新型混凝土表面露骨劑的性能研究及其在預制構(gòu)件中的應用

田 野 劉玉亭 陳傳明 代義磊 陳 剛 楊思清

（安徽省高迪環(huán)保股份有限公司，安徽 六安 237000）

混凝土預制構(gòu)件（Precast Concrete，簡稱PC構(gòu)件）作為新型綠色建筑材料，被廣泛應用于建筑、交通、水利、核電等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟中扮演重要的角色。構(gòu)件在工廠預制，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過后澆混凝土的方式組裝連接。為使新澆筑的混凝土與預制混凝土構(gòu)件之間能夠有良好的粘結(jié)，根據(jù)JGJ1-2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，預制構(gòu)件與后澆混凝土、灌漿料、坐漿材料的結(jié)合面必須要設(shè)置粗糙面。常用的粗糙面購置方法有人工粗糙面（包括凹凸形或鋸齒形疊合面）和自然粗糙面（指混凝土振搗后不加抹平而形成的有一定凹凸起伏的自然表面）［1-4]。當前各規(guī)定對界面粗糙度的處理和評定都具有較大的主觀性和隨意性，因此，對新老混凝土粘結(jié)面粗糙度處理方法的研究和試驗顯得尤為重要。

目前，混凝土粗糙面處理方法主要包括“拉毛”、 “噴砂”、“鍵槽”、“露骨劑水洗”等。其中，“拉毛”處理比較簡單，速度快，具有良好的經(jīng)濟效益，但只能用于無模板遮擋面，對于有模板遮擋的構(gòu)件側(cè)面很難進行拉毛處理；“噴砂”可以滿足界面表面的粗糙程度要求，但施工效率低、環(huán)境污染大，成本較高；“鍵槽”法需要定制特殊的模具，且使用“鍵槽”后的構(gòu)件表面并非100%粗糙面，其局部非鍵槽部位仍然為非粗糙面，很容易成為后期開裂以及滲漏水的薄弱環(huán)節(jié)［5-7]；“露骨劑水洗”是通過對混凝土表面涂抹露骨劑，來延緩其表面一定厚度范圍內(nèi)的水泥砂漿凝結(jié)時間，用水沖洗去除未終凝的表層混凝土砂漿，使粗集料部分裸露形成粗糙表面［8，9]，“露骨劑水洗”是目前最為高效實用的粗糙面構(gòu)筑方法，但往往因為產(chǎn)品性能差異，致使當前市售多數(shù)“露骨劑”實際應用效果差強人意。

本文針對現(xiàn)有預制構(gòu)件用混凝土表面露骨劑在實際應用過程中存在的實際效果較差的問題，設(shè)計并制備了一種預制構(gòu)件用新型混凝土表面露骨劑，并重點分析了其在實現(xiàn)混凝土構(gòu)件表層高效緩凝的同時兼具易于立面施工等優(yōu)點。

1 實驗內(nèi)容

1.1 主要原料

今綠筑TM-混凝土表面露骨劑 （以下簡稱 “今綠筑TM”），由安徽高迪環(huán)保股份有限公司生產(chǎn)；混凝土表面露骨劑（市售1、市售2），市售可得；P·II 52.5硅酸鹽水泥，安徽海螺水泥股份有限公司生產(chǎn)，28d抗壓強度62.6MPa、抗折強度9.3MPa；P·O 42.5普通硅酸鹽水泥，安徽海螺水泥股份有限公司生產(chǎn)，28d抗壓強度51MPa、抗折強度8.5MPa；II級粉煤灰，安徽省高迪環(huán)保股份有限公司生產(chǎn)（型號GDF-II），II級粉煤灰細度為45μm篩余21%，需水量比102%；砂為六安當?shù)禺a(chǎn)天然河砂，細度模數(shù)2.0，含水率0.4%，含泥量1.4%；石為湖北英山產(chǎn)5～25mm的碎石，含水率0.1%，含泥量0.1%。

