清水混凝土施工技術(shù)在軌道交通建設(shè)中的應(yīng)用

孫海龍

（中鐵十九局集團(tuán)有限公司，北京 101300）

0 引言

清水混凝土施工指的是通過(guò)相關(guān)的施工技術(shù)和方法使混凝土快速成型，成型后的混凝土表面平整、無(wú)明顯的缺陷、線條規(guī)則，可利用其自然質(zhì)感作為工程項(xiàng)目建設(shè)最終的飾面。清水混凝土施工技術(shù)與普通的施工技術(shù)相比具有諸多優(yōu)勢(shì)，即施工成型快，減少了建設(shè)周期，提高混凝土的耐久性，節(jié)約施工成本，降低對(duì)環(huán)境的污染，符合我國(guó)健康可持續(xù)發(fā)展的總體目標(biāo)，發(fā)揮出了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及環(huán)保效益。

1 工程概況

某軌道交通建設(shè)工程項(xiàng)目，總建筑面積15 萬(wàn)平方米，清水混凝土施工面積約50 080 m2，目前該工程項(xiàng)目已經(jīng)成為了我國(guó)北、上、廣地區(qū)最重要的軌道項(xiàng)目，也是我國(guó)首個(gè)采用清水混凝土建設(shè)的軌道交通建設(shè)。

2 工程項(xiàng)目重難點(diǎn)分析

本工程項(xiàng)目開(kāi)始建設(shè)之前，由于沒(méi)有建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，看似簡(jiǎn)單的工程項(xiàng)目卻在混凝土的原材料選擇、模板施工、澆筑以及卸模等流程上都存在著很大的難度。清水混凝土施工技術(shù)不同于普通的混凝土施工技術(shù)，需要通過(guò)后續(xù)裝飾掩蓋外觀存在的缺陷。在本工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，需要解決的重難點(diǎn)問(wèn)題有：原材料的選擇，柱、梁模板的支設(shè)及處理、配合比設(shè)計(jì)、現(xiàn)澆模板的支設(shè)和處理、混凝土配合比設(shè)計(jì)、澆筑方法、養(yǎng)護(hù)、表面處理等。

3 清水混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 原材料的選擇

（1）由于考慮到飾面色差、水泥含堿面大而造成的堿與粗細(xì)集料之間的化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)使用普通的硅鹽酸水泥，因?yàn)槠胀ǖ墓棼}酸水泥中的含堿量較低，不容易與粗細(xì)集料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。另外，原材的選擇還應(yīng)避免色澤發(fā)亮的產(chǎn)品，以提高清水混凝土成品的亮度。

（2）由于外加劑與水泥之間的相容性較好，所以堿水率不得低于20%，這樣可以有效防止?jié)B水和離析現(xiàn)象，提高清水混凝土的質(zhì)量。

（3）本工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中所需要的礦物微細(xì)粉料可以就地取材，以此減少水泥數(shù)量的使用，降低施工成本。其中，礦物微細(xì)粉料應(yīng)當(dāng)使用Ⅰ級(jí)細(xì)粉料，如果使用Ⅱ級(jí)細(xì)粉料應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，待試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到工程項(xiàng)目建設(shè)相關(guān)要求后方可使用。

（4）二氧化硅含量不得小于85%，要求粒徑0.1～0.2 μm、密度2200 kg/m3。

（5）砂石同樣可以就地取材，但需要嚴(yán)格控制砂石中的含泥量，在確保質(zhì)量的同時(shí)，保證工程項(xiàng)目建設(shè)的安全性和穩(wěn)定性。

（6）混凝土拌合所使用的清水應(yīng)使用不含有害物質(zhì)的潔凈水。

3.2 柱、梁模板的支設(shè)及處理

在本工程項(xiàng)目的柱、梁模板的支設(shè)及處理過(guò)程中，對(duì)于其中的預(yù)埋件，應(yīng)先確定其表面的平整性并于四角的位置鉆一定數(shù)量的孔，通過(guò)螺栓將其固定于模板上后，在其結(jié)合面處使用雙面海面膠帶粘合于一起（圖1）。

圖1 預(yù)埋件安裝示意

另外，柱與梁“牛腿”之間的接頭處應(yīng)使用木膠板實(shí)現(xiàn)配板設(shè)計(jì)，并于接口處使用雙面海綿膠帶作密封處理，防止混凝土澆筑過(guò)程中出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。除此之外，還應(yīng)將色拉油作為脫模劑，在混凝土澆筑之前，均勻地涂抹于模板內(nèi)部表面，柱和梁模板之間應(yīng)使用鋼筋作為內(nèi)撐。截面尺寸較小的柱，可以使用槽鋼代替拉螺栓，基礎(chǔ)截面大的柱，應(yīng)使用16 對(duì)拉螺栓，使用PVC 套管將拉螺栓包裹起來(lái)，封堵套管端部，防止漏漿（圖2）。

圖2 柱、梁模板的支設(shè)及處理示意

3.3 混凝土配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化

（1）清水混凝土作為一種特殊的混凝土施工技術(shù)，需要滿足基本的力學(xué)性能要求。其中，每立方米水泥的用量不得小于340 kg，粉煤灰的用量不得小于水泥用量的30%。

（2）本工程項(xiàng)目需要使用的合聚羧酸高性能減水劑，需要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多次試配，并根據(jù)拌和物的實(shí)際情況，最終選定1∶0.36 的水膠比例。

