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彩色建筑混凝土施工工艺技术
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彩色建筑混凝土是以建筑或结构的外表面直接暴露为视觉景观,通过采用特殊的、混凝土材料、模板、浇筑及养护等工艺技术,达到特殊的整体建筑美学外观效果,同时具有结构混凝土的各项性能的混凝土是集清水混凝土和彩色混凝土于一身的综合混凝土技术。（参考《建筑中文网》）
1 材料的选择
(1)颜料。颜料包括色调、纯度和亮度。由于本工程中选用了浅色作为外檐建筑混凝土的色彩,不但对颜料本身的技术要求非常严格,而且对混凝土中其他原材和添加剂都提出了更为苛刻的要求。在该工程中,使用了带有颜色、不含氯化钙且具有减水性能的添加剂。它具有提高混凝土强度、控制混凝土凝固时间、提高混凝土工作性能及抗冻融能力的特性。
(2)水泥。实际工程中应根据彩色混凝土的颜色决定选用水泥的品种。该工程一般采用P?042.5以上强度等级的同一厂家、同等强度、同一品种且采用同一批熟料磨制而成的白水泥。
(3)砂、石料。砂子采用水洗河砂,质地坚硬,级配连续,含泥量不应大于15％,泥块含量不大于1％,细度模数应大于2．6％(中砂),杂质要少,颜色要浅色均一。石子在5～19mm连续级配,最大粒径符合要求,颜色均匀洁净,含泥量不应大于1％。
(4)粉煤灰。选用了同一批经过质量检测的I级粉煤灰,而且含碳量低,颜色较白。
(5)火山灰活性矿物掺合料。在该工程设计中,需要使用高火山灰活性的矿物掺和料,选用了KP新型矿物掺和料,其主要性能表现为:①在水泥水化的过程中火山灰活性效应显著;②具有较高的比表面积和片状特征,亲水性好,加入到混凝土中,可大大改善混凝土拌合物的和易性和粘聚性,保持水分,减少泌水,提高混凝土工作性能,使混凝土表面光泽,抹面光滑平整,有利于镜面建筑混凝土的施工效果;③在混凝土中表现出良好的抗收缩和体积稳定性,能降低混凝土的塑性收缩,提高混凝土的体积稳定性;④添加KP的混凝土抗压强度普遍提高,增强效果显著,特别是混凝土的早期强度增加明显,有利于拆模,后期强度稳定增长、不倒缩;⑤大大降低了混凝土中游离碱含量,起到了预防和抑制碱骨料反应的作用,并降低混凝土表面泛碱的可能性。
(6)高效减水剂。高效减水剂对水泥有强烈分散作用,可大大提高混凝土的流动性和坍落度。
(7)引气剂。该工程混凝土设计为抗冻融混凝土,引气剂会给混凝土引入大量均匀的微小气泡,可提高硬化混凝土抗冻融,并可改善混凝土的和易性和耐久性。
(8)纤维。纤维并不是彩色混凝土中必须添加的,在彩色建筑混凝土中添加少量纤维,可以提高彩色建筑混凝土表面的抗冲击性能,延长一些薄弱点的耐久性。
2 混凝土配合比的设计
(1)基本材料。除了砂、石料、水泥和粉煤灰等普通结构混凝土所需的基本材料外,为保证彩色混凝土的工作性和耐久性的要求,基本组成材料中还采用了火山灰活性矿物掺和料、引气剂和纤维。该工程要求配合比实际强度应大于标准值8MPa以上,含气量应在3％～5％。由于对彩色混凝土中所使用的材料都有严格限制碱含量的要求,因此在冬施配合比设计中未使用防冻剂,以免影响彩色建筑混凝土的颜色。
