清水混凝土配制技术探讨.doc

清水混凝土配制技术探讨摘要： 所谓清水混凝土，是指采用现浇工艺一次成型，且在拆除模板后不再作任何外部修饰，以混凝土自然色作为饰面的混凝土。我们根据多年的经验和标准规范的要求，首先从原材料的选择上认真考察，严格要求，保证使用合格的、性能好的原材料，使混凝土达到清水混凝土的标准，并且做到成本上的最大节约。关键词：清水 混凝土 消除 气泡 成本 节约一、工程概况四川福溪电厂2X600MW级燃煤机组新建工程位于四川省宜宾市高县月江镇，该工程主要部位混凝土均要求达到清水混凝土标准。作为本工程的主要检测部门，我们天津诚顺达建筑材料检测有限公司自从进入现场，就开始进行清水混凝土的试配工作。在这一阶段的工作中，有失败，更有收获，在清水混凝土试配、生产和施工等环节上有了一定的经验，在此进行总结与大家探讨。 所谓清水混凝土，是指采用现浇工艺一次成型，且在拆除模板后不再作任何外部修饰，以混凝土自然色作为饰面的混凝土。清水混凝土要求其表面必须平整光滑，棱角分明、色泽均匀、无碰损和污染，距离墙面5m肉眼看不到明显色差；表面混凝土的气泡的数量和大小，要求尽量少、小，且应分布均匀，气泡直径不得大于3mm，深度不得大于2mm，每平方米气泡面积应小于3.010-4m2。针对清水混凝土的这些特点，我们根据多年的经验和标准规范的要求，首先从原材料的选择上认真考查，严格要求，保证使用合格的、性能好的原材料，并且做到成本上的最大节约。1. 采用四川双马宜宾水泥制造有限公司生产的拉法基牌P.O42.5普通硅酸盐水泥，该水泥厂是中法合资企业，悠久的历史和强大的生产能力保证了水泥的连续供应。该水泥标准稠度用水量为26.0%左右，3天抗压强度可达到26MPa左右，28天抗压强度可达到47MPa左右，凝结时间及安定性等各项性能都很稳定。既能满足混凝土早期强度需要，又能保证28天强度达到试配要求，而且使混凝土的用水量不超标，从而降低了外加剂的掺量，节约了成本。我们将第一批水泥进行封样，以后的每一批水泥进场后都要和它作颜色的对比，发现异常马上想办法解决，保证混凝土的颜色一致。2采用天津山海工贸的SH-T聚羧酸高效减水剂，这种聚羧酸系高效减水剂掺量低，减水率高，与水泥相容性好，可增加混凝土的和易性，能很好地满足清水混凝土的施工需要。3. 掺加粉煤灰，用粉煤灰取代部分水泥，既起到了节约水泥的作用，又使混凝土的流动性得以改善，后期强度有了保证。4. 采用宜宾地区的细度模数2.3-3.0的天然江砂，采用宜宾地区的5-25mm 碎石，砂子及石子的各项指标严格控制在标准要求范围内。5. 采用江苏产福祥牌优质清水建筑镀膜模板，厚度为15cm，地下工程为国产镀膜，地上工程为进口镀膜。这种模板严格按照国家标准生产，具有耐高温、耐磨损、耐酸碱、耐水泡、耐腐蚀等特点。二、发现问题原材料定好以后，我们开始进行各个强度等级混凝土的试配工作。在试配过程中，我们发现新拌混凝土的和易性比较好，无泌水、离析、明显的气泡。但是主厂房基础第一方混凝土（强度等级为C35）浇筑拆模后，我们发现混凝土表面存在着不少大小不一的蜂窝、气孔，严重影响表面工艺，更是达不到清水混凝土的要求，而且刚拆模后的气孔稍微少点，但是过一小时左右，小气孔又会增加一部分。面对如此敏感的问题，我们立即对产生气孔的原因进行试验分析。三、问题分析我们首先对宜宾电厂的各兄弟单位的施工情况进行了解，又对宜宾地区其它工程的混凝土进行调查，发现都存在着气孔多不能消除的问题。而且据宜宾地区商混站反映，混凝土气孔在宜宾周围各地区混凝土中已经习以为常，是一个不需要解决的问题。针对以上现实情况，我们首先想到，在混凝土振捣后，表面有一层类似肥皂泡的物质，总是覆盖在上面。这个地区的原材料里应该有一种阻碍气泡排出混凝土的物质，必须要寻找一种化解这种物质的消泡剂才能从根本上解决这一问题。我们对混凝土中使用的砂子、石子、粉煤灰、水泥、外加剂的成分进行了分析，得到如下结论：1该地区的砂子全部为江砂，虽然含泥量和泥块含量并未超标，但经过加水搅拌，发现有一层油性悬浮物总是浮在表面，没有透气性。