清水混凝土又稱裝飾混凝土,因其極具裝飾效果而得名。它屬于一次澆注成型,不做任何外裝飾,直接采用現(xiàn)澆混凝土的自然表面效果作為飾面,因此不同于普通混凝土;表面平整光滑、色澤均勻、棱角分明、無碰損和污染,只是在表面涂一層或兩層透明的保護(hù)劑,顯得十分天然、莊重。
清水混凝土是混凝土材料中最高級的表達(dá)形式,它顯示的是一種最本質(zhì)的美感,體現(xiàn)的是“素面朝天”的品位。清水混凝土具有樸實(shí)無華、自然沉穩(wěn)的外觀韻味,與生俱來的厚重與清雅是一些現(xiàn)代建筑材料無法效仿和媲美的。材料本身所擁有的柔軟感、剛硬感、溫暖感、冷漠感不僅對人的感官及精神產(chǎn)生影響,而且可以表達(dá)出建筑情感。因此建筑師們認(rèn)為,這是一種高貴的樸素,看似簡單,其實(shí)比金碧輝煌更具藝術(shù)效果。
世界上越來越多的建筑師采用清水混凝土工藝,如世界級建筑大師貝聿銘、安藤忠雄等都在他們的設(shè)計(jì)中大量地采用了清水混凝土。悉尼歌劇院、日本國家大劇院、巴黎史前博物館等世界知名的藝術(shù)類公建,均采用這一建筑藝術(shù)。近些年來,我國少量高檔建筑工程如海南三亞機(jī)場,首都機(jī)場,上海浦東國際機(jī)場航站樓、東方明珠的大型斜筒體等都采用了清水混凝土。
清水混凝土在工程中的應(yīng)用,以東莞市道滘大橋重建工程為例:
道滘大橋?qū)傥蛑亟üこ?,?015年09月開工,在前期水下樁的供應(yīng)中一直非常順利,但到上部結(jié)構(gòu)立柱、蓋梁澆筑時(shí)碰到許多施工中的問題,開始澆筑的立柱外觀出現(xiàn)較多的氣泡、水痕、反砂、分層、色差較大,甚至出現(xiàn)蜂窩、麻面,嚴(yán)重影響混凝土的外觀質(zhì)量,雖然施工單位在后期作了裝飾,但效果不太理想,解決清水混凝土外觀質(zhì)量問題成為當(dāng)前工作的重點(diǎn)。
針對施工中出現(xiàn)的問題,我們對清水混凝土的配合比作出相應(yīng)的調(diào)整,同時(shí)在原材料控制方面制訂嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。
⑴水泥采用P.II42.5R; ⑵粉煤灰為Ⅱ級灰,主要控制粉煤灰的色差,采用專用罐儲存,針對清水混凝土只用單一品種粉煤灰,不同顏色、不同品種的粉煤灰嚴(yán)禁混淆使用; ⑶礦粉,S95礦粉,目的是為了增加混凝土密實(shí)度,有效降低混凝土內(nèi)部水化熱,減少混凝土的坍落度損失,改善混凝土的和易性和工作性; ⑷砂,中砂,經(jīng)水洗處理; ⑸石,5~25mm連續(xù)級配碎石,上船之前全部經(jīng)水洗處理,嚴(yán)禁有泥塊或其它雜質(zhì); ⑹外加劑為聚羧酸高性能減水劑,型號:WS-PC。
清水混凝土配合比的設(shè)計(jì)思路及步驟:
把C30清水混凝土膠凝材料控制在360kg左右是比較合理,膠凝材料太低達(dá)不到應(yīng)有的效果,膠凝材料太高影響混凝土的工作性,在經(jīng)濟(jì)效益上也沒有太大的優(yōu)勢;早期由于膠凝材料偏低,礦物摻合料用量較少,打出來的效果不太理想,而且由于沒有使用礦渣粉,坍損較快,影響施工性能。而C40清水混凝土膠凝材料不存在膠凝材料不足情況,但由于沒有合理利用礦物摻合料,打出來的效果也是不太理想。根據(jù)《清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》,制備成的清水混凝土拌合物工作性應(yīng)穩(wěn)定,且無泌水離析現(xiàn)象,90min的坍落度經(jīng)時(shí)損失值宜小于30mm;清水混凝土拌合物入泵坍落度值:柱混凝土宜為150±20mm,梁、板混凝土宜為170±20mm;根據(jù)現(xiàn)場的施工經(jīng)驗(yàn)值把坍落度控制在150±20mm是比較合理的,既能滿足施工,又有較好施工效果。