(2)水灰比。设计中规定水灰比不应大于0.4,在彩色建筑混凝土中我们使用了彩色粉和白水泥,这与普通结构混凝土有很大区别。根据现场试配情况来看,其和易性及流动性等指标明显低于同强度等级的普通混凝土。实际工程中不能过多依赖减水剂的作用,还是应通过调整各种材料的比例,反复试配、对比,选用适当水灰比,最终水灰比为0.41。
(3)水泥用量。由于采用了白色硅酸盐水泥,通过反复试配,水泥用量均在350kg/m3左 右 ,KP矿 物 掺 和 料 和 粉 煤 灰 均 确 定 在25kg/m3左右。
(4)砂率。在满足技术要求的前提下宜降低胶结材料用量;粗骨料用量不宜低于1000kg/m3,级配连续均匀 ,细骨料用量不宜低于650kg/m3,同时为满足体积稳定的要求,各等级混凝土的最大砂率不宜超过0.45。
(5)样板墙的试验。在确定了混凝土的配合比后,现场浇筑了数个600cm×600cm×10cm的试块,用以对比在不同配合比下色彩的情况,用此来筛选和确定最终配合比。最终配合比选定之后,在现场附近按照设计1∶1图样支模板,进行了样板墙的浇筑工作。通过几次样板墙浇筑的情况及实际效果,最终确定彩色混凝土的配合比和施工工艺。
3 混凝土施工工艺
(1)模板支设。根据设计要求,分别采用了PVC异型模板、橡胶异型模板、PVC覆膜木模板和纯木模板。脱模剂采用水性脱模剂,易于气泡排除,施工时应涂抹均匀,无漏涂。模板接缝密封严密准确,不得出现缝隙,防止漏浆。模板支撑系统要牢固,避免发生跑模。穿墙螺栓孔周围处理要得当,防止漏浆且便于螺栓拆除。
(2)混凝土搅拌。该工程现场施工时采用的设备包括1台强制式搅拌机,混凝土罐车数辆及混凝土泵1台。将原料按砂、石、白水泥、粉煤灰、KP粉、色粉、纤维等顺序投放,投料计量误差小于1％,均匀搅拌5min,加入配合比中总用水量的80％,在搅拌机搅拌的同时,将另外20％的水与称量好的外加剂同时加入,再搅拌5min,使混凝土搅拌充分、均匀。
(3)混凝土运输与泵送浇筑。混凝土人罐车前,将灰罐清洗干净并将罐体中的存水倒出,防止罐内存水。为保证混凝土的均匀一致,灰罐转速应保持在3～5r/min,并保证在最短的时间到达浇筑点。混凝土输送泵要求专用,每次使用前必须彻底清洗。
(4)混凝土振捣。混凝土竖向布灰应层次合理,每层不宜超过450mm,两层之间混凝土浇筑时间间隔不宜超过30min,振捣棒直径为70mm,最小频率为9000次／min。分层浇筑时,振捣棒插入先前浇筑混凝土层顶面下150mm处,将多余气体与浆体充分带出。浇至最后一层时,应在距浇筑标高350mm处换用50振捣棒,以避免上层出现浮浆。因为彩色混凝土流动性较差,在门洞口处应距洞边不小于300mm处插棒振捣。大洞口(超过1．5m)下部必须在模板上开洞振捣。
(5)拆模。混凝土的拆模时间不少于24小时,混凝土的强度不小于15MPa。拆模时采用机械支撑系统,缓慢脱膜,严禁用锤子敲打,防止产生缺棱掉角。拆模后,对边角易于碰撞部位,采用木质护角加以保护n。
(6)混凝土养护。混凝土拆模后应立即对棱角进行保护并进行浇水养护,同时必须保证水质纯净,从而达到养护的目的。彩色建筑混凝土在满足结构承载力的同时,又具有装饰性的颜色及造型图案,省去了后期的装饰工程,可以缩短工期。与普通外装饰材料相比,彩色建筑混凝土更具外观的持久性及安全性,更经济、更环保,具有推广价值。
参考文献
[1] 龚洛书,等.混凝土实用手册[M].北京:中国建筑出版社,1997,10.
