清水混凝土，今天我们来更深一层的了解它！|微工路

前言

随着社会的发展，人们的欣赏水平也在逐渐提高，从初始追求豪华靓丽的建筑又回归到返璞归真的时代。清水混凝土建筑因其自然古朴越来越受到一些建筑工程师的青睐。

清水混凝土即一次成型，不做任何装饰的混凝土，其要求混凝土表面光滑、颜色均匀，取消了抹灰层和面层，消除了抹灰工程易空鼓、脱落和开裂的质量通病，减少了施工扬尘和建筑垃圾产生，减少了装修，而且节约了大批人力和设备费用，降低了工程成本，广泛应用于各种工程建筑中。

目前已发展为“镜面混凝土”和“彩色清水混凝土”。然而，清水混凝土在制备过程中易受原材料、配合比、施工工艺、模板等众多因素的影响，极易出现各种各样的表面缺陷，如表面气泡、色差、蜂窝麻面、黑斑、表面泌水、表面裂纹等。

现在部分工程结构复杂，如配筋稠密且复杂；有的则是特种薄壁结构、异形高细结构等，不易振捣，施工非常困难。

这些工程会要求大流动性混凝土，甚至达到自密实，即具有良好的流动性、填充性和抗离析性，施工时无需振捣或少振捣，自流平和自由充满模板的所有空间。

其拌合物性能：坍落扩展度指标一般为550～850mm；T500和V型漏斗指标应控制小于25s；在间隙通过性的表征方面，欧洲、日本和中国分别使用L型箱、U型箱和J环测试，其控制指标分别为≥0.8、≥300mm和25＜PA1≤50mm/0＜PA2≤25mm。

自密实清水混凝土要求兼具自密实和清水的优点，但实际应用中充满矛盾和问题。显然自密实不利于清水，如自密实混凝土因要求大流动性，因而胶凝材料用量大（450～550kg/m3），同时较高的含气量（2.5%～4.5%）会降低剪切力，增加流动速度；

为了防止离析泌水，又要求浆体黏度大，砂率高（47%～55%），但这易使气泡富集在混凝土表面难以排出，这与清水混凝土要求表面无孔洞形成矛盾；而清水混凝土则希望设计坍落度不宜过大，应控制在180～230mm之间，砂率较低，宜控制在35%～42%，控制浆体含量0.32～0.35和含气量2%～3%或小于2%，才有利于清水混凝土的表观质量。

清水混凝土还应通过振捣使混凝土提高填充性和排除混凝土中的气泡，降低表面气孔含量，而自密实混凝土采取振捣方式排除气泡将增加其离析泌水的可能。

本文综述了清水混凝土各种表面缺陷出现的机理和影响因素，分析了现有工程的各种清水混凝土或自密实混凝土的应用技术和制备理论，提出制备自密实清水混凝土的合理建议，从而促进清水混凝土的应用和发展。

清水混凝土表面缺陷形成机理

清水混凝土各种缺陷如图1所示。

气泡：混凝土中气泡一般是由材料本身和机械作用引入的。引入气体的材料主要是外加剂和粉煤灰，大部分外加剂都具有引气作用，而粉煤灰引气主要是因为NOX遇到碱性环境生成氨气（NH3）。

Powers描述了气泡在混凝土中由于机械作用形成的两个过程：①气泡形成，空气在涡流作用下被包裹住；②气泡稳定，搅拌过程会导致空气的引入，细骨料形成三维空间薄膜。

这些浆液中气泡的液膜黏附有大量水化和未水化的粉料颗粒，使气泡的液膜转变成液固复合膜，表面张力变大，故气泡能够稳定存在。混凝土表面气泡的形成主要是混凝土中的气泡无法顺利排出并聚集在模板边缘的结果。

色差：水泥浆的颜色决定了混凝土表面的基本颜色，水泥浆体的颜色受到细骨料、水泥品种、掺合料及其掺量影响；而粗骨料的基岩颜色只能通过水泥水化后的毛细孔透出，对混凝土表面颜色影响不大。

同时，混凝土各组分的不均匀性也会造成色差，尤其是混凝土的离析、泌水和漏浆。最后，脱模剂涂刷不均匀和养护不稳定均会造成混凝土表面色差。

蜂窝麻面：蜂窝为结构表面呈现蜂窝状的窟窿；麻面为结构表面密布小凹坑。混凝土表面的蜂窝麻面主要为气泡和水泡导致的，气泡为混凝土中没有及时排出的气体所形成；水泡为水泥颗粒凝絮作用所包裹的水，在后期蒸发后的水囊空腔所形成的。

造成气泡和水泡的因素主要有混凝土配合比不当、混凝土拌合不均匀、引气剂质量欠佳、模板问题和混凝土浇筑不当等。

黑斑：清水混凝土表面形成的黑斑通常有两种原因：浮黑粉煤灰由于泌水上浮、混凝土表面和模板的外部污染均会造成黑斑。

Doris等研究了混凝土黑斑产生的原因，认为表面析出高的Ca(OH)2后，易被碳化成CaCO3，使混凝土表面更密实，更易于产生毛细孔凝聚现象，因此颜色更深；而从环境的角度来看，高湿（>85%）和低温导致毛细孔的凝聚，均易于出现黑斑现象。