（3）清水混凝土試拌應(yīng)使用3 個(gè)不一樣的配合比，其中一個(gè)為設(shè)計(jì)確定的配合比，另外兩個(gè)為水膠試配后的配合比。

（4）將3 個(gè)不同配合比分別進(jìn)行強(qiáng)度、易性以及耐久性試驗(yàn)，在其滿足力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)整混凝土中的礦物摻和料、外加劑、砂石比例以及脫模劑的種類，提高清水混凝土的施工質(zhì)量，以此達(dá)到國(guó)家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3.4 現(xiàn)澆模板的支設(shè)和處理

（1）對(duì)于現(xiàn)澆模板施工技術(shù)而言，在對(duì)其的支設(shè)和處理應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，在模架立柱頂部應(yīng)當(dāng)根據(jù)已經(jīng)確定的標(biāo)底和標(biāo)高，記錄模板尺寸余量，并作相應(yīng)的找平處理。

（2）在混凝土澆筑之前，應(yīng)當(dāng)將模板內(nèi)的雜物清理干凈，保證模板內(nèi)部干凈整潔。

（3）對(duì)模板進(jìn)行一定的潤(rùn)濕處理，保證模板接觸位置與清水混凝土的濕潤(rùn)程度保持一致。

3.5 混凝土配合比設(shè)計(jì)

（1）混凝土配合設(shè)計(jì)對(duì)于最終成型的混凝土外觀和質(zhì)量具有十分重要的影響。因此在清水混凝土澆筑之前，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制配合比設(shè)計(jì)要求。

（2）本工程項(xiàng)目所使用的骨料的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)符合和滿足相關(guān)的規(guī)范和要求。

（3）進(jìn)行專項(xiàng)混凝土配合比設(shè)計(jì)，合理選定塌落度，從而使得所選擇的清水混凝土材料可以滿足工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量。

3.6 清水混凝土澆筑方法

（1）清水混凝土澆筑方法：在澆筑之前應(yīng)當(dāng)在接搓處通過(guò)鐵鍬入模30 mm。

（2）水平施工縫：在混凝土澆筑之前，應(yīng)當(dāng)使用高壓水槍將其表面作去污處理，并對(duì)其進(jìn)行大于24 h 的潤(rùn)濕處理。對(duì)于垂直施工縫，在支模工作中，應(yīng)當(dāng)在垂直施工縫的位置設(shè)置密眼鋼絲網(wǎng)，在具體的澆筑過(guò)程中，允許少量的砂漿漏出，在混凝土凝固之前，使用壓力水槍沖洗砂漿，使其形成規(guī)整的表面。

（3）在具體的澆筑過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制澆筑的高度，澆筑的高度應(yīng)當(dāng)?shù)陀谇逅炷恋? m。

（4）待清水混凝土完全凝固之后，及時(shí)對(duì)施工縫作錨化處理，并去除施工縫中殘留的浮漿以及其他的雜物。

3.7 清水混凝土養(yǎng)護(hù)

（1）在應(yīng)用過(guò)程中，為了使最終的質(zhì)量滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制拆模的時(shí)間，以此保證已經(jīng)完成的混凝土外部色澤的一致性。

（2）待清水混凝土澆筑完畢之后，還應(yīng)當(dāng)在其表面使用質(zhì)量相當(dāng)?shù)谋∧?duì)其進(jìn)行包裹處理，保證混凝土內(nèi)部的水分不會(huì)蒸發(fā)，使混凝土內(nèi)部的水泥與水化實(shí)現(xiàn)充分的反應(yīng)。

（3）在施工現(xiàn)場(chǎng)溫度較低的情況下，應(yīng)當(dāng)在混凝土的外部包裹適當(dāng)具有保溫性能的材料，實(shí)現(xiàn)混凝土養(yǎng)護(hù)效果。

3.8 清水混凝土表面處理

在拆除混凝土外部的模板之后，還應(yīng)當(dāng)做好以下4 個(gè)方面的工作：

（1）表面作細(xì)致化處理。

（2）及時(shí)擦試外部可見(jiàn)灰塵。

（3）對(duì)于陰陽(yáng)角、接縫等的位置凸起的部分，使用磨光機(jī)進(jìn)行全方位打磨處理，使其表面呈現(xiàn)光澤。

（4）螺栓眼使用相同類型的水泥膠予以封堵。

4 清水混凝土施工技術(shù)效益分析

4.1 社會(huì)效益

使用清水混凝土施工技術(shù)制作而成的混凝土構(gòu)件具有外部美觀、質(zhì)量?jī)?yōu)良等特點(diǎn)，加之施工過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)，可以有效減少后期繁雜的外觀粉飾問(wèn)題，同時(shí)也可以幫助施工企業(yè)樹(shù)立良好的企業(yè)形象，產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

使用清水混凝土施工技術(shù)制作而成的混凝土構(gòu)件，其表面光滑平整，可直接于表面涂刷粉料，減少了粉刷的程序和大量施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4.3 環(huán)保效益

清水混凝土施工技術(shù)可以減少對(duì)水泥、砂石等建筑材料的使用量，還可以減少和降低建筑垃圾、施工降水現(xiàn)象的產(chǎn)生。清水混凝土施工技術(shù)除了具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益之外，還可以產(chǎn)生可觀的環(huán)保效益。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)清水混凝土施工技術(shù)的原材料的選擇，柱、梁模板的支設(shè)及處理、配合比設(shè)計(jì)、現(xiàn)澆模板的支設(shè)和處理、混凝土配合比設(shè)計(jì)、澆筑方法、養(yǎng)護(hù)、表面處理等，進(jìn)行了詳細(xì)的分析，同時(shí)還分析了清水混凝土的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及環(huán)保效益，希望能為同類工程項(xiàng)目的順利開(kāi)展提供參考。