清水混凝土表观质量的影响因素研究

陈裕佳，徐仁崇，杨善顺，连亚明

（厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司，厦门天润锦龙建材有限公司，福建 厦门 361000）

0 前言

清水混凝土是指以混凝土原浇筑表面或以透明保护剂做保护性处理的混凝土表面作为外表面，通过混凝土的本色和自身质感以及精心设计施工的外观质量来实现美观效果的现浇混凝土工程[1]。因此清水混凝土不同于普通混凝土，它具有绿色混凝土与高性能混凝土的特点，其表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明、无碰损和污染，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得天然、庄重[2]。

清水混凝土是从 1835 年约翰·巴斯雷—怀特的第一座纯混凝土房屋在肯特的斯旺桑贝建成开始的。到了20 世纪 60 年代，越来越多的清水混凝土出现在欧洲、北美州等发达国家[3-4]。进入 21 世纪后，清水混凝土建筑带着一种工业化、自动化、现代化和机器人时代的色彩，其自身的朴素质感，加上光与影的巧妙运用，清冷而暖意融融，坚硬而柔情似水[5]。自 20 世纪末以来，在我国得到了长足发展，上海、南京、成都、武汉、郑州等各大城市相续建成了标志性的清水混凝土工程[6]。尽管清水混凝土的发展历史悠久，但是技术尚未完全成熟，仍然有许多技术难题有待解决，本文将从掺合料、模具和脱模剂的角度进行试验分析与探讨。

1 试验

1.1 原材料1.1.1 水泥

试验所用水泥为福建红狮水泥厂生产的 P·O42.5 级散装水泥，其技术指标见表 1。

表 1 试验所用水泥的性能指标

1.1.2 减水剂

试验所用减水剂为来自科之杰的聚羧酸减水剂，其性能指标见表 2。

表 2 试验所用减水剂性能

1.1.3 其他

试验所用其他原材料均来自公司搅拌站的生产用料，粉煤灰为 F 类Ⅱ级粉煤灰，矿粉等级为 S95，砂的细度模数为 2.6，石子是粒径为 5～20mm 的反击破石子。所用水为普通城市自来水，水质符合 JGJ 63—2006《混凝土用水标准》中的规定。

1.2 试验方案

本试验设计 C35、C50 两个强度等级的配合比进行试验，其中始终保持胶凝材料总量不变，同时保持水胶比砂率不变，通过调整粉煤灰及矿粉的掺量试验其对清水表观质量的影响。同时采用铁模和塑料模成型试件，并且分别用不同的脱模剂进行交叉试验，每个配合比分别成型 4 组不同的组合，通过清水表观质量确定最佳的组合组。试验具体配合比见表 3。

1.3 试验方法

1.3.1 模具与脱模剂

本次试验用两种模具进行对比，分别是铁模和塑料模，铁模规格为 150mm×150mm×550mm，塑料模规格为 150mm×150mm×300mm。为了使孔洞数据具有可比性，统一将孔洞数量的数据换算成 1 平米有孔数量（单位：个/m2）。脱模剂分别采用亲水脱模剂和憎水脱模剂，亲水脱模剂为科之杰生产的专用于清水混凝土的脱模剂，憎水脱模剂为实验室用普通机油脱模剂。

1.3.2 拌合状态控制

整个试验组均通过调节外加剂的方法，使混凝土拌合状态趋于一致，更加方便对试验结果的分析，使结果根据有表征性。控制坍落度在 180～200mm 之间。

表 3 试验组所用配合比 k g/m3

1.3.3 评价方法

清水混凝土表观质量的评价有很多方面，如色差、水线、麻面、孔洞及表面平整度等[7]。本试验以孔的数量为主要指标来评价清水混凝土的表观质量，并且只以＞1mm 孔的数量作为量化指标，保证客观性。

2 结果与讨论

试验结果如表 4 所示，表中的数据表示每平方米有＞1mm 孔的个数，以此作为对比。表中分成 C35 与C50 两个强度等级，可以验证试验结果对不同的强度等级混凝土的表现。

从表中可以看出脱模剂的类型对表观质量的影响最大，亲水性脱模剂的效果要远远优于憎水性脱模剂。从孔数量来看，使用铁模的效果比塑料模好，所有组别中铁模的表现均优于塑料模，塑料模的孔数量基本是铁模的两倍以上。就不同掺合料组进行对比发现，无论是用亲水脱模剂还是憎水脱模剂，第 1 组的孔洞数量都是最少的，第 2 组次之，第 3 组孔洞最多，因此可以得出结论：粉煤灰与矿粉的比例为 2:1 时对表观质量有较好的影响。

表 4 试验结果 个/m2

3 结论

本试验从矿物掺合料、模具与脱模剂三个方面探讨了清水混凝土表观质量的影响因素。试验结果表明：脱模剂的种类影响最大，亲水脱模剂效果远远好于憎水性脱模剂；铁模优于塑料模；矿物掺合料中粉煤灰与矿粉之比为 2:1 时效果最好。

[1] DB 11/ T464—2007．建筑工程清水混凝土施工技术规程[S]．

[2] 张萍．清水混凝土配合比设计与施工质量控制[J]．预拌混凝土，2014(8): 107-110．

[3] 顾勇新．清水混凝土工程施工技术及工艺[M]．北京：中国建筑工业出版社，2006．

[4] Josef Taferner, Chris tian Sodeik at. Quality Fair-faced Concrete.The Universit y of Bressanone, Beton und S tanlbet onbau, 2005(6).

[5] 杨文旻，谈一评．浅谈清水混凝土[J]．工业建筑，2009(39): 893-896．

[6] 崔鑫，于振水，路林海，等．清水混凝土的性能研究、生产及施工技术综述[J]．预拌混凝土，2017(1):102-106．

[7] 张建雄，缪昌文．清水混凝土外观质量评价方法的研究[J]．预拌混凝土，2008(1): 95-100．