工程中如何實現清水混凝土外觀顏色的一致性

王一波

（杭州市城東新城建設投資有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

線形直順、色澤一致是清水混凝土外觀的基本要求。目前，通過模板工程基本可實現混凝土構件具有較高的尺寸精度，但實現混凝土外觀顏色一致性仍是一個難題。國內大多工程項目在探索過程中盲目性較大，缺乏系統的事前控制措施與方法。

高品質建筑一定是精湛工藝技術的產物。從施工角度出發，模板選用、混凝土控制、施工工藝及細部處理是實現清水混凝土外觀顏色均勻的四大要素，缺一不可。結合多個清水混凝土工程實踐經驗，系統總結以上4個要素中的技術要點，并提出有針對性的預先控制措施。

1 外觀顏色差異

排除脫模劑轉移、環境污染等外在因素影響，平直的清水混凝土構件表面外觀顏色差異主要體現在以下2個部位。

1）與模板面接觸的混凝土表面易有黑斑、黑色順筋條紋等缺陷。

2）模板接縫、施工縫、螺桿洞、線盒邊緣等間隙處，易有黑色線條、熊貓眼等缺陷。

其中，與模板面接觸的混凝土表面顏色差異受模板表面粗糙度、混凝土和易性及施工工藝影響；而間隙處的顏色差異取決于細部處理的精細程度。

2 模板選用

一般清水混凝土的固有色為灰色，只有亮（明）度一種量度，其差異取決于反射光進入人眼的總量大小[1]。從側面觀察時，若自然光經混凝土表面反射進入人眼的漫反射光量基本相同，則混凝土的外觀顏色基本一致。

表面粗糙度是指物體表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度。干燥條件下，混凝土表面粗糙度基本決定了混凝土表面對光的反射方式和分散能力。張穎茹等[2]研究表明：物體表面粗糙度越小，物體表面鏡面反射的現象越明顯；反之則主要呈現出一定的漫反射特征。可見混凝土表面的粗糙度基本決定了混凝土顏色的深淺，粗糙度的均勻性決定混凝土外觀顏色的一致性。工程實踐證明：粗糙度較大的模板制作的混凝土構件顏色較淺，粗糙度較小的鏡面模板制作的混凝土構件顏色較深。

大多清水混凝土工程采用木模板。混凝土水化初期，由于模板吸水率的影響，混凝土構件表面與內部會形成濕度梯度，引起混凝土孔溶液向表面遷移，形成黑色斑點[3]。

綜上所述，應選用表面粗糙度均勻、吸水率較低的模板，同時為滿足構件尺寸的精度，應兼顧模板厚度和日照下的防變形能力。

3 混凝土控制

清水混凝土配制應以“實現混凝土拌合物經泵送、澆筑、振搗等工序后，仍能具有較高的相對均勻性”為目標。原材料選擇和配合比設計均圍繞實現目標強度和目標和易性展開，需實現新拌混凝土流動性、黏聚性、保水性三者的協調統一，也需與施工工藝相匹配。

3.1 原材料選擇

1）膠凝材料較大程度決定了混凝土的固有色。一般建議采用純水泥配制清水混凝土，當礦物摻和料的供應品質較穩定時，也可輔助采用礦物摻和料實現目標和易性，其中粉煤灰的顏色應與水泥顏色相近。

2）粗骨料宜選用5～20mm連續級配碎石，空隙率不宜超過40%；細骨料宜選用細度模數為2.3～2.6的中粗砂，也可經粗、細砂復配獲得，但應兼顧中、細砂顆粒的比例不宜偏少，其對混凝土黏聚性的控制有較大影響。

3）外加劑在協調配合比各參數以實現目標和易性起重要作用，需在與水泥有良好適應性的前提下，著重解決混凝土泌水、保持漿體適宜黏度等問題。

3.2 和易性控制

1）較高的流動性是實現混凝土各組分相對均勻的主要性能。若流動性偏小，極易在豎向構件表面出現較多數量的坑點。

2）良好的黏聚性是維持混凝土各組分相對均勻的主要性能。需結合骨料粒徑、擬采用的振搗方式進行調整，應確保拌合物的邊緣具有明顯的坡角，如圖1所示。

3）優質的保水性是清水混凝土制備的關鍵性能，以保證水分在混凝土內部分布的均勻性。較多泌水會引起砂線、水波紋等質量缺陷；少量泌水是導致黑色條紋的重要影響因素。

建議清水混凝土拌合物的和易性控制如表1所示。另外，需要重點關注的是，混凝土單方用水量不宜過低。

4 施工工藝

1）豎向結構與水平結構應分開澆筑。

圖1 混凝土邊緣坡角

表1 清水混凝土拌合物和易性控制參考

2）混凝土澆筑時需定點設置卸料口，并將卸料導管伸至構件底部以上30～50cm，分層澆筑，邊澆筑邊上拔導管。一方面降低澆筑高度對混凝土的影響；另一方面避免混凝土漿體在卸料時散落在側模之上，因凝結時差導致花斑。

3）振搗棒需提前置于構件底部，待每層混凝土靜止后啟動振搗棒，緩慢上拔，振動時間應結合混凝土黏聚性確定，不宜過長。當構件較長時，可按1.0～1.2m的間距布置振搗棒，澆筑過程中同步提升。同時，應避免振搗棒觸碰鋼筋的現象，以減少黑色順筋條紋的出現。

4）拆模時間是影響混凝土外觀顏色深淺的關鍵因素。清水混凝土構件的拆模時間宜早不宜遲，隨著拆模時間延長，其外觀顏色有變深的趨勢，表面黑斑數量有增長的趨勢。一般建議拆模時間控制在：夏季24～30h；冬季48～60h，并結合氣溫變化進行調整。

5）拆模后不宜進行濕養護。濕養護會促進混凝土中的孔溶液向表面遷移、集聚、結晶，增加黑斑數量。

5 細部處理

有間隙處的變色現象與混凝土在該處失水有關，緩慢的持續失水使向該處遷移的孔溶液相比要多，形成孔隙結構封閉的致密結構，呈現黑色。細部處理主要體現在以下方面，如圖2所示。

1）采用雙層模板，內外模板錯縫處理，錯縫間距≥300mm。

圖2 間隙處細部處理

2）模板側邊需高精度切割，并涂刷防水劑，避免模板側邊吸水。

3）相鄰模板連接處粘貼超薄彈性橡膠條并夾緊。

4）明縫條在模板上固定后，接縫處涂玻璃膠密封，與混凝土接觸面涂刷防水劑。

5）采用三節式或五節式螺桿，堵頭處增設1.5mm厚橡膠墊片。

6）線盒提前固定在模板上，在與模板交接接縫處涂玻璃膠密封。

6 結語

經過多個清水混凝土工程的不斷摸索，總結相關經驗，從4方面系統地提出實現清水混凝土外觀顏色一致的技術要點。正確的混凝土控制和模板選用是實現的前提，合理的現場施工工藝是實現的關鍵，精細的細部處理是實現的保障，四者相輔相成。本研究成果已在多個清水混凝土工程中得到成功應用，并取得非常好的工程效果。