當(dāng)?shù)夭牧现苽溲b飾混凝土的應(yīng)用研究

楊青，季龍泉，王成堯，江新理

（山東大元實(shí)業(yè)股份有限公司，山東 濰坊 361000）

隨著現(xiàn)代化建設(shè)的迅速發(fā)展，裝飾混凝土被國(guó)內(nèi)外的不同工程項(xiàng)目所應(yīng)用，廣泛采納于各個(gè)領(lǐng)域，如：巴黎的體育館、馬賽的博物館、荷蘭的 Caland 橋......它們?cè)跐M足混凝土的持久、堅(jiān)固、耐用的同時(shí)，又體現(xiàn)出了裝飾建筑的柔美和藝術(shù)氣息。

1 裝飾混凝土配合比

1.1 試配強(qiáng)度等級(jí)確定

首先查閱了大量資料，研讀國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，使裝飾混凝土能滿足混凝土強(qiáng)度和裝飾性線性、紋理、質(zhì)感的效果。

確定裝飾混凝土主要代替大理石地面磚用于廣場(chǎng)地面、立體雕塑、公園景觀小品等，將強(qiáng)度等級(jí)確定為C60、C70。

1.2 原材料選用

選用能滿足要求的當(dāng)?shù)爻Ｓ貌牧稀?/p>

1.2.1 水泥

水泥選用當(dāng)?shù)?P·O52.5 水泥，性能指標(biāo)見(jiàn)表 1。

表1 水泥性能指標(biāo)

1.2.2 骨料

骨料粒徑是由裝飾混凝土性能及尺寸決定的，裝飾混凝土板材厚度一般在 4～6cm，骨料粒徑太大，容易影響板材性能，易出現(xiàn)裂縫。粒徑 5～10mm 的粗骨料拌合物和易性相對(duì)好，確定用粒徑 5～10mm 的粗骨料試配。

經(jīng)對(duì)當(dāng)?shù)厥規(guī)r和玄武巖材質(zhì)細(xì)骨料對(duì)比，要求潔凈、堅(jiān)硬、不含有雜質(zhì)。5～10mm 的石灰?guī)r粗骨料石粉含量相對(duì)多，強(qiáng)度相對(duì)低，確定用玄武巖質(zhì)粗骨料，性能指標(biāo)見(jiàn)表 2。

表2 玄武巖粗骨料性能指標(biāo)

1.2.3 外加劑

裝飾混凝土除滿足混凝土性能外，更要滿足裝飾外觀的要求，試驗(yàn)研究專門(mén)研制了滿足要求的減水、增強(qiáng)等性能的自制高效復(fù)合聚羧酸外加劑，摻量 1.8%～2.3%。

1.2.4 摻合料

為使裝飾混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)密室，強(qiáng)度、外觀達(dá)到設(shè)計(jì)要求，采用了添加Ⅰ級(jí)粉煤灰、礦粉。

1.2.5 水

自來(lái)水。

1.2.6 顏料

顏料應(yīng)選用不溶于水，與水泥不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，耐堿、著色牢固的礦物顏料。其摻量不應(yīng)降低混凝土的強(qiáng)度，一般不超過(guò)膠凝材料的 6%。

1.3 裝飾混凝土配合比設(shè)計(jì)

根據(jù) JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》方法計(jì)算。

（1）配制強(qiáng)度

C60 配制強(qiáng)度：?cu,o≥1.15?cu,k＝69.0(MPa)。

C70 配制強(qiáng)度：?cu,o≥1.15?cu,k＝80.5(MPa)。

（2）水膠比：0.28～0.34

C60 選取 0.34；C70 選取 0.30；試拌時(shí)增減間隔0.02。

（3）膠凝材料用量：480～560kg/m3

C60 選取 500kg/m3；C70 選取 540kg/m3；粉煤灰摻量 8%，礦粉摻量 14%。

（4）砂率：35%～42%

砂率選取 38%。

（5）外加劑：高效復(fù)合聚羧酸外加劑摻量 1.5%。

C60 和 C70 混凝土理論配合比見(jiàn)表 3。

表3 理論配合比 kg/m3

2 裝飾混凝土配合比試配及性能檢測(cè)

2.1 試配及性能檢測(cè)

根據(jù)以上理論配合比，試拌觀察，拌合物和易性良好，留制標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓試件，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表 4。

表4 配合比試拌拌合物和易性及性能

2.2 配比選定與注意事項(xiàng)