1.2 試件制備

將露骨劑均勻涂刷于150×150×150mm的塑模基面上，涂刷厚度控制在0.1～0.3mm，涂刷完成后的1h內(nèi)進行混凝土澆筑、振搗，并送進蒸養(yǎng)箱中60℃，進行蒸養(yǎng)養(yǎng)護12h，蒸養(yǎng)完成后，將試件從蒸養(yǎng)箱中移至20℃、90%濕度環(huán)境下下繼續(xù)養(yǎng)護12h后，拆模。拆卸模具后，立即用工作壓力不小于15MPa的清洗機沖洗表面未凝固的砂漿，沖洗間距50±10cm。

1.3 性能測試

混凝土表面露骨劑的密度按GB／T 8077《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》中的規(guī)定進行檢測；粘度按GB／T 2794《膠黏劑黏度的測定》進行檢測。

凹凸深度：按照2.2條所述制備方法成型、養(yǎng)護試件，養(yǎng)護24h后，將試件從蒸養(yǎng)箱中移出，室溫下靜置1h后拆模，拆模后立即用工作壓力不小于15MPa的高壓水槍沖洗涂刷有露骨劑的試件表面未凝固的浮漿，沖洗間距50±10cm以內(nèi)。沖洗結(jié)束后，使用碳化尺或游標卡尺檢測，每150*150mm粗糙面隨機選取3個位置不同的點測量，計算平均值，精確到0.1mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 混凝土表面露骨劑基本性能

分析對比了市面上三種不同混凝土表面露骨劑，其綜合性能如下表1所示。從測試結(jié)果可以看出，三種露骨劑在形態(tài)和物理性能上均差異較大。

表1 市售三種不同混凝土表面露骨劑產(chǎn)品性能

在易刷涂性方面：三種市售露骨劑的易涂刷性能均較好，施工消耗量相差不大，基本都在0.2kg／m2左右。從涂刷后試模表面的均勻程度來看， “今綠筑TM”和“市售1”要優(yōu)于“市售2”，“市售2”涂刷后，原均勻鋪展的膜層在試模表面逐漸產(chǎn)生較多的“縮孔”現(xiàn)象，明顯對基材的鋪展和潤濕性較差。“今綠筑”和“市售1”涂刷后，基材表面較為均勻，沒出現(xiàn)明顯縮孔現(xiàn)象，但因“市售1”為無色透明液體，在實際施工中很難保證工人是否會因為看不清而導致漏涂現(xiàn)象出現(xiàn)，或者出現(xiàn)反復涂刷的問題。

2.2 露骨性能分析

為考察市售混凝土表面露骨劑的露骨性能差異，我們分別分析了不同拆模時間、涂刷后不同澆筑時間對最終構(gòu)件露骨面露骨深度及沖洗難易程度的影響。

實驗分別選用“今綠筑TM”以及市售兩種混凝土露骨劑產(chǎn)品，按照文中2.2條制備試件，拆模后分別間隔0h、2h、4h、6h、8h和10h后進行沖洗實驗，所得結(jié)果如圖1所示。試驗結(jié)果表明，“今綠筑TM”的露骨深度始終遠高于市售的另外兩種產(chǎn)品，盡管隨著拆模時間逐漸增加，三種產(chǎn)品的露骨深度均有所降低，但“今綠筑TM”的露骨深度下降趨勢最小。

如圖2所示，為反映沖洗的難易程度，實驗分別統(tǒng)計了拆模后間隔0h、2h、4h、6h、8h和10h后進行沖洗實驗時，三種不同露骨劑的露骨面完全被沖洗干凈所需要的時間。試驗結(jié)果表明，在拆模時間0-4h，三種產(chǎn)品的沖洗難易程度基本一致，當拆模時間高于6h后，“今綠筑TM”的沖洗難易要明顯低于另外兩種市售產(chǎn)品。