水纹或水线：水纹或水线多数是由于采用流水养护不均匀造成的，如采用喷淋，因喷淋不均匀，流水线路就有可能形成一条条水线或水纹。

表面裂纹：清水混凝土的表面裂纹主要是由于配合比不当，如砂石泥含量过高、用水量过大、水泥用量过多、混凝土不密实等引起的温度收缩、干燥收缩、湿差收缩和晶体转变导致的膨胀等原因造成的。

其次是混凝土的养护工艺问题，预养护不好或时间太短、升降温速率太大、脱模强度不够、拆模时温差太大等。

2混凝土清水性能的影响因素与控制技术

目前，清水混凝土表面性能主要受原材料、配合比、施工工艺和模板四方面的影响，下面就每种因素清水混凝土表面性能的影响机理进行综述性分析。

2.1原材料的影响

清水混凝土表面的颜色均一性很大程度受原材料颜色的影响。为了保持清水混凝土色泽的一致，原材料质量和外观颜色应尽量均匀统一，除了颜色控制，粗细骨料都应严格控制含泥量和泥块含量，杂质含量过多会影响混凝土表面的色泽。

粗骨料针片状颗粒不应超过5％，因为针片状过多将导致混凝土孔隙率上升，易形成气泡，增大了混凝土表面各种缺陷产生的可能性；其次要保证外加剂性能的稳定性。

2.2配合比的影响

清水混凝土的配合比除了要满足强度和耐久性的要求，最重要的就是其对表面性能的影响。配合比参数包括用水量、水胶比、胶凝材料用量和砂率。

应尽量避免用水量过多造成泌水、浮浆和离析，避免导致色差和水纹水线等表面缺陷；胶凝材料用量不能太大，否则将导致振捣后浮浆过厚、水化热和温升过大而开裂。

砂率应适当，砂率低了易造成表面泌水和花斑纹；砂率高了易产生毛细裂缝。对于一定配合比的清水混凝土，通过控制其黏度，保证新拌状态时的流动性及包裹性，可使混凝土表面呈现出色泽均匀、美观的镜面效果。

2.3施工工艺的影响

清水混凝土的施工工艺包括搅拌、浇筑、振捣和养护。搅拌时间不足，可能导致色差、开裂；若搅拌时间过长，会使得混凝土含气量增加，甚至造成混凝土离析。

在实际工程中为了加快施工速度，浇筑厚度往往偏高，导致混凝土中的气泡很难排出，使混凝土表面出现孔洞和麻面。振捣有利于排出气泡和消除蜂窝麻面，但应严格控制操作时间，过振易导致离析泌水和浮浆的产生，从而形成色差和黑斑等表面缺陷。

清水混凝土的拆模养护时间一般不得低于48h，为了防止表面污染，应在拆模后对表面覆盖薄膜进行保护，如养护不当，表面极容易因失水而出现微裂缝；而采用流水养护易形成水纹或水线，影响外观质量。

清水混凝土在浇筑前必须检查其坍落度、保水性、黏聚性和可泵性，不符合要求时，不得施工；现场对流动性不够的拌合料可采用二次添加减水剂的措施调整混凝土坍落度，加入后必须搅拌均匀。

清水混凝土最终的装饰效果，60%取决于混凝土浇筑的质量，40%取决于后期的透明保护喷涂施工，因此，必须控制好清水混凝土的浇筑施工。

混凝土浇筑时下料高度应控制在2m以内，混凝土每一层浇筑厚度不得超过50cm，上一层振捣应确保振捣棒插入下一层不小于5～10cm，振捣时间以混凝土翻浆不再下沉和表面无气泡泛起为止，一般为15s左右。

振动棒应采用“快插慢拔”、均匀布点，并使振动棒在振捣过程中上下略有抽动，使混凝土振动均匀。

2.4模板工程的影响

模板工程是影响混凝土清水性能的关键技术之一。清水混凝土模板必须克服普通混凝土模板最常见的接缝或出筋处漏浆、棱角处易开裂以及线条不顺畅等原因导致的混凝土表观缺陷。

模板应具有一定的刚度、硬度、光洁度和耐腐蚀性，并具有一定的吸水性，脱模后不黏膜、不起皮，这样形成的混凝土才有镜面效果。其次模板制作应严格按照混凝土构件尺寸，尤其在模板接缝处，应接触严密，否则可能出现挂浆、漏浆造成表面缺陷。

脱模剂的品种与性能对清水混凝土表面性能影响很大，应用无色、均质的液体脱模剂，且对模板无腐蚀，脱模时不黏附浆体。施工前必须将模板清洗干净并晾干。

涂刷必须均匀适量，不得有流体状，涂刷完后做好保护，以防污染。对于易于漏浆的接缝和螺栓处，应粘贴海绵条或加塑料堵头。

总体而言，实现混凝土清水技术只有做到原材料、拌合物性能、混凝土浇筑施工控制水平和模板工程的环环相扣，质量严格把控，才能保证混凝土表面质量，从而达到清水混凝土的标准。

（本文来自砼话）

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