（1）從結(jié)果看，C60 選定水膠比 0.34、膠凝材料500kg/m3的配合比；C70 選定水膠比 0.30、膠凝材料540kg/m3的配合比。

（2）水膠比低、混凝土粘度大，澆筑成型后覆膜保水養(yǎng)護(hù)。

（3）混凝土粘度大，澆筑成型時(shí)要邊澆筑邊振動(dòng)，大尺寸的模具，要從一邊開(kāi)始澆筑。邊振動(dòng)，邊讓混凝土自己流動(dòng)減少試件表面的氣泡，以防影響外觀。

3 裝飾混凝土色彩

裝飾混凝土色彩效果的好與差，著色是關(guān)鍵，這與顏料性質(zhì)、摻量和摻加方法有關(guān)。摻加到混凝土中的顏料，暴露在空氣中要耐久不褪色。彩色混凝土的著色方法有添加無(wú)機(jī)氧化物顏料、添加化學(xué)著色劑及添加干撒著色硬化劑等。我們采用直接在混凝土加入無(wú)機(jī)氧化物顏料，將砂、顏料、粗骨料、膠凝材料充分干拌均勻，然后加水?dāng)嚢璧姆椒ǎ谱髁艘患Ⅲw雕塑。顏料外觀見(jiàn)圖 1，制作的立體雕塑見(jiàn)圖 2。

圖1 顏料堆

圖2 攪拌制作

4 裝飾混凝土成型

裝飾混凝土采用的是表面處理技術(shù)，它在混凝土基層面上進(jìn)行表面著色強(qiáng)化處理，以達(dá)到裝飾混凝土的效果。同時(shí)，對(duì)著色強(qiáng)化處理過(guò)的地面進(jìn)行滲透保護(hù)處理，以達(dá)到潔凈地面與保養(yǎng)地面的要求。因此，裝飾混凝土的構(gòu)造模式為基層（混凝土）、彩色面層（強(qiáng)化料和脫模料）、保護(hù)層（保護(hù)劑）這三個(gè)基本層面構(gòu)造。

采用立軸式試驗(yàn)機(jī)攪拌，通常普通混凝土生產(chǎn)先加砂石攪拌，再加膠凝材料攪拌，最后加水和外加劑，攪拌 30s 就可停止攪拌放料。裝飾混凝土生產(chǎn)，需將細(xì)骨料和 50% 的用水量加入攪拌機(jī)拌合 30s，再加膠凝材料、外加劑拌合 40s，最后加入剩余用水量拌合 50s 放料裝入模具內(nèi)。試驗(yàn)研制的立體雕塑選用白色水泥，拌均勻后加入剩余用水量慢速拌合 50s，排除氣泡，放料裝入模具內(nèi)，把模具放到振動(dòng)臺(tái)，邊振動(dòng)邊裝料，脫模后經(jīng)人工修飾，涂保護(hù)劑。混凝土成型現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)圖 3。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)制做成型圖

5 應(yīng)用效果

經(jīng)試驗(yàn)復(fù)試和現(xiàn)場(chǎng)留制同條件試件，和易性、強(qiáng)度和外觀均滿足要求。結(jié)構(gòu)層采用了同上試驗(yàn)的配合比，顏料選用多種品牌進(jìn)行對(duì)比，選擇了與水泥和外加劑適應(yīng)性好的顏料，面層配合比以基層配比為基準(zhǔn)去除粗骨料，水膠比減小 0.02，內(nèi)摻 6% 的顏料。拆模后的裝飾混凝土外觀顏色均勻美觀，達(dá)到預(yù)期效果。圖 4、圖 5為成品圖。

圖4 地面磚

圖5 景觀小件

6 結(jié)語(yǔ)

（1）用當(dāng)?shù)爻Ｓ貌牧希瑩?1.0%～1.5% 高效復(fù)合性能外加劑，可以配制強(qiáng)度等級(jí) C60、C70 高強(qiáng)混凝土滿足生產(chǎn)需求。

（2）配制的高強(qiáng)混凝土表面平整光潔，顏色均勻一致。

（3）裝飾混凝土生產(chǎn)工藝和成型工藝要求更嚴(yán)格精細(xì)，應(yīng)特別注意。

（4）外加劑內(nèi)復(fù)合消泡劑，成型前慢速攪拌排除氣泡，成型時(shí)邊振動(dòng)邊裝料，裝飾混凝土外觀光滑美觀。