為了驗證涂刷露骨劑之后的最佳澆筑時間，實驗設(shè)計了分別在涂刷露骨劑0h、12h、36h、48h、60h、72h后再澆筑混凝土的實驗。如圖3所示，分別為涂刷三種露骨劑后，間隔不同時間澆筑混凝土，并按照文中2.2條制備和養(yǎng)護試件，此后將試件在同一水壓條件下、同距離進行沖洗。試驗結(jié)果表明，澆筑建筑間隔時間為0h時，“今綠筑TM”的粗糙面露骨深度為7-8mm左右，且隨著澆筑間隔時間的增大，沖洗后最終的粗糙面露骨深度變化不大。澆筑建筑間隔時間為0h時，兩種市售產(chǎn)品的粗糙面露骨深度均在3-5mm左右，隨著澆筑間隔時間逐漸增加，沖洗后粗糙面的露骨深度逐漸降低。如圖4所示，為三種產(chǎn)品在澆筑間隔時間為36h時的沖洗效果圖，由圖看出，且當澆筑時間超過36h后，兩種市售產(chǎn)品的露骨性能很差，基本很難沖洗干凈，而“今綠筑TM”仍可達到較好的沖洗露骨效果。

3 工程應用

3.1 工程概況

六安市裕安區(qū)胡家渡安置小區(qū)安置房建設(shè)項目總建筑面積約20萬平方米，分二期實施，每期擬建安置面積約10萬平方米（不含公建部分），項目拆遷面積80600平方米，總戶數(shù)約350戶，項目采用裝配式住宅建筑產(chǎn)業(yè)化設(shè)計。本項目在工廠構(gòu)件預制過程中，粗糙面的構(gòu)筑采用了今綠筑TM-混凝土表面露骨劑。

3.2 露骨劑實際應用流程

今綠筑TM-混凝土表面露骨劑的施作工具包括滾筒、毛刷、清潔用具、勞保用具等。

今綠筑TM-混凝土表面露骨劑在涂刷施工前，應將模板基面的油污或疏松表層清除干凈；由于新模具太光滑或有防護油，對露骨劑的粘附力不強，可以在模具表面先涂刷一層水泥砂漿（厚度約1mm），待干透后再涂刷。

安排專人將今綠筑TM-混凝土表面露骨劑均勻涂刷于模板上，不能漏涂，也不宜堆積過量；常溫下一般用量約200-300g／m2，1kg露骨劑可以刷3-5平米。

在涂刷完成后的72h內(nèi)進行混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護。

待所述預制構(gòu)件養(yǎng)護完成，拆卸模具后，用工作壓力不小于10MPa的清洗機沖洗表面未凝固的浮漿，沖洗間距10-100cm。可在拆模后0～10h內(nèi)自由安排沖洗時間。

通過實際應用，驗證了今綠筑TM-混凝土表面露骨劑具有諸多保障施工質(zhì)量和進度的優(yōu)點：

1）采用今綠筑TM-混凝土表面露骨劑擁有類似于牙膏的觸變性，存儲時接近膏狀，在刷涂剪切力下或攪拌時又能恢復流動性，涂刷后不流掛，在立面施工時不存在因稠度較低或自重過大而產(chǎn)生向下流墜的問題；

2）今綠筑TM在涂刷完成后的72h內(nèi)澆筑混凝土，混凝土養(yǎng)護結(jié)束，可在拆模后的0～8h內(nèi)隨意安排沖洗，皆可達到理想效果，時間自由，不用擔心因工期延誤而造成效果降低；

3）即使0.1～0.3mm薄涂厚度也可達到理想效果，不用因為擔心涂刷較薄時會導致沖洗效果差而反復涂刷；

4）按照行業(yè)和地方標準的要求：預制板的粗糙面凹凸深度不應＜4mm，預制梁、柱等不應＜6mm，根據(jù)實驗反復比對，今綠筑TM-混凝土表面露骨劑的粗糙面凹凸深度可在6-8mm，超過標準要求。

4 結(jié)語

試驗及結(jié)果表明，今綠筑TM-混凝土表面露骨劑具有易于立面施工優(yōu)點；兼具高效露骨性能，在不同施工條件下均有很好的露骨效果；處理后的混凝土不需要刨、鑿、銑、銼等方法，即可形成骨料外露的粗糙、堅實基面，可與新澆混凝土連接成一個整體，保證連接界面牢固無縫隙。

在胡家渡小區(qū)工程應用實際效果表明，今綠筑TM-混凝土表面露骨劑具有良好的露骨性能及施工性能，完全適應預制構(gòu)件粗糙面的設(shè)置。