清水混凝土在深圳大運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)的應(yīng)用

翁學(xué)鍵

(深圳市東大洋建材有限公司)

清水混凝土在深圳大運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)的應(yīng)用

翁學(xué)鍵

(深圳市東大洋建材有限公司)

本文通過(guò)清水混凝土在深圳大運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)的成功應(yīng)用，主要介紹配制和生產(chǎn)清水混凝土的一些控制措施，包括嚴(yán)格選擇原材料，精心設(shè)計(jì)配合比及嚴(yán)格的生產(chǎn)過(guò)程控制，并分析和探討影響混凝土外觀的因素。

大運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)；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(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)場(chǎng)館分主體育場(chǎng)和體育館及游戲館三部份。其中，主體育場(chǎng)入場(chǎng)通道剪力墻（B1層）、鋼結(jié)構(gòu)支撐柱及部分公共區(qū)域獨(dú)立柱等混凝土構(gòu)件采用現(xiàn)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(zhì)感作為飾面效果的混凝土，其混凝土總量超過(guò)2萬(wàn)立方。

2　質(zhì)量控制

2.1原材料的選用

清水混凝土原材料的選用，應(yīng)滿(mǎn)足混凝土工程的外觀質(zhì)量要求、施工性能、物理力學(xué)性能和耐久性要求。并且由于清水混凝土對(duì)外觀顏色的要求非常高，我們選擇同一產(chǎn)地、同一品牌的水泥、摻合料、外加劑；同一進(jìn)貨來(lái)源的砂、石等原材料，并嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，確?；炷列阅艿姆€(wěn)定性和外觀顏色的一致性。

2.1.1水泥

水泥的顏色對(duì)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(jìn)行成型后的外觀對(duì)比試驗(yàn)。并招集甲方、監(jiān)理、施工單位技術(shù)人員共同對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)比，多方一致認(rèn)為由塔牌集團(tuán)惠州龍門(mén)分公司生產(chǎn)的塔牌P.O 42.5R水泥外觀質(zhì)量最為符合清水混凝土的外觀質(zhì)量要求。

2.1.2骨料

細(xì)骨料：選擇惠州河砂，質(zhì)量符合現(xiàn)行的《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收方法》、《清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。顆粒級(jí)配、細(xì)度模數(shù)、氯離子含量、含泥量等指標(biāo)均滿(mǎn)足本項(xiàng)目要求。

粗骨料：選擇惠州生產(chǎn)的5～25m m碎石，質(zhì)量符合現(xiàn)行的《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收方法》、《清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，針片狀含量、泥塊含量、含泥量等指標(biāo)均滿(mǎn)足本項(xiàng)目要求。

2.1.3摻和料

選擇汕頭電廠生產(chǎn)的Ⅱ級(jí)粉煤灰，外觀顏色與質(zhì)量性能穩(wěn)定，且與選用的水泥顏色接近。質(zhì)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(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GBJ 146的規(guī)定。我們?cè)谏a(chǎn)線的粉料儲(chǔ)存罐設(shè)置了清水混凝土專(zhuān)用粉煤灰罐，對(duì)入庫(kù)該罐的第一車(chē)樣品作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，后面進(jìn)廠的粉煤灰必須與標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)比無(wú)色差，并且性能相近后才能入庫(kù)清水混凝土專(zhuān)用粉煤灰罐，確保了粉煤灰的質(zhì)量穩(wěn)定。

2.1.4外加劑

在配制混凝土?xí)r，外加劑的品質(zhì)非常重要，它與水泥、摻和料的適應(yīng)性，決定了混凝土的和易性、坍落度損失、凝結(jié)時(shí)間等性能。而清水混凝土在滿(mǎn)足這些性能要求以外，還對(duì)混凝土的氣泡含量有嚴(yán)格的要求。針對(duì)這一要求，我們嘗試了用生產(chǎn)普通混凝土使用的萘系緩凝高效減水劑進(jìn)行試配，發(fā)現(xiàn)它的氣泡較多，其它性能則表現(xiàn)良好。針對(duì)這一現(xiàn)象，我們與外加劑廠溝通，調(diào)整含氣量后再進(jìn)行試配，出來(lái)的混凝土氣泡明顯減少，能滿(mǎn)足清水混凝土的外觀質(zhì)量要求，但混凝土的流動(dòng)性能則明顯下降，不能滿(mǎn)足一般混凝土對(duì)和易性的要求。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整與試驗(yàn)，該型號(hào)外加劑無(wú)法解決同時(shí)滿(mǎn)足流動(dòng)性與含氣量的矛盾問(wèn)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(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該型號(hào)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(lái)的混凝土氣泡含量很低，而又不影響混凝土的流動(dòng)性能，非常適用于對(duì)外觀質(zhì)量要求高的清水混凝土工程。

