C60自密實清水混凝土的研究開發

張新勝，吳躍輝，宋姍，賈亞瓊

（河南中建西部建設有限公司，河南 鄭州 451450）

0 引言

隨著社會經濟的快速發展，人們的欣賞水平也在逐漸地提高，清水混凝土直接采用現澆混凝土的自然表面效果作為裝飾面，這種混凝土要求具有光滑的外表面、均勻的色澤、完整的棱角、布置整齊的對拉螺栓和施工縫，且不允許出現普通混凝土的質量通病。自密實混凝土是指在自身重力作用下能夠流動和密實的混凝土，其因具有流動性、勻質性、穩定性、不離析的特點，而被廣泛地應用于形狀復雜、無法振搗的部位。自密實清水混凝土結合了自密實混凝土技術和清水混凝土技術，兼具兩者優點，因此具有重要的研究意義[1]。

然而，目前自密實清水混凝土在配制、施工工藝、質量控制措施等方面依然存在著一些不成熟的現象，如常常出現自密實清水混凝土表觀質量等問題。因此，本文主要根據自密實清水混凝土的特點、項目施工要求、項目使用要求、原材料實際質量情況、配合比的設計要求等，研究配制自密實清水混凝土，以確保自密實清水混凝土的裝飾效果和性能要求，同時也對其施工注意事項進行了闡述[2]。

1 C60 自密實清水混凝土的開發研制

1.1 原材料選擇和配合比設計的重要性

原材料選擇和配合比設計在自密實清水混凝土的開發中起著至關重要的作用，其中對自密實清水混凝土的表觀質量和耐久性有著較大的影響[4]。

（1）自密實清水混凝土的表觀質量問題

自密實清水混凝土直接采用現澆混凝土的自然表面效果作為飾面，無法用裝飾后的外觀來掩蓋表觀質量存在的問題，因此自密實清水混凝土開發的要求更加嚴格，結合實際項目情況調查分析清水自密實混凝土出現表觀質量問題的原因。原材料和配合比方面出現的表觀質量缺陷見表1 所示。從表中可發現，自密實清水混凝土的表觀質量缺陷與其配合比有較大的關系，因此原材料的選擇和配合比的設計較為關鍵。

（2）自密實清水混凝土的耐久性問題

自密實清水混凝土因無外部裝修材料的保護而裸露在空氣中，因此更加容易被腐蝕，應特別注意原材料的選擇和配合比的設計工作。

1.2 自密實清水混凝土試驗用原材料

在自密實清水混凝土的開發中原材料的選擇至關重要。在進行原材料的選擇時，其既要滿足相關規定、規范的要求，又要滿足以下幾點：（1）必須有利于改善拌合物的和易性，減少離析和泌水；（2）要有利于提高混凝土硬化后的視覺效果；（3）必須保證原材料品質上的穩定性和供應的連續性。

表1 清水混凝土表觀質量缺陷成因表

（1）水泥

水泥的顏色可直接體現在混凝土外觀的顏色上，不同水泥品種、廠家所生產的自密實清水混凝土的顏色是有差別的，因此要保證同一工程部位所用水泥的品種和廠家保持一致。另外，在選擇水泥時還應考慮其工作性能，只有保水性、粘聚性、勻質性好的水泥才可配制出和易性較好的混凝土。依據實際情況，本試驗所用水泥為河南新鄉孟電水泥，規格型號為 P·O42.5，具體的性能指標如表2 所示。

表2 水泥性能指標

（2）粉煤灰

粉煤灰的加入，可起到改善混凝土工作性能和降低混凝土生產成本的雙重效果。該試驗所用的粉煤灰為河南誠為金商貿有限公司 Ⅱ 級粉煤灰，該粉煤灰具體的性能指標見表3。

表3 粉煤灰性能指標

（3）礦粉

礦粉的加入可改善混凝土的工作性能。該試驗所選用的礦粉為河南茂軒建材有限公司的 S95 級礦粉，該礦粉具體的性能指標見表4。

表4 礦粉性能指標

（4）減水劑

根據自密實清水混凝土的配制需要，并經過充分的調研，該試驗最終選用的減水劑為河南科之杰新材料有限公司生產的減水劑，產品型號為 Point-400，密度 1.17g/cm3，減水率 15%，含氣量 2.5%，含固量 18%。

（5）粗骨料

粗骨料的質量應符合相關的標準要求，并且級配要連續、合理。依據實際情況，本試驗所選用石子的規格為 5～16mm 的碎石，產地為禹州，其具體的性能指標見表5。

表5 粗骨料的性能指標

（6）細骨料

細骨料應選擇質量穩定、級配合理和吸水率低的優質河砂。本試驗采用細度模數 2.7，含泥量 1.8%，泥塊含量 0.2% 的河砂。

1.3 自密實清水混凝土的配合比設計

自密實混凝土要求拌合物中的骨料應均勻地被包裹、懸浮在有一定粘度的膠凝材料體系中，同時靠混凝土的自重及流動性填充到模板的各個角落，所以，所配制的自密實混凝土必須具有高流態、抗離析性和自我填充性。

