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1、清水混凝土性能控制与缺陷修补1清水混凝土因性能原因容易产生的问题清水混凝土因性能不能满足施工需要，容易导致色差、砂痕、毛细裂缝、 气泡、蜂窝麻面、花斑或粗骨料透明层等外观质量的问题出现并可能影响 混凝土强度。1.1 色差混凝土生产时水计量不准或控制不严导致坍落度忽大忽小，或因为原 材料使用不一致。水计量装置出现问题或粗细骨料堆放场因堆放高度、瞬 间天气变化等原因导致含水量差异太大，又未及时调整用水量,不同搅拌车 次间坍落度值差异太大，使得混凝土出现外表面水纹;当原材料在使用过程 中出现变化,对混凝土色泽影响更是显而易见的，特别是水泥与外掺料的变 化,水泥与外掺料与水反应在混凝土中形成包裹骨料的
2、浆体,当水泥与外掺 料因生产厂家、规格型号、强度等级等出现变化时使用不同原材料的混凝 土明显有色泽上的差异。1.2砂痕混凝土中所用细骨料细度模数较小、粗骨料级配不均、或掺加大量的 玻璃质矿物料所致。所用细骨料细度模数小，比表面积增大，或粗骨料级配 不均，填充料增加,用水量均会相应增大,振捣后混凝土表层形成游离水层; 或因掺加大量的玻璃质矿物料,其颗粒呈球形,表面光洁,不保水,容易产生 泌水，同样在混凝土表层形成游离水层,混凝土泌水后的大量表层水因振捣 由表面向下部渗透冲洗骨料，浆体稀释后流失，层致砂痕的出现。1.3毛细裂缝为提高混凝土的可泵性,掺加大量比重较小的外掺料、水泥用量过多或 砂率过高
3、所致。清水混凝土中掺加外掺料可以改善混凝土工作性能调节混 凝土凝结时间，并可部分取代水泥，产生经济效益，但外掺料一般比重较小, 当掺量过多时,部分未能完全作为粗骨料的填隙料，形成混凝土表层局部浮 浆，导致毛细裂缝的产生；水泥用量越大,混凝土工作性能越好，但水泥用量 过高，水化热大，当混凝土表面达到不强度发展所需要的环境温度和湿度时, 也容易产生毛细裂缝；砂率过高,胶凝浆体不能完全包裹细骨料,混凝土表 层水化不均，同样可以导致毛细裂缝的出现。1.4花斑或粗骨料透明层混凝土中砂率偏低或粗骨料色泽不均所致。砂率偏低，细骨料填充不足, 浆体未能完全包裹粗骨料，成型后混凝土表面可肉眼观察到若干似鳞状或
4、线型的粗骨料体，形成花斑或粗骨料透明层,当9012006年3月第2期粗骨料原材为玻璃状或细粒斑状的岩石时（如玄武岩）,混凝土表层花斑或粗骨 料透明层则更为明显。1.5蜂窝麻面混凝土中砂率过低所致。粗骨料含量过多或针、片状含量大细骨料含 量严重不足，在混凝土中粗骨料之间没有足够的填充料，形成蜂窝状的麻面。1.6气泡混凝土坍落度过大或含气量过多所致。清水混凝土一般应掺入适量的 泵送剂或高效减水剂,提高工作性能,减少用水量,当用水量过大,在振捣过 程中，部分游离水不能完全排出，拆模后混凝土表面游离水水气蒸发，形成 细小的气泡;含气量过大,部分不能释放的存在于混凝土表面的空气在拆模后挥发，同样形成混凝
5、土气泡。2基于清水混凝土性能需要的原材料选择般泵送混凝土配合比设计需要考虑泵送性能和成本节约两个方面，而对于清水混凝土要消除外观质量问题，在选择原材料进行混凝土优化设 计时,就要优先考虑如何实现良好的可泵性能下对混凝土中水的最佳控制。2.1水泥混凝土强度取决于水泥特性和水泥用量,用较高的水泥用量可增加混 凝土的工作性能。在非高强混凝土的配合比设计中采用与混凝土强度同等 级的水泥在经济和工作性能方面均较佳。水泥品种的选择，一般不宜采用火 山灰质硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥,因为火山灰质硅酸盐水泥需水量大、 易收缩，而矿渣硅酸盐水泥保水性差、易泌水。适宜采用粉煤灰硅酸盐水泥、 硅酸盐水泥和普通硅酸盐