观察浇筑的混凝土后也发现了这样的物质，它就像一层屏障阻碍了气泡的顺利排出。2发现水泥厂为了增大水泥细度，提高水泥早期强度，又考虑节约电能，往往在磨粉时加人一些助磨剂，例如木钙、三乙醇胺、丙二醇等物质，由于其中一些助磨剂有引气性，而且引入的气泡不均匀且偏大，也会使混凝土结构表面产生蜂窝、气孔。3粉煤灰和石子经过水搅拌后也会在表面浮出一层少量的相同物质。4对所有固体原材料与水的混合物进行PH值检验后发现，只有水泥是强碱性物质，PH值达到13左右，而其它几种材料呈现出弱酸或强酸性，外加剂PH值为6-8，处于中性左右。这几种物质在混凝土里互相搅拌后应该会产生酸碱反映，所以虽然在振捣完后已经发现没有气泡出来了，但是酸碱反应过程并未结束，如果继续反应，表面不再振捣了，势必使气泡排到结构侧面，在模板与混凝土之间形成气孔、蜂窝、针眼等缺陷。四、解决方案以上问题分析清楚之后，我们还是先从原材料进货上进行改进。 我们派人去砂场进行考察，要求每个砂供货商在材料进货之前必须对砂清洗2-3遍，以洗去砂里含有的油性物质（由于这种物质与水混合后漂浮在表面，所以很容易洗去），没有洗过的砂一律不准使用。通过洗砂，现场施工振捣中可以很明显地观察气泡是否排出，气泡排的比较顺利了，基础混凝土拆模后的气孔、砂眼等缺陷明显减少。而且通过洗砂，也洗去了砂里的泥和泥块，混凝土的用水量比原来减少了30-40 kg/m3,C35基础混凝土的水泥(450元/t)用量由原来的 315kg/m3降到现在的264kg/m3，粉煤灰（210元/t）比原来降低5kg/m3，外加剂(6200元/t)用量由4kg/m3降到3.6kg/m3，每方C35混凝土价格比原来节约了25元左右，除去洗砂的费用，至少也要节约20元/m3。C50混凝土的水泥用量由前期试配时的450kg/m3降低到使用时的414kg/m3，粉煤灰也降低了4kg/m3，外加剂更是由5.5kg/m3降到4.14kg/m3，每方C50混凝土价格比使用未洗的砂子节约了25元左右，除去洗砂的费用，也至少要节约20元/m3。强度等级及方量 (万方)洗砂前材料用量 （kg/cm3）洗砂前材料用量 （kg/cm3）洗砂后节约成本（元）合计（元）水泥粉煤灰外加剂水泥粉煤灰外加剂水泥粉煤灰外加剂C50(2)450505.5414464.1432400018800168640511440C40(2.5)385424.27375423.96112500048050160550C35(1.5)315854.0264803.63442501762537200399075C30(1.5)280703.85264663.31080001410051150173250C25(0.5)240803.04220882.7745000-9400837043970各种原材料节约成本总量933750411253134101288285我们又联系水泥厂和粉煤灰供货商，要求其改进生产工艺，但厂家并没有同意，供货商也无可奈何。所以我们又先后使用重龙山普通水泥、地维普通水泥、拉法基矿渣水泥、拉法基中热水泥进行水泥净浆气泡反映试验和混凝土小样板外表工艺试验，通过试验总结出以下规律：1.无论哪种水泥，单独搅拌成净浆后均会产生气泡，密密麻麻的气泡不断出现，无法排除，再多加一部分水后气泡可以排除一部分,但还是很多，所以根据当地水泥的现状，如果更换水泥不会对气泡的减少起到促进作用。可喜的是只要在净浆里加上推荐掺量的减水剂后，气泡就会明显减小或马上消失。但是不同掺量的外加剂对气泡排除的效果也不同，浆体越粘，越不容易排除气泡。我们用天津山海工贸的SH-T高效减水剂与另外两种减水剂作比较，发现SH-T高效减水剂排除气泡的能力是最好的，说明我们选择它是正确的。2.粉煤灰取代水泥量不同，产生的效果也不同。当粉煤灰取代水泥量10%左右时，浆体的粘度减小到最低，产生的气泡很容易破裂；随着粉煤灰掺量的增加，浆体的粘度不断增加，产生的气泡就越不容易破裂。而且单独使用水泥而不掺加粉煤灰时，浆体粘度还是比较大，气泡还是比较多，所以在零米以上结构混凝土中应当掺加10%左右的粉煤灰，才能达到表面工艺的美观，既减少了气孔，又可以保证亮度。