在設計自密實清水混凝土的配合比時，要充分考慮自密實清水混凝土的特點和性能等，嚴格按照國家標準、制備特殊混凝土的相關行業標準，以及本地區氣候特點、原材料質量狀況和具體實際情況來設計，以混凝土強度、坍落度、表觀質量等作為控制指標，進行自密實清水混凝土的試配工作，最終試配出的配合比既要具有良好的和易性，又要滿足混凝土的表觀質量、強度、耐久性等的相關要求，同時還要做到經濟合理[3]。

該配合比在設計時的具體要求包括：（1）采用盡可能低的水膠比；（2）根據耐久性的要求，選用一種或多種摻合料；（3）選用減水效果及流動性保持能力好的高效減水劑；（4）控制最大集料的粒徑，若過小可產生裂縫。

1.4 自密實清水混凝土的試驗結果和分析

根據實際情況，以及自密實清水混凝土的設計原則，分別研究水膠比、砂率對 C60 自密實清水混凝土的影響，并以流動性、強度作為評價指標。試驗分別改變水膠比和砂率的參數，其他配合比數據不變，進行 2 組單因素試驗，試驗一所用的水膠比分別為 0.22、0.24、0.26、0.28、0.30，具體試驗配比如表6 所示，通過試驗驗證得到 5 組 28 天試驗強度（表7 和圖1），從中可以看出隨著水膠比的增大，強度越來越低，但是新拌混凝土的流動性越來越好，綜合兩者，選用的試驗水膠比為 0.26。

表6 試驗一所用配合比 kg/m3

表7 試驗一 28 天試塊強度

圖1 試驗一試件強度結果

試驗二采用的水膠比為 0.26，改變砂率分別為 0.33、0.35、0.37、0.39、0.41 做單因素試驗，具體試驗配合比見表8 所示，通過試驗驗證得到 28 天試塊強度（表9 和圖2），可以看出 28 天試塊強度隨著砂率的提高呈現出先增加后減小的趨勢，這是因為隨著砂率的增加，骨料的空隙率呈現出先減小后增大的趨勢。在砂率為 0.37 時混凝土強度最高，說明此時骨料空隙率最小，則混凝土中的富余漿體也就越多，流動性也就越大，因此選擇的試驗砂率為 0.37。

通過上述大量的試驗和對混凝土性能的反復驗證，最終確定了較為合適的 C60 自密實清水混凝土的配合比，該配合比所配制混凝土的各項性能試驗結果，以及表觀質量分別見表10 和圖3 所示，可知該配合比所制備出的自密實清水混凝土工作性能良好，強度及表觀質量均符合項目要求。

表8 試驗二所用配合比

表9 試驗二 28 天試塊強度

圖2 試驗二試件強度結果

2 自密實清水混凝土施工注意事項

2.1 自密實清水混凝土的生產

（1）原材料質量對混凝土的力學性能等有著較大的影響，因此，應嚴格把控原材料的進廠。此外，還應特別注意外加劑與膠凝材料的相容性、骨料的雜質含量（含泥量、泥塊含量等），選用對混凝土外觀顏色無影響的外加劑等[5]。

（2）技術質量部門在生產前應進行配合比試配驗證工作，觀察拌合物狀態，根據當天材料情況和項目施工要求及時對配合比作出調整。

表10 最佳方案配合比及試驗結果

（3）在自密實清水混凝土生產前，要對生產計量設備進行校準，確保計量的準確性。

（4）在攪拌自密實清水混凝土時，要把握好拌合時間，時間過短或過長均不利于自密實清水混凝土的質量。

（5）自密實清水混凝土開盤時，須對其進行規定的各項性能試驗檢測，并對每盤混凝土進行查看，來判斷其是否滿足性能要求。

圖3 自密實清水混凝土的表觀質量圖

2.2 自密實清水混凝土的運輸

（1）應提前對罐車司機進行技術交底，使其清楚私自加水的危害，切實做到無司機在運輸過程中出現私自加水和沖刷進料口的現象。同時車隊隊長負責監督，一經發現違規行為，將對罐車司機進行嚴厲的處罰。

（2）罐車司機應提前規劃好運輸路線，以便以最快的速度將混凝土運送至澆筑地點。

2.3 自密實清水混凝土的澆筑過程

（1）自密實清水混凝土采用泵送方式進行澆筑，應保證澆筑的連續性，盡量縮短澆筑時間間隔，避免分層面產生明顯的縫隙。

（2）混凝土振搗時應使工人按照混凝土的強度等級、施工工藝、施工時間、混凝土的實際情況來選擇正確的振搗方法，以及結合實際經驗來掌握混凝土回振的最佳時間進行回振。

（3）對運至施工現場的模板委派專人進行逐一檢查，包括模板的厚度偏差是否超過允許值，模板是否有變形、拼接不嚴等現象，以及模板隔離劑的涂刷是否均勻等。

2.4 自密實清水混凝土的養護

在進行自密實清水混凝土的養護時，應盡可能使現場混凝土的養護條接近標準條件。對施工工人進行技術交底，對澆筑后的混凝土能夠及時覆蓋、灑水，使其有足夠的養護時間，并嚴禁過早拆模等行為。

3 結語

自密實清水混凝土可降低施工成本，增加混凝土的密實性，減少外界物質對混凝土內部及鋼筋的腐蝕，因此具有廣泛的應用前景。本文主要開發了一種 C60 自密實清水混凝土，并總結了從原材料、配合比、運輸、澆筑、養護等方面需注意的事項，從而提出了制備自密實清水混凝土的合理化建議。