6、水泥,首选为硅酸盐水泥,要求定生产厂商、定标 号、定批号，最好能做到同一熟料。2.2细骨料采用I区砂,需提高砂率并保持足够的水泥用量,以满足混凝土的和易 性,则成本增加;而采用III区砂时，因0.65mm以下的细颗粒含量偏多，比表面 积增大，混凝土需水量增加，用灰量也偏高,干缩性大,容易泌水和产生微裂 缝;一般适宜采用细度模数为2.33.0的II区中砂，含泥量和泥块含量按国 标分别控制在3.0%和1.0%以内，要求定产地、定细度模数、定颜色。2.3粗骨料选择立方形、石质好、强度高、色差一致、最大公称粒径上限在31.5mm 以下的连续级配碎石，含泥量和泥块含量按国标分别控制在1.0%和0.5%以
7、 内，特别对影响混凝土和易性的针、片状含量在国标15%的基础上提高至控 制在8%以内，要求定产地、定规格、定颜色。2.4活性掺合料般预拌泵送混凝土均选择矿渣胶结材料和粉煤灰等细粉末矿物作为掺合料。主要成份为玻璃质颗粒的矿渣胶结材料,其保水性能差，容易泌水, 此特点决定了在清水混凝土中不宜使用；而适当掺用粉煤灰,既可以改善混 凝土流动性，提高混凝土后期强度,节约水泥用量,又可以调节混凝土凝结 时间，在非高强清水混凝土施工中是适用的，粉煤灰宜选用细度按 GBJ146290规定II级粉煤灰以上产品,要求定供应厂商、定细度，且不得含有 任何杂物。2.5外加剂与一般泵送混凝土相比，清水混凝土对于外加剂的
8、选择尤为重要。首先 它必须高效减水，尽量减少用水量,与水泥匹配,不泌水,又能极大改善混凝 土的工作性能，提高混凝土的性能价格比,要求定厂商、定品牌、定掺量。2.6水拌合用水中的有害物质会影响混凝土的和易性及凝结时间，有损强度 发展，并可能降低混凝土耐久性,加速钢筋腐蚀。非饮用水须经检验合格后 方可使用，但考虑非饮用水特别是流动河水潜在的可能污染,一般选择符合 国家标准的生活饮用水，以保证质量。在磁悬浮项目清水混凝土配合比设计 中，经大量的试验对比，水泥选用了强度富余系数较高的南京龙潭水泥厂 “双猴”牌含碱量小于0.6%的普通硅酸盐水泥,C30和C40混凝土分别采用 32.5和42.5等级;骨料
9、采用在上海预拌混凝土搅拌站大量使用的浙江湖州 531.5mm连续级配碎石和湖北巴河中砂;掺合料选用需水量小的上海吴泾 热电厂II级粉煤灰；外加剂选用上海浦华厂PH高效减水剂;搅拌站紧靠黄浦 江的支流川杨河,其水质经化验符合拌合用水标准，但考虑到川杨河系重要 水上航道易受污染，最终选用自来水作为拌合用水。3施工过程中的清水混凝土性能控制在材料和浇筑方法允许的条件下，尽可能采用低的坍落度和水灰比。对 于泵送混凝土，坍落度一般为10020mm，水灰比不应大于0.65，以减少泌 0112006年3月第2期水的可能性。同时要求混凝土含气量不超过5.0%,砂 率控制在40%50%。对首批进场的原材料经试验
10、室取样复试合格后,应立即 进行“封样”，以后进场的每批采料均与“封样”进行对比，发现有明显色 差的不得使用。在 清水混凝土的生产过程中，一定要严格按试验确定的 配合比投料，不得带有任何一点随意性，并严格控制水灰比和搅拌时间，随 气候变化随时抽验砂、碎石的含水量，及时调整用水量。(1)严格碎石堆放 场堆放高度:搅拌站靠近河道，碎石堆放场采用皮带输送，31.5mm级配碎石 堆放高度控制在5m以下，因为超过5m的高度产生颗粒离析使堆放场周边大 颗粒大量集中，严重改变原有碎石颗粒比例，致使改变混凝土配比各物质的 比例，影响混凝土和易性及其它性能。(2)严格监控材料含水量变化:骨料的 含水量是随堆放时间
11、、堆放高度、天气变化而不断变化的，现场试验表明， 堆放10m高度的细骨料因堆放时间的推移，上、下含水量差值可达5%以上。 如果骨料含水量控制不准确,水灰比增大将直接影响混凝土性能和质量。现 在一些先进的混凝土搅拌站可用红外线照射方式在集料下料过程中直接计 算材料含水量并作拌合用水的相应调整，含水量控制较准确；但人工监控只 要得力，根据各种变化及时调整用水量,同样可以取得理想的效果。（3）现场 坍落度控制：泵送混凝土坍落度一般要求在120 30mm，但对于外观质量要 求较高的清水混凝土,要严格控制用水量，坍落度需要控制在10020mm。到 达施工现场的混凝土需逐车测量坍落度，严格控制在要求范围内
