彩色大流態(tài)裝飾混凝土的制備應(yīng)用及展望

張理榮，宋軍超（河南港創(chuàng)瑞博建材科技有限公司 河南 洛陽 471000）

0 引言

裝飾混凝土是采用混凝土作為原材料，通過精心設(shè)計(jì)和施工，并進(jìn)行必要的配色和表面處理來實(shí)現(xiàn)建筑的裝飾效果或特定功能的材料或產(chǎn)品[1]。按表面裝飾效果劃分，裝飾混凝土有：清水混凝土、彩色混凝土、露骨料混凝土、表面造型混凝土等種類。裝飾混凝土具有質(zhì)樸自然、裝飾效果好、取材方便、成本低廉、便于實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型的裝飾材料[2-3]。制作彩色裝飾混凝土的方法有常用以下5 種：一次成型法（整體著色法）、兩次成型法、干撒著色法、覆蓋法、涂覆染色法。前3種方法常用于新制混凝土，第四種方法常用于既有混凝土表面，第五種方法常用于既有混凝土表面或新制混凝土[4]。以上幾種方法制備周期長、工藝較為復(fù)雜，而且會(huì)帶來一定的環(huán)境污染。

以白色水泥為膠材，白色石英砂為細(xì)骨料，彩色鵝卵石為粗骨料，以不同顏色比例搭配的鵝卵石制備不同色彩的大流態(tài)彩色裝飾混凝土，制備周期短、工藝簡(jiǎn)單、色彩搭配繁多、無二次環(huán)境污染。

1 原材料及制備方案

1.1 主要原材料及物理化學(xué)性質(zhì)

（1） 水泥：試驗(yàn)選用色差較小的廣西云燕特種白色水泥PW32.5，其主要性能指標(biāo)見表1。

（2） 礦粉：試驗(yàn)選用小野田S95 級(jí)礦粉，其主要性能指標(biāo)見表2。

（3）外加劑：試驗(yàn)選用賽高9WS-PC 外加劑，PH 值5.9；含固量10.2%；減水率25%；氯離子含量0.02%。

（4） 粗骨料：試驗(yàn)選用粒徑5-10mm 左右的彩色鵝卵細(xì)石。

（5）細(xì)骨料：試驗(yàn)選用廣西云燕白色石英砂，表觀密度2 750kg/m3，松散堆積密度1 560kg/m3，緊密堆積密度1 710kg/m3，細(xì)度模數(shù)Mx=3.8。

表1 云燕特種白水泥PW32.5 性能指標(biāo)

表2 礦粉性能指標(biāo)

1.2 制備方案

該文天然彩色大流態(tài)裝飾混凝土的制備是基于C45 混凝土著色處理基礎(chǔ)之上，通過改變混凝土原材料的水泥品種、粗骨料類型、細(xì)骨料類型以及粗骨料不同顏色搭配制備，制備方案如表4 所示，并且在混凝土澆筑成型硬化后，采用拋光打磨等技術(shù)，制備多種不同顏色的彩色裝飾混凝土。

表3 C45 基準(zhǔn)配比/（kg/m3）

2 制備試驗(yàn)結(jié)果及工程應(yīng)用

2.1 制備實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案制備的彩色混凝土的試驗(yàn)結(jié)果如表5 所示，著色處理及打磨拋光后制備的天然彩色混凝土如圖1 所示。

表4 天然彩色大流態(tài)裝飾混凝土制備方案/（kg/m）3

表5 彩色裝飾混凝土試配結(jié)果

由表5 可以看出，當(dāng)采用白水泥、白色石英砂及不同顏色比例搭配的彩色卵石試配制備的彩色混凝土較一般材料試配的混凝土表現(xiàn)出有較大流態(tài)性，坍落度大40~45mm，擴(kuò)展度大70~80mm，其主要原因?yàn)椴噬Z卵石干凈，含泥很低，且表面光潔，裹漿能力略差，從而流動(dòng)性略大；強(qiáng)度相比較而言略微偏低3~4MPa，主要是因?yàn)椴捎玫陌咨胤N水泥本身強(qiáng)度偏低，但強(qiáng)度都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

