粗細骨料對清水混凝土狀態及成型效果的影響研究

盧杰 李柏生 黃朕宇

摘 要 清水混凝土是混凝土材料中最高級的表達形式，無須裝飾及再加工的一種建筑結構，它顯示的是一種最本質的美感，體現的是“素面朝天”的品位。清水混凝土具有樸實無華、自然沉穩的外觀韻味，與生俱來的厚重與清雅是一些現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生影響，而且可以表達出建筑情感。因此建筑師們認為，這是一種高貴的樸素，看似簡單，其實比金碧輝煌更具藝術效果。然而粗細骨料對清水混凝土的狀態及成型效果有著至關重要的作用，它的影響也是不容忽視的。

關鍵詞 清水混凝土;粗細骨料;狀態及成型效果;影響

隨著社會經濟的發展以及建筑施工技術的進步，清水混凝土憑借自身獨特的魅力越來越受到人們的青睞。清水混凝土也是名副其實的綠色混凝土。

清水混凝土結構不需要裝飾，舍去了涂料、飾面等化工產品，少了大量建筑垃圾，有利于保護環境，清水混凝土的施工，不可能有剔鑿修補的空間，每一道工序都至關重要，迫使施工單位加強施工過程的控制，使結構施工的質量管理工作得到全面提升。正因為它的各種要求及質量的控制，粗細骨料就尤其顯示它的重要作用，也被使用者引起足夠的重視。本文主要針對粗細骨料對清水混凝土的狀態及成型效果的影響進行詳細的研究和探討，并對粗細骨料各種指標要求進行分析，以達到清水混凝土的最佳效果為終極目標。

1工程概況

湖南廣電節目生產基地項目位于長沙市開福區東部，地處長瀏高速、京港澳高速附近，是進入長沙市區的東部門戶地帶，與中心城區唇齒相連;鄰近城市主干道三一大道、高速公路、航空港，交通十分便利，具有優越的地理位置和區位優勢[1]。

項目美術館內大量采用了飾面清水混凝土材料，面積約3800㎡。從B1層開始出現清水混凝土，主要分布在休息廳、樓梯間、走廊、門廳、展廳等部位。清水標準模數1.2m×2.4m，螺栓孔間距基本600mm×600mm。工程室內清水效果如圖1所示。

2粗細骨料的選用

（1）粗骨料：粒徑統一為5～25mm，均為石灰石碎石，壓碎值選取10%～12%之間的范圍。為了滿足清水混凝土的狀態及成型效果，我們試驗針對下列幾種情況進行對比：

1）選取碎石含泥量及石粉含量2%，連續級配，無泥塊含量、無雜質，要求同一產地、同一規格、同一顏色生產的碎石生產的碎石。

2）選取碎石含泥量及石粉含量1%，連續級配，無泥塊含量、無雜物，要求同一產地、同一規格、同一顏色生產的碎石。

3）選取再篩洗碎石，斷級級配，無泥塊含量、無雜質，要求同一產地、同一規格、同一顏色生產的碎石生產的碎石。

（2）細骨料：優選天然河沙，為了滿足清水混凝土的狀態及成型效果，我們試驗針對下列幾種情況進行對比：

1）選取天然河沙細度模數2.4，含泥量小于1.8%，無泥塊含量、無雜質，統一采區的河沙。

2）選取天然河沙細度模數2.6，含泥量小于1.2%，無泥塊含量、無雜質，統一采區的河沙。

3）選取天然河沙細度模數2.8，含泥量小于0.8%，無泥塊含量、無雜質，統一采區的河沙。

3膠凝材料及減水劑的選用

（1）水泥：采用海螺水泥廠普通硅酸鹽水泥，強度等級42.5MPa;標準稠度用水量約26.6%，凝結時間及安定性等各項性能都穩定。

（2）粉煤灰：選用Ⅱ級優質粉煤灰，細度25，需水量比99%。

（3）礦粉：選用華新S95級礦粉，28d活性101%。

（4）減水劑：采用了西卡清水專用外加劑，滿足減水率大于21%，凝結時間差 -90～+120min，2h坍落度經時變化為0mm，且對鋼筋無銹蝕。

4本次清水混凝土的狀態及成型效果的要求

清水混凝土坍落度控制在200±20mm左右，擴展度為540±20mm左右;清水混凝土單盤攪拌時間不少于80s且不大于100s，避免混凝土攪拌的不均勻性。

清水混凝土顏色統一為混凝土原色，無其他顏色要求;