12、。（4）不同 部位间的色差控制：混凝土的外观取决于浆体颜色，即水泥、掺合料品种及 胶体等之间的比例。同一搅拌站生产的混凝土因原材料一致，性能稳定,浇 筑后的墩柱与墩柱、墩柱与盖梁之间色泽一致，无部位间的色差。但现场施 工进度快,不可避免出现同一时段多家搅拌站供应浇筑混凝土的现象，因此 首先在选择商品混凝土时协调好不同供应厂家的胶体材料的品种及规格是 必要的。但混凝土配合比设计复杂，原材料出厂时间跨度长，要求统一原材 料及配合比不太实际，为此考虑在施工现场以河两岸、路两侧等为标准划分 不同的施工区间，通过视觉上的差异来抵消因不同厂家浇筑的混凝土引起 的色差。通过从原材料的选择到施工过程中对混凝土
13、性能的控制从源头上 确保了浇筑后的混凝土无色差、光洁平顺的自然效果。4外观缺陷的修补尽管从模板加工、配合比设计、到施工控制各个环节来保证浇筑后的 混凝土色泽自然光洁、线条平顺优美，但因为施工中不可预见的因素较多， 任何一个环节出现差错都直接影响清水混凝土的外观质量，导致色差、毛细 裂缝、砂痕、气泡、花斑、蜂窝、麻面等现象的出现。为此必须通过细致 的修补外观缺陷来还原清水混凝土本来的自然美。4.1外观缺陷修补工艺框外观缺陷修补工艺框图见图1所示。图1外观缺陷修补流程框图_L_S-I干样水说局部填补图1外观缺陷修补流程框图4.2色差、毛细裂缝,砂痕、花斑或粗骨料透明层等表面缺陷的修补混凝土表面产生
14、毛细裂缝，除性能原因外，还有其它方面的原因，如养 护不足、脱模太早、入模温度太高（产生水化热）等;色差,除性能原因外，还 有模板锈蚀、搅拌时间不足、脱膜剂施涂不匀和养护不稳定等原因；砂痕, 除性能原因外，还有模板接缝不密、振捣太强等原因;花斑或粗骨料透明层, 除性能原因外，还有振动过头和模板挠曲等原因。4.2.1修补原因配置同混凝土浆体颜色一致的修补浆体，均匀涂抹于混凝土表面（必要 时浆体掺入适量的建筑胶水,或在需修补的结构体表面涂刷建筑胶水,以增 加粘结力）,利用混凝土前期强度发展的水化热过程进行养生，使修补浆体 同混凝土主体部分结合为一整体，达到色泽一致的效果。4.2.2材料准备与主体结构
15、相同的混凝土配比品种、规格、强度等级的水泥及白水泥若干重量。4.2.3修补工具装饰专用滚刷、钢丝刷、擦拭用海棉块、细砂纸、透明胶、混凝土养护用塑料薄膜等若干。4.2.4修补浆体配制在上海磁悬浮项目中，根据水泥、掺合料品种及胶体间比例等实际情况 经现场反复试验，确定同色浆体配制为：按重量比，同浇筑主体混凝土配比 品种、规格、强度等级的水泥8份和白水泥1份,水灰比0.70，水泥、白水 泥和水充分搅拌均匀。4.2.5修补方法在浇筑主体混凝土强度增长至设计要求的30%40%时,即拆除侧模，将 拌制均匀的修补浆体用滚刷一次性自上而下涂刷于需修补主体的表面，待 浆体硬化后,用海棉块按照浆体涂刷的顺序轻轻地
16、将表层游离粉末清扫干 净，若表面仍有粗糙不平时，则用细砂纸将结构体表面均匀地打磨光洁，并 用水冲洗洁净。修补时应注意：(1)浇筑主体一般只是局部区域出现色差、 毛细裂缝、砂痕、花斑或粗骨料透明层等外观质量问题但浆体修补时应是 主体的整体协调修补，避免在修补部位与未修补部位间出现色差，影响美观。 (2)修补前应注意在毛细裂缝、砂痕、花斑或粗骨料透明层出现的地方用钢 丝刷刷去砂粒和松散浆体，并用清水冲洗干净，避免修补后的浆体与整体分 离形成裂缝，甚至脱落。4.2.6养护修补后迅即用塑料薄膜将主体整体覆盖，并用透明胶密封，利用混凝土 本身强度发展时产生的水化热过程进行养护，确保修补后的浆体不与主体本身产生分层脱皮。4.3蜂窝、麻面的缺陷修补因模板漏浆或振捣不均，水泥浆缺失，导致表面粗糙并形成麻面，严重 的因砂浆少、石子多，石子间出现空隙导致蜂窝
