時包裹塑料薄膜養護，保證混凝土在不失水的情況下得到充足的養護，防止失水造成色差及表面干縮裂縫以及強度損失等缺陷。養護時間根據氣溫和施工情況7～14天為宜。

混凝土的成品保護分為施工措施性保護及防腐保護膜保護。主要采取包裹模板條、懸掛警示標志牌等常用措施。防腐保護主要采用水性氟碳防腐保護液涂膜保護。

防腐保護液施工工序為：基層打磨修補→刷底涂→中涂→面漆。

表1　

表2　

3　影響混凝土的外觀因素

影響混凝土外觀的因素有很多，要保證清水混凝土外觀質量，應充分考慮各種影響因素，從原材料的選用、配合比的設計、生產和運輸過程控制、模板和脫模劑選用、澆筑和振搗過程控制以及拆模和養護的控制等，要全面考慮，最終將各種因素影響降到最低，完全可以完成滿意的清水混凝土工程。

4　結束語

在我國，清水混凝土的質量控制還有待理論研究和實踐經驗的積累，目前也尚未制定相應的清水混凝土質量標準，給施工單位和建設單位都帶來一些困惑。

清水混凝土理論和施工技術的研究多，但不完善。雖有一些工程取得一定效果，但還存在相當多的問題，實際得到推廣應用而又取得良好效果的不多；但隨著越來越多的專家對清水混凝土的研究和日漸廣泛使用所積累的經驗，清水混凝土在我國的應用將會有一個較大的發展。●

［1］J GJ 169-2009，清水混凝土應用技術規程［S］.中華人民共和國住房和城鄉建設部，2009.

［2］清水混凝土工程施工技術及工藝［M］.中國建筑工業出版社，2006.

［3］何錦華,王守合,杜建峰,呂星,劉建忠.超大面積清水混凝土結構清水混凝土配制及施工技術［J］.混凝土，2006（06）.

［4］雷燕團,李如玲.淺談清水混凝土的質量控制［J］.混凝土，2006（04）.

［5］曹祥,梁云利,賀文凱,劉振東.清水混凝土在北京某大型辦公樓的應用［J］.混凝土，2005(6).

［6］佚名.清水混凝土的發展與應用［J］.中國建材，2005.3(1).［7］任展.大運會場館清水混凝土施工工藝［J］.城市建設，2009（18）.