⑴通過大摻量礦物摻合料改善混凝土的和易性,減少坍落度損失,增加混凝土密實(shí)度,打出來的清水混凝土外觀才會平整光滑; ⑵采用聚羧酸高性能減水劑,減少引氣量,有效改善混凝土的氣泡問題; ⑶保證清水混凝土拌合物的穩(wěn)定性,且無泌水離析現(xiàn)象,坍落度控制在150±20mm之間,可減少水痕、反砂情況的出現(xiàn); ⑷保證粉煤灰供應(yīng)穩(wěn)定,始終采用單一品種粉煤灰,保證色澤均勻無明顯色差; ⑸保持混凝土供應(yīng)的連續(xù)性及施工的連續(xù)性可有效避免混凝土產(chǎn)生分層離析。
具體分兩步走:
⑴在清水混凝土試驗(yàn)配方成功的基礎(chǔ)上,用預(yù)拌混凝土生產(chǎn)樓多次進(jìn)行試生產(chǎn)。嚴(yán)格控制生產(chǎn)中砂、石含水率,而且攪拌時(shí)間不少于30s,然后取樣成型試塊觀察后期強(qiáng)度的發(fā)展,主要觀察試塊外觀情況,并且自制模板成型不同形狀的預(yù)制件,甚至用水桶直接成型,第二天拆模后觀察混凝土的外觀質(zhì)量,從失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),吸取教訓(xùn),不斷重復(fù)試驗(yàn),直到打出清水混凝土的效果為止。
⑵進(jìn)行清水混凝土的實(shí)際生產(chǎn)。第一次實(shí)際試產(chǎn)我們并不是用在橋梁上,而是當(dāng)普通混凝土用到房建當(dāng)中,第二天工地拆模后到現(xiàn)場進(jìn)行跟蹤取證,用清水混凝土打出來的剪力墻外觀確實(shí)比普通混凝土打出來的外觀不一樣,基本可達(dá)到清水混凝土的要求。第二步我們才把重新優(yōu)化的配合比用到路橋工程。
實(shí)際施工方案:
⑴清水混凝土始終使用鋼模,如需使用木模,必須保持模板表面的光滑、整潔,無明顯缺陷; ⑵使用專用脫模劑,噴涂均勻; ⑶使用過的模具必須經(jīng)過打磨,保持整潔、光滑,無明顯缺陷; ⑷保證模板之間連接縫隙的密封性,不漏漿、錯(cuò)臺現(xiàn)象; ⑸由于立柱高達(dá)9米,必須分層澆筑,且應(yīng)使用導(dǎo)管,保證混凝土不分散,每個(gè)施工部位振搗到位,不漏振、不過振; ⑹保持施工的連續(xù)性,不間斷澆筑。通過嚴(yán)格控制原材料,優(yōu)化配合比,改進(jìn)施工工藝等一系列技術(shù)手段,后期打出來的立柱及蓋梁外觀質(zhì)量比前期施工效果有了很大的改進(jìn),基本可達(dá)到清水混凝土質(zhì)量要求,外觀顏色整體一致,無分層、無明顯的色差,徹底解決泌水情況,混凝土無明顯的水痕、反砂情況,但外觀還是有一些小氣泡,不過比前期有很大的改善。
為更好地解決混凝土小氣泡問題,和外加劑廠家一起研究,改用引氣量較少的外加劑,把混凝土含氣量控制在3%以下,改善了氣泡問題,取得了較好的效果。
結(jié)語
清水混凝土和普通混凝土在施工過程還是存在一定的區(qū)別,必須嚴(yán)格取材,不斷優(yōu)化配合比,加強(qiáng)施工管理才能做出優(yōu)質(zhì)精品工程。
⑴嚴(yán)格按清水混凝土優(yōu)選原材料,有明顯色差原材料嚴(yán)禁用于清水混凝土; ⑵不斷優(yōu)化配合比,既要保證質(zhì)量,又要具有一定的經(jīng)濟(jì)效益; ⑶嚴(yán)格控制清水混凝土出廠坍落度,坍落度的大小直接影響混凝土的和易性及工作性; ⑷保持混凝土的穩(wěn)定性,不能有離析泌水現(xiàn)象; ⑸適當(dāng)控制混凝土含氣量,有效解決混凝土引氣問題。
在我國,清水混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工,還有待理論研究和實(shí)踐應(yīng)用;另外,我國清水混凝土施工操作多依賴人工,施工機(jī)械化,標(biāo)準(zhǔn)化程度不高。同時(shí),清水混凝土每方造價(jià)比普通混凝土成本要高很多,雖然清水混凝土結(jié)構(gòu)精工細(xì)作,工期拉長,結(jié)構(gòu)施工階段投人的人力、物力加大,但最終舍去抹灰、吊頂、裝飾面層等內(nèi)容,減少了維保費(fèi)用,最終降低了工程總造價(jià)。隨著與國際接軌的日益加速,隨著綠色建筑日漸受到重視,在工業(yè)與民用建筑中,清水混凝土在我國的應(yīng)用將會有一個(gè)較大的發(fā)展。