混凝土外觀質量的影響因素分析

劉 俊

(上海同納建設工程質量檢測有限公司，上海 200000)

混凝土結構橋梁的質量包含內在質量和外觀質量兩個方面。混凝土的外觀質量不僅是一種單獨的美觀效果，也一定程度上反映了內部質量和質量水平。

經過多年的技術積累，混凝土的抗裂性、抗凍性、抗滲性等內在質量性能已得到普遍的提高，達到國際的先進水平，但是混凝土的外觀質量水平一直被人詬病，多數結構物工程的外觀，都需要通過重新粉刷、修飾、打磨才能通過驗收，雖然國內有聯想北京研發基地大面積清水飾面混凝土工程、南京南站站房清水混凝土工程、九江長江大橋等外觀較好的清水混凝土代表性工程，但是這類工程都存在造價高、施工專業性強，沒有推廣到普通的結構物工程。如何在經濟適用的條件下，讓混凝土既具有堅固性、耐久性等內在質量，同時也具有良好的外觀，讓混凝土的外觀質量水平得到普遍的提高，文章以安遠至定南的高速公路新建工程的外觀混凝土試驗墩為案例，從原材料的性能、配合比的技術參數、施工工藝等方面進行分析和總結，提出良好外觀混凝土的原材料和混凝土的具體指標以及施工工藝的改進方法。

1 混凝土配合比設計原則、試驗原材選用、配合比設計參數

1.1 配合比設計原則

1)坍落度與擴展度：承臺、墩柱、系梁、蓋梁推薦采用150±20 mm坍落度[1]，擴展度≥400 mm；空心板梁、T梁、現澆梁推薦采用170±20 mm坍落度混凝土[1]，擴展度≥450 mm。混凝土配合比設計應采用摻加減水劑的混凝土，同時應摻加引氣劑，或采用帶有引氣性能的復合減水劑減少含氣量，混凝土含氣量應≤3%，減水率≤25%，1 h坍落度損失≤20 mm，1 h擴展度損失≤100 mm[2]。當采用泵送混凝土時，其性能應滿足SL(坍落度)在180～230 mm時，SF(擴展度)≥450 mm，T50在3～15 s，混凝土可泵性好、阻力小、容易泵送; 當t≥15 s、SF≤450 mm 時，混凝土不易泵送。超高(200 m以上)泵送時，SL≥230 mm，SF≥550 mm，t≤10 s。

2)用水量：對于橋梁下部結構C30、C35、C40泵送混凝土，混凝土的單方用水量一般不宜大于175 kg/m3，對于橋梁上部結構C50、C55混凝土用水量一般不宜大于165 kg/m3，較佳的優選范圍為155～160 kg/m3。

3)膠凝材料用量:C30、C35：350～400 kg/m3；C40、C45：400～450 kg/m3；C50：450～480 kg/m3(非泵送混凝土)和460～490 kg/m3(泵送混凝土)；C55、C60：470～520 kg/m3(非泵送混凝土)和480～530 kg/m3(泵送混凝土)。

4)礦物摻合料摻量:粉煤灰取代水泥的最大限量為：用于預應力鋼筋混凝土，粉煤灰取代硅酸鹽水泥的最大摻量為25%，取代普通硅酸鹽水泥的最大摻量為15%；用于高強混凝土、鋼筋混凝土、抗凍混凝土，粉煤灰取代硅酸鹽水泥的最大摻量為25%，取代普通硅酸鹽水泥的最大摻量為15%。粉煤灰應選用I級灰。

5)砂率與粗骨料用量：一般為35%～45%[3]。對于預應力混凝土，砂率宜適中，一般控制砂率不大于40%。

1.2 試驗原材選用、配合比設計參數

1)原材料選用

(1)碎石：此次試驗墩均采用5～31.5 mm的連續級配碎石[3]，曲線靠近中值，材質均為石灰巖；

設S(q)=xf(x)dx+(1+α)qf(x)dx=q(1+α)-F(x)dx 為期望銷售量，零售商從供應商處購買產品的期望訂貨量為： N(q)=(1-β)qf(x)dx+xf(x)dx+ (1+α)qf(x)dx=S(q)+F(x)dx.

(2)砂：材質為河砂，規格為II區中砂[3]；

(3)水泥：瑞金萬年青P.O42.5水泥；[3]

(4)外加劑：規格均為聚羧酸高性能減水劑，摻量由現場調制確定；

(5)粉煤灰：均采用贛州華能電廠I級粉煤灰[4]。

2)采用的配合比見表1

表1 配合比設計參數

2 線外試驗墩混凝土外觀評價

根據前期配合比設計及選用，每個配合比各打2個線外試驗墩(圖1)，線外試驗墩評價結果見表2。

此次外觀試驗墩在實施前制定了指導方案，對材料的選用、配合比的設計、模板和鋼筋的加工安裝、混凝土的拌和、澆筑及養護提供了詳細的指導數據，從實施情況來看，仍然存在以下幾個方面的問題：

表2 混凝土性能及澆筑后外觀總體情況

2)模板的處理、拼接不理想。B5標的混凝土的配合比設計及施工均較好，但在模板加工處理和拼接上卻存在不足，模板接縫掛漿突出，表面銹跡明顯，對混凝土外觀造成了很不利的影響。

3)振搗不到位，施工氣泡明顯、蜂窩麻面。

3 結 論

通過混凝土外觀質量方案的實施，經過原因分析，要提高混凝土的外觀質量，應注重以下幾個方面：

1)做好配合比設計。用水量、水灰比、砂率等參數的選用應合理、外加劑等材料的性能應滿足要求，混凝土的工作性應滿足要求，具體有以下幾點：

(1)良好的流動性。做好流動性混凝土需要從坍落度與擴展度兩個指標進行雙控，以傳統的坍落度的單一性指標來控制混凝土的工作性并不能完全掌握配合比的流動性能。坍落度指標與擴展度指標應分別控制在130～170 mm和>450 mm，并同時滿足。

(2)在有良好的流動性的同時，需要混凝土有良好的粘聚性、保水性和裹覆性，避免在施工中出現離析、泌漿泌水。

(3)選用含氣量小、保坍性良好的外加劑，以避免結構氣泡的產生和保證混凝土的工作穩定性。摻加外加劑的混凝土的含氣量應<3%，1 h坍落度損失應小于20 mm,1 h擴展度損失應小于100 mm。

(4)摻加粉煤灰。在粉煤灰易得的地區，盡量考慮摻加II級及以上粉煤灰，粉煤灰能提高混凝土的和易性、流動性、易密性，同時也能使混凝土的外觀色澤均勻一致。

2)模板的加工、拼裝。

模板的強度與穩定性應滿足要求，體積較大、剛度不足時應采取加固措施，避免模板變形跑模。模板的打磨、除銹應徹底，隔離劑應涂抹均勻。模板的拼接應平順，并加密封條，避免縱橫縫掛漿。

3)混凝土澆筑

混凝土的澆筑應注意分層厚度，每層不得超過50 cm，分層過厚會造成振搗困難，氣泡難以排除。

4)混凝土的養護與脫模

混凝土養護應及時，避免由于養護不及時導致的干縮裂縫，應采取薄膜覆蓋滴水養生，拆模應在混凝土硬化后進行。