清水混凝土在广州地铁的应用

 

摘 要：本文通过清水混凝土在广州地铁的成功应用，主要介绍配制和生产清水混凝土的一些控制措施，并分析和探讨影响混凝土外观的因素。

关键词：清水混凝土；配合比；外观；气泡

 

1 引言

      清水混凝土属于一次浇注成型，结构表面不需要修饰的混凝土，这种混凝土没有色差、气泡和裂纹，也不用进行刷漆装修，完全是自然色调，非常质朴，表面有较强的质釉感。

2 工程简介

      广州地铁四号线是广州地铁第一条采用高架线路，其建筑设计的梁及柱均为清水混凝土，其中立柱的混凝土级别 C30，梁为 C50。

3 原材料的选择

      ⑴水泥：水泥的颜色对混凝土外观颜色的影响是最直接的，各个地区、各个水泥厂生产的水泥硬化之后的颜色有一定的差异，有的为灰色、有的为青灰色，也有的为略带黄白色等。对于选取什么品种水泥，建议选用P.I、P.II 型水泥，毕竟选用其它掺较多混合材的水泥，一方面水泥厂掺加的混合材质量难以控制，造成混凝土质量波动；另一方面使用 P.O 等品种配制的混凝土比使用 P.I、P.II 水泥配制的混凝土表面质釉感差，哑光程度较严重！基于此原因，我们选用广东某水泥厂生产的P.II42.5R 水泥，通过我们长期使用，发现该水泥质量稳定，不同批次外观颜色均匀，硬化后表面为青灰色，主要技术指标如表 1：

      ⑵砂：在试配过程中发现，砂的级配不好及含泥量过大时，混凝土易产生泌水及混凝土硬化后表观颜色不均。此处采用的是天然砂，细度模数 2.6，属二区中砂，级配合理，含泥量 0.9%，泥块含量 0.2%。

      ⑶石：石子对混凝土的影响与砂一样，主要考虑其级配情况和含泥量。在此选用番禺产碎石，公称粒径5.0～25.0mm，含泥量 0.5%，泥块含量 0.1%，针片状颗粒含量 5.2%，压碎指标值 7.3%。

      ⑷掺合料：在选择掺合料时，除考虑控制水化热，还应着重考虑其在混凝土中对气泡填充作用及有效减少泌水，因此我们选取了粉煤灰和硅灰两种掺合料。

      ①粉煤灰：广州某发电厂产 I 级粉煤灰，0.045mm筛余 8%，需水量比 89%，烧失量 2.2%。

      ②硅灰：产地：挪威，比表面积 19320m²/Kg，sio₂ 含量 92.6%。

      ⑸减水剂：在配制清水混凝土中，外加剂的品质是不容忽视的，选择外加剂有以下原则：①为改善新拌混凝土的和易性，应复合适量的引气剂，优质引气剂产生气泡直径较小，且分布均匀；②外加剂与水泥的适应性要好，配制出的混凝土不能出现泌水，坍落度损失要小；

      ③外加剂中不应有增稠组分，增稠不利于混凝土中气泡的排出。在试配过程中，还对聚羧酸系及萘系减水剂进行对比试验，用聚羧酸系所配制的混凝土各方面性能都优于萘系，尤其是在控制混凝土的泌水率、单位面积气泡量等方面表现更为突出。这里采用的是广州某公司生产的聚羧酸减水剂。

4 配合比的设计、验证

      根据工程需要，为达到清水混凝土的技术要求，用选定的原材料反复试配，调整不同掺合材的掺加量、不同水灰比（不同的胶凝材料总量）等，主要考核指标：和易性、粘稠度、单位面积气泡量(孔径大于 0.5mm)、气泡分布情况、坍落度损失、表观颜色及强度。我们特地使用实际工程中的模板制作 500mm×500mm×500mm 类似大方砖的大试模，用于检测成型混凝土外观质量。

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