[2] 杨伯科.混凝土实用新技术手册[M].长春:吉林科学技术出版社,1998,12. 来源: 《建筑中文网》.
1 材料的选择
(1)颜料。颜料包括色调、纯度和亮度。由于本工程中选用了浅色作为外檐建筑混凝土的色彩,不但对颜料本身的技术要求非常严格,而且对混凝土中其他原材和添加剂都提出了更为苛刻的要求。在该工程中,使用了带有颜色、不含氯化钙且具有减水性能的添加剂。它具有提高混凝土强度、控制混凝土凝固时间、提高混凝土工作性能及抗冻融能力的特性。
(2)水泥。实际工程中应根据彩色混凝土的颜色决定选用水泥的品种。该工程一般采用P?042.5以上强度等级的同一厂家、同等强度、同一品种且采用同一批熟料磨制而成的白水泥。
(3)砂、石料。砂子采用水洗河砂,质地坚硬,级配连续,含泥量不应大于15％,泥块含量不大于1％,细度模数应大于2．6％(中砂),杂质要少,颜色要浅色均一。石子在5～19mm连续级配,最大粒径符合要求,颜色均匀洁净,含泥量不应大于1％。
(4)粉煤灰。选用了同一批经过质量检测的I级粉煤灰,而且含碳量低,颜色较白。
(5)火山灰活性矿物掺合料。在该工程设计中,需要使用高火山灰活性的矿物掺和料,选用了KP新型矿物掺和料,其主要性能表现为:①在水泥水化的过程中火山灰活性效应显著;②具有较高的比表面积和片状特征,亲水性好,加入到混凝土中,可大大改善混凝土拌合物的和易性和粘聚性,保持水分,减少泌水,提高混凝土工作性能,使混凝土表面光泽,抹面光滑平整,有利于镜面建筑混凝土的施工效果;③在混凝土中表现出良好的抗收缩和体积稳定性,能降低混凝土的塑性收缩,提高混凝土的体积稳定性;④添加KP的混凝土抗压强度普遍提高,增强效果显著,特别是混凝土的早期强度增加明显,有利于拆模,后期强度稳定增长、不倒缩;⑤大大降低了混凝土中游离碱含量,起到了预防和抑制碱骨料反应的作用,并降低混凝土表面泛碱的可能性。
(6)高效减水剂。高效减水剂对水泥有强烈分散作用,可大大提高混凝土的流动性和坍落度。
(7)引气剂。该工程混凝土设计为抗冻融混凝土,引气剂会给混凝土引入大量均匀的微小气泡,可提高硬化混凝土抗冻融,并可改善混凝土的和易性和耐久性。
(8)纤维。纤维并不是彩色混凝土中必须添加的,在彩色建筑混凝土中添加少量纤维,可以提高彩色建筑混凝土表面的抗冲击性能,延长一些薄弱点的耐久性。
2 混凝土配合比的设计
(1)基本材料。除了砂、石料、水泥和粉煤灰等普通结构混凝土所需的基本材料外,为保证彩色混凝土的工作性和耐久性的要求,基本组成材料中还采用了火山灰活性矿物掺和料、引气剂和纤维。该工程要求配合比实际强度应大于标准值8MPa以上,含气量应在3％～5％。由于对彩色混凝土中所使用的材料都有严格限制碱含量的要求,因此在冬施配合比设计中未使用防冻剂,以免影响彩色建筑混凝土的颜色。
(2)水灰比。设计中规定水灰比不应大于0.4,在彩色建筑混凝土中我们使用了彩色粉和白水泥,这与普通结构混凝土有很大区别。根据现场试配情况来看,其和易性及流动性等指标明显低于同强度等级的普通混凝土。实际工程中不能过多依赖减水剂的作用,还是应通过调整各种材料的比例,反复试配、对比,选用适当水灰比,最终水灰比为0.41。
(3)水泥用量。由于采用了白色硅酸盐水泥,通过反复试配,水泥用量均在350kg/m3左 右 ,KP矿 物 掺 和 料 和 粉 煤 灰 均 确 定 在25kg/m3左右。