傳統(tǒng)的彩色裝飾混凝土的制備通常采用的是在普通混凝土鋪裝完成后采取涂刷不同顏色的油漆著色（如圖1）來實(shí)現(xiàn)，此做法隨著日曬雨淋等自然環(huán)境的影響會(huì)導(dǎo)致褪色、剝落等情況發(fā)生，而且在刷漆時(shí)還會(huì)造成一定的環(huán)境污染。而該文采用白色特種水泥、白色石英砂及不同顏色比例搭配制備的彩色大流態(tài)裝飾混凝土經(jīng)打磨拋光（圖2，圖3，圖4）后呈現(xiàn)出彩色卵石骨料本來的色彩，根據(jù)不同顏色比例搭配彩色卵石骨料，經(jīng)打磨拋光后即可制備不同色彩方案的彩色大流態(tài)裝飾混凝土，可滿足色彩多樣性需求，能達(dá)到特殊的整體美學(xué)外觀效果，且施工工藝簡(jiǎn)單、周期短、不褪色、不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，符合綠色生態(tài)建筑、低能耗建筑的時(shí)代潮流。

圖1 A0 著色后的海藍(lán)色（左）及磚紅色（右）混凝土

圖2 A1 表面打磨拋光

圖3 表面打磨拋光

圖4 A3 表面打磨拋光

2.2 工程應(yīng)用

工程應(yīng)用中為達(dá)到更好的表面裝飾效果，通常選用最大數(shù)量、同一粒徑或粒徑范圍很小的粗骨料，通常按常規(guī)比例配置的連續(xù)級(jí)配的粗細(xì)骨料回導(dǎo)致混凝土表面不均勻。工程應(yīng)用中的施工順序?yàn)闈仓⒐纹健⒛ㄆ健⒋蚰伖猓⒁饣炷帘砻娌荒苓^分抹平，否則將導(dǎo)致粗骨料嵌入深度過大給后續(xù)打磨拋光工作造成難度[4]。圖5 為采用該文方法制備鋪設(shè)的小區(qū)內(nèi)天然彩色混凝土花園小道路面示范工程。

圖5 小區(qū)內(nèi)天然彩色混凝土花園小道路面鋪設(shè)

3 制備方法優(yōu)點(diǎn)

進(jìn)行了天然彩色大流態(tài)裝飾混凝土的配制試驗(yàn)。根據(jù)水泥的自身顏色，即灰色系混凝土，在其中使用白色特種水泥及白色石英砂，增加礦粉的摻量，以及使用不同顏色比例搭配的彩色鵝卵石代替普通碎石，并且采用專用脫模劑，以及成型后期采用打磨剖光等技術(shù)工藝，使得彩色粗骨料外露從而達(dá)到了改變混凝土外觀顏色的目的。

（1） 在其他條件相同的情況下，該法制備的彩色裝飾混凝土較常規(guī)著色法制備的彩色混凝土具有更大流態(tài)性，坍落度大40~45mm，擴(kuò)展度大70~80mm，能達(dá)到自流平的狀態(tài)；

（2） 改變粗骨料即彩色鵝卵石不同顏色的摻量比例，對(duì)混凝土的28d 強(qiáng)度基本沒有影響，都可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，可制備多種色彩方案的彩色裝飾混凝土。

（3）該法制備的彩色大流態(tài)裝飾混凝土施工周期短、工藝簡(jiǎn)單、不褪色、對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。

4 結(jié)語

清水混凝土和彩色透水混凝土、造型裝飾混凝土已逐漸形成一個(gè)新興的混凝土制品產(chǎn)業(yè)，水泥混凝土材料制品業(yè)一改“粗、大、笨、土”的形態(tài)進(jìn)入大雅之堂。由于各種藝術(shù)與材料技術(shù)的結(jié)合，彩色透水混凝土、裝飾混凝土制品成為高附加值產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展日新月異，一發(fā)不可收拾。彩色裝飾混凝土是一種綠色環(huán)保裝飾材料，以往的彩色裝飾混凝土是在未干的水泥地面或墻面上添加一層彩色混凝土（裝飾混凝土），然后用專用的模具或手工技術(shù)制成，從而使得水泥地面或墻面永久呈現(xiàn)豐富的色彩，逼真的模擬天然石材的材質(zhì)和紋理，隨心所欲刻畫各類圖案，使人們輕松的實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境和諧相融的思想，而本實(shí)驗(yàn)采用天然彩色鵝卵石制備的環(huán)境友好型的彩色裝飾混凝土施工周期短、施工工藝簡(jiǎn)單，可根據(jù)需求制備各類顏色搭配的彩色裝飾混凝土，具有廣泛的應(yīng)用及市場(chǎng)前景。天然彩色裝飾混凝土給設(shè)計(jì)者提供了更為廣闊的設(shè)計(jì)空間，給觀眾提供了更為廣闊的想象空間，隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，中國的彩色裝飾混凝土行業(yè)也將迅速發(fā)展壯大。