同一視覺空間內，距混凝土面5m處觀察，顏色基本一致，無明顯色差;

氣泡分散，最大直徑不大于8mm，深度不大于2mm，每平方米氣泡面積不大于20cm2[2];混凝土表面無漏漿、流淌及沖刷痕跡，無油跡、墨跡及銹斑，無粉化物;陰、陽角無漏漿，缺棱少角現象[3]。

5清水混凝土配合比的確定

項目初期進行了大量混凝土試配工作，力求尋找出適合于本工程的最優配合比。同時，多次組織考察已完成項目的清水構件、樣板等，明確試驗階段的清水混凝土試塊要求，并確定初始清水混凝土配合比，見表1。

確定清水混凝土的水灰比0.36，及最低水泥用量290Kg/m3和粉煤灰、礦粉的用量。確定砂率43%～45%之間。

6粗細骨料對清水混凝土的狀態及成型效果的試驗階段

根據初始試配合比進行試驗，同時根據試驗結果調整配合比，以滿足本項目的混凝土的工作性能以及清水表觀效果要求。

6.1 清水混凝土原材料選擇

以下試驗除粗細骨料選擇不同，水泥、礦粉、煤灰、減水劑都是使用同一批次、同一型號、同一生產廠家進行試驗。下面我們這次試驗核心就是對粗細骨料的不同進行清水混凝土的狀態及成型效果的對比試驗：

選取①號粗骨料與①細骨料進行試驗：試驗配比，見表2。

配比說明，因①細骨料細度模數為2.4，在初始配比中需要調小2個砂率，粗骨料和細骨料石粉含量和含泥量偏高，因此減水劑摻量也要相應提高。試驗結果。

a.出機狀態 ? ? ? ? ? ?b.擴展度? ? c.坍落度

d.2個小時經時損失 ?? ? ? ? ? e.成型效果

從以上圖中可以看出，使用①號粗骨料與①細骨料配比攪拌出來的清水混凝土，狀態不是很理想，坍落度和擴展度基本滿足要求，因試驗場地和施工現場還是有點的差距。該次混凝土經時損失比較大，故此到達施工現場是滿足不了施工。從成型效果來看也不理想，存在色斑、灰質斑、細小麻點，滿足不了清水混凝土成型效果。

原因：①粗細骨料石粉及含泥含量偏高，影響經時損失及表面美觀效果。②細骨料細度模數偏小，砂率偏大，影響混凝土的用水量。

（2）選取②號粗骨料與②細骨料進行試驗：試驗配比，見表3[4]。

配比說明，因②細骨料細度模數為2.6，使用原初始配比砂率，粗骨料和細骨料石粉含量和含泥量小，減水劑摻量適當相應提高。試驗結果。

a.出機狀態 ? ?b.坍落度? ? ? c.擴展度

d.2個小時經時損失? ? ? ? ?e.成型效果

從以上圖中可以看出，使用②號粗骨料與②細骨料配比攪拌出來的清水混凝土，狀態還是比較理想，坍落度和擴展度基本滿足要求。該次混凝土經時損失也還是偏大，故此到達施工現場是較難滿足施工。從成型效果來看還比較理想，色質均一，表面光澤一致，有小量水泡孔，還沒有完全達到清水混凝土的效果要求。