质量较差的粉煤灰不能大量取代水泥，否则会产生更多气孔，而且会减少表面的亮度。而优质粉煤灰对水泥的取代率可以稍微大一点。外加剂掺量粉煤灰掺量净流动度(mm)气泡现象0.9%15%(级)260气泡较少，稍粘，不好破0.95%20%(级)230气泡较多，且粘，不好破0.85%10%(级)290气泡较少，粘度降低，容易破0.8%20%(级)270气泡较少，稍粘，容易破0.75%15%(级)260气泡较少，粘度降低，容易破3.用需水量比小的粉煤灰可以减少用水量，从而降低外加剂的掺量，使浆体粘度降低，产生的气泡也容易破裂。 纯水泥净浆产生气泡 加减水剂净浆气泡不明显 4.通过以上试验之后，我们用新拌混凝土作了不同的样板，对以上规律进行了验证。当不用粉煤灰，只用水泥和外加剂时气孔仍然存在；当不用外加剂， 气孔较多的小样板只用粉煤灰和水泥时气孔更多；当只用水泥时，气孔现象没有改善。但我们发现，粉煤灰掺量不同，外加剂掺量不同，砂率不同时，混凝土的粘度会不同，而粘度小的混凝土成型后的气孔就更少。为了使现场混凝土达到清水混凝土的效果，并且达到节约成本的目的，我们还是决定继续采用粉煤灰加水泥的方式配制混凝土，并且为了迅速消除气泡，我们向厂家咨询，向正在使用的外加剂里加入了厂家推荐的消泡剂。以下是各配合比的试配情况：序号砂率粉煤灰掺量水泥砂石水粉煤灰（级）外加剂粘度气孔140%15%3917301095165694.37较粘较多241%10%4147481077165464.37较粘稍多340%10%4147301095165464.37不太粘少440%13%4007301095165604.37不太粘较少540%20%3687301095165924.37粘度大多640%15%3917301095卵石165694.37较粘较多从上表可以看出，新拌混凝土的砂率增大或粉煤灰掺量增加都会使混凝土粘度增加，使气泡难以排除。当使用卵石时，消除气泡的效果也不明显，所以根据当地情况不必使用价格更高的卵石。同时，在试验过程中发现，当外加剂掺量增加的话，也会增加混凝土的粘度，所以我们可以使用需水量比低的级粉煤灰，外加剂掺量可以由现在的0.95%降到0.8%，而且好的粉煤灰还可以对混凝土的耐久性起到很好的增强作用，也可以更好地改善混凝土的和易性。混凝土的坍落度应该在不离析、不泌水、易于泵送、便于振捣的条件下尽量小一点，一般泵送混凝土控制在120 mm -140 mm之间比较好。砂率应该在保证易于泵送的情况下越小越好，以利于气泡的排除。我们采用试配得到的结果，将3号配合比用于主厂房C50基础柱的施工，严格控制浇筑过程中混凝土的坍落度，使其和易性保持最佳状态。要求施工人员不漏振、不过振，取得了很好的效果。基础柱外观平整光滑、色泽均匀，气泡直径、深度和面积都在规定范围内，达到了清水混凝土的标准。通过C50混凝土的施工，我们总结了一定的经验，C40混凝土仍然采用C50的配制规律，浇筑后的混凝土结构同样达到清水混凝土的标准。 福溪电厂锅炉基础柱五、结束语清水混凝土的使用已经在福溪电厂取得了初步的成绩，主厂房出零米后，上部结构框架梁柱对清水混凝土的要求将更加严格。我们必须从以下几方面采取措施，保证所有框架梁柱混凝土都能达到清水混凝土的标准：1 坚持砂子清洗后进场，严格控制颗粒级配在中砂范围内，这是控制气泡产生的基本环节，也是节约成本的重要途径；2 定期抽检粉煤灰质量，按照其需水量随时调整外加剂用量，防止灰浆过粘，使气泡容易排出，不浪费外加剂；3 随时对外加剂与水泥的适应性进行检测，严格控制外加剂掺量；4 对清水混凝土浇筑过程中的坍落度、和易性进行严格控制，保证好的质量水平始终如一。福溪电厂主厂房基础柱5 选择质量好的模板，保证混凝土结构表面无由于模板原因产生的缺陷，并且提高混凝土表面亮度6季节发生变化时，要重新进行混凝土的试配，调整各种材料的比例，选择添加适宜的消泡剂。尤其春秋季节是气泡产生最频繁的时期，更应该在施工前多做一些样板选择出最佳配方。7现