(4)砂率。在满足技术要求的前提下宜降低胶结材料用量;粗骨料用量不宜低于1000kg/m3,级配连续均匀 ,细骨料用量不宜低于650kg/m3,同时为满足体积稳定的要求,各等级混凝土的最大砂率不宜超过0.45。
(5)样板墙的试验。在确定了混凝土的配合比后,现场浇筑了数个600cm×600cm×10cm的试块,用以对比在不同配合比下色彩的情况,用此来筛选和确定最终配合比。最终配合比选定之后,在现场附近按照设计1∶1图样支模板,进行了样板墙的浇筑工作。通过几次样板墙浇筑的情况及实际效果,最终确定彩色混凝土的配合比和施工工艺。
3 混凝土施工工艺
(1)模板支设。根据设计要求,分别采用了PVC异型模板、橡胶异型模板、PVC覆膜木模板和纯木模板。脱模剂采用水性脱模剂,易于气泡排除,施工时应涂抹均匀,无漏涂。模板接缝密封严密准确,不得出现缝隙,防止漏浆。模板支撑系统要牢固,避免发生跑模。穿墙螺栓孔周围处理要得当,防止漏浆且便于螺栓拆除。
(2)混凝土搅拌。该工程现场施工时采用的设备包括1台强制式搅拌机,混凝土罐车数辆及混凝土泵1台。将原料按砂、石、白水泥、粉煤灰、KP粉、色粉、纤维等顺序投放,投料计量误差小于1％,均匀搅拌5min,加入配合比中总用水量的80％,在搅拌机搅拌的同时,将另外20％的水与称量好的外加剂同时加入,再搅拌5min,使混凝土搅拌充分、均匀。
(3)混凝土运输与泵送浇筑。混凝土人罐车前,将灰罐清洗干净并将罐体中的存水倒出,防止罐内存水。为保证混凝土的均匀一致,灰罐转速应保持在3～5r/min,并保证在最短的时间到达浇筑点。混凝土输送泵要求专用,每次使用前必须彻底清洗。
(4)混凝土振捣。混凝土竖向布灰应层次合理,每层不宜超过450mm,两层之间混凝土浇筑时间间隔不宜超过30min,振捣棒直径为70mm,最小频率为9000次／min。分层浇筑时,振捣棒插入先前浇筑混凝土层顶面下150mm处,将多余气体与浆体充分带出。浇至最后一层时,应在距浇筑标高350mm处换用50振捣棒,以避免上层出现浮浆。因为彩色混凝土流动性较差,在门洞口处应距洞边不小于300mm处插棒振捣。大洞口(超过1．5m)下部必须在模板上开洞振捣。
(5)拆模。混凝土的拆模时间不少于24小时,混凝土的强度不小于15MPa。拆模时采用机械支撑系统,缓慢脱膜,严禁用锤子敲打,防止产生缺棱掉角。拆模后,对边角易于碰撞部位,采用木质护角加以保护n。
(6)混凝土养护。混凝土拆模后应立即对棱角进行保护并进行浇水养护,同时必须保证水质纯净,从而达到养护的目的。彩色建筑混凝土在满足结构承载力的同时,又具有装饰性的颜色及造型图案,省去了后期的装饰工程,可以缩短工期。与普通外装饰材料相比,彩色建筑混凝土更具外观的持久性及安全性,更经济、更环保,具有推广价值。
参考文献
[1] 龚洛书,等.混凝土实用手册[M].北京:中国建筑出版社,1997,10.
[2] 杨伯科.混凝土实用新技术手册[M].长春:吉林科学技术出版社,1998,12. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201011/14461.htm
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