（3）選取②號粗骨料與②細骨料進行試驗：試驗配比，見表4。

配比說明，因②細骨料細度模數為2.8，在原初始配比減少1個砂率，粗骨料和細骨料石粉含量和含泥量極小，減水劑摻量適當相應降低。試驗結果。

a.出機狀態?? ? ? ? b.坍落度 ? ? ? ?c.擴展度

d.2個小時經時損失? ? ? ? ? ? ? e.成型效果

從以上圖中可以看出，使用③號粗骨料與③細骨料配比攪拌出來的清水混凝土，狀態非常理想，坍落度和擴展度滿足要求。該次混凝土經時損失也能滿足，從成型效果來看也比較理想，色質均一，表面光澤一致，無油跡、墨跡及銹斑，無粉化物;陰、陽角無漏漿，缺棱少角現象，完全滿足清水混凝土的狀態及成型效果要求。故此，選用③號粗骨料與③細骨料配出來的清水混凝土是完全滿足清水混凝土的性能要求及成型效果。

經過大量的粗細骨料的試驗對比工作，如圖5所示，根據試驗效果，結合建設單位對色塊的確認情況，判斷選用③號粗骨料與③細骨料效果較好，從而分別進行兩塊小樣板施工。

試塊拆模后，各方均選用③號粗骨料與③細骨料一組評價最高，一致認為達到本項目清水效果，如圖6所示。隨即確定本項目清水混凝土設計配合比為第3次試驗配合比：即文中（表4）配合比[5]。

7項目實施應用建議

通過試配試驗及樣板工程澆筑，充分證明了控制好粗細骨料的含泥及石粉含量、天然砂的細度模數、級配是對清水混凝土成型效果是很有利的。選擇好粗細骨料還要有良好的施工工藝才能更完美呈現清水混凝土的飾面效果。在實施期間，應對以下方面嚴格控制。

（1）清水混凝土生產前，要提前檢查原材料;保證原材料準備充分，滿足清水要求，混凝土運輸至施工現場后另須進場驗證。

（2）采用導管澆筑，分層落料，每次落料高度不宜超過1m，滿足振搗棒有效半徑，有利于氣泡充分排出。

（3）混凝土振搗要多點振搗，快插慢拔有利于氣泡排出，每個點位不宜超過40s，防止出現離析。

（4）輔助振搗對清水混凝土澆筑過程非常重要，從落料開始到每層振搗完畢，要持續輔助振搗，直至澆筑完畢后10min。

（5）對同一視線內的所有清水構件采取統一的覆膜養護方式，保證養護完畢混凝土顏色基本一致[6]。

8結束語

清水混凝土看似簡單、樸實無華，實際制作卻異常煩瑣、精細，卻對操作工藝的要求特別高。本項目通過大量適配試驗工作以及樣板工程的過程驗證，已找出適合本工程的最優清水混凝土配合比;對本地區清水建筑或構件的發展具有一定的參考意義。該清水試配歷程也充分證明了粗細骨料對清水混凝土的狀態及成型效果有著重要的作用對其產生的具體影響。與此同時，清水混凝土免裝飾性的本質對工程實際造價有利，也更環保。

參考文獻

[1] 孫驚濤，趙優俊.清水混凝土配制與生產質量控制[J].建材與裝飾，2019（31）：63-64.

[2] 徐秀揚.房屋建筑的清水混凝土施工技術分析[J].建材與裝飾，2019（19）：40-41.

[3] 清水混凝土應用技術規程：JGJ 169-2009[S].北京：中國標準出版社，2009.

[4] 佚名.建筑施工手冊（第五版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2012：12.

[5] 程祖華.清水混凝土施工關鍵技術質量控制措施[J].工程建設與設計，2019（4）：219-221.

[6] 高廣文.清水混凝土制備技術及施工質量控制方案[J].四川水泥，2019（10）：24.

作者簡介

盧杰（1983-），男，湖南長沙人;學歷：本科，職稱：工程師，現就職單位：湖南建工混凝土有限公司，研究方向：混凝土生產技術。