2.2配合比的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證

清水混凝土配合比設(shè)計(jì)，除了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和耐久性外，著重考慮混凝土拌合物的和易性和澆筑時(shí)的坍落度。確定的配合比混凝土應(yīng)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(fù)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(yàn)對(duì)比，考核以下指標(biāo)：坍落度、擴(kuò)展度、和易性、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間、坍落度損失、28天強(qiáng)度、外觀顏色。試驗(yàn)結(jié)果如表1。

⑴強(qiáng)度方面分析，試驗(yàn)室本周期統(tǒng)計(jì)的C40強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為4.0，根據(jù)公式得出：

40+1.645×4.0=46.6（M Pa）

結(jié)論：1#、2#、3#、4#均能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)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(duì)比：

1#：流動(dòng)性能差，坍落度損失嚴(yán)重，無(wú)法滿(mǎn)足清水混凝土施工要求；

2#：各項(xiàng)指標(biāo)均能滿(mǎn)足清水混凝土施工要求；

3#：各項(xiàng)指標(biāo)均能滿(mǎn)足清水混凝土施工要求；

4#：坍落度偏大，出現(xiàn)少量泌水現(xiàn)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(xiàn)灰白色，不大符合清水混凝土的外觀質(zhì)量要求。

根據(jù)以上對(duì)比試驗(yàn)，我們確定采用2#配合比，其混凝土各項(xiàng)性能均能滿(mǎn)足要求，且顏色也符合清水混凝土的外觀質(zhì)量要求。最終確定配合比如表2。

2.3生產(chǎn)、澆筑及振搗

生產(chǎn)過(guò)程嚴(yán)格控制，減少配料誤差，保證出站混凝土均勻穩(wěn)定，和易性良好，坍落度離差小?；炷吝\(yùn)輸車(chē)采用掛牌識(shí)別制，如某輛車(chē)前一趟裝運(yùn)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(nèi)積水全部排完。運(yùn)輸過(guò)程中，罐車(chē)按規(guī)定要求勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁向罐內(nèi)隨意加水。若出現(xiàn)運(yùn)輸車(chē)輛到工地后坍落度無(wú)法施工要求時(shí)，我們采取“二次添加減水劑”的措施調(diào)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(jìn)行模板堵縫處理；澆筑時(shí)，每次下料厚度500m m，現(xiàn)場(chǎng)采用標(biāo)尺桿控制下料速度?；炷恋恼駬v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(duì)振實(shí)情況進(jìn)行檢查，振搗密實(shí)后方可進(jìn)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(dòng)時(shí)間為15～30秒，以混凝土表面不再產(chǎn)生氣泡為宜，設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)振搗防止過(guò)振或漏振。

2.4拆模和養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后，根據(jù)氣溫情況16～24小時(shí)后拆除模板，過(guò)早拆模容易使混凝土表面變得粗糙無(wú)光澤，拆模后應(yīng)及時(shí)包裹塑料薄膜養(yǎng)護(hù)，保證混凝土在不失水的情況下得到充足的養(yǎng)護(hù)，防止失水造成色差及表面干縮裂縫以及強(qiáng)度損失等缺陷。養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫和施工情況7～14天為宜。

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

防腐保護(hù)液施工工序?yàn)椋夯鶎哟蚰バ扪a(bǔ)→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(zhì)量，應(yīng)充分考慮各種影響因素，從原材料的選用、配合比的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程控制、模板和脫模劑選用、澆筑和振搗過(guò)程控制以及拆模和養(yǎng)護(hù)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(mǎn)意的清水混凝土工程。

4　結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)，清水混凝土的質(zhì)量控制還有待理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，目前也尚未制定相應(yīng)的清水混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，給施工單位和建設(shè)單位都帶來(lái)一些困惑。

清水混凝土理論和施工技術(shù)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(dāng)多的問(wèn)題，實(shí)際得到推廣應(yīng)用而又取得良好效果的不多；但隨著越來(lái)越多的專(zhuān)家對(duì)清水混凝土的研究和日漸廣泛使用所積累的經(jīng)驗(yàn)，清水混凝土在我國(guó)的應(yīng)用將會(huì)有一個(gè)較大的發(fā)展?！?/p>

［1］J GJ 169-2009，清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［S］.中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2009.

［2］清水混凝土工程施工技術(shù)及工藝［M］.中國(guó)建筑工業(yè)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(jié)構(gòu)清水混凝土配制及施工技術(shù)［J］.混凝土，2006（06）.

［4］雷燕團(tuán),李如玲.淺談清水混凝土的質(zhì)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(yīng)用［J］.混凝土，2005(6).

［6］佚名.清水混凝土的發(fā)展與應(yīng)用［J］.中國(guó)建材，2005.3(1).［7］任展.大運(yùn)會(huì)場(chǎng)館清水混凝土施工工藝［J］.城市建設(shè)，2009（18）.