清水混凝土质量控制措施

文摘 2024-11-12 07:02 河南

0引言

建筑行业为适应高质量发展需求，对工程造价、建筑观感和绿色环保提出更高要求。清水混凝土是一种利用其自然质感作为建筑饰面的混凝土材料，具有外表光滑、色泽均匀、简约大方等优点，无须对建筑进行二次装饰，不仅可显著缩短施工工期，还可节省大量的劳动成本和材料成本，逐步被广泛应用到工程建设中。

据调查，清水混凝土表面出现的色差、漏浆错台、蝉缝粗糙、气泡密集等病害较为普遍，这些病害不仅对结构的安全性、耐久性产生不利影响，还严重影响建筑整体观感效果。本文依托北京航空航天大学宁波创新研究院一期（实验室用房）工程对清水混凝土病害产生机理、防治措施、治理效果进行深入研究，为清水混凝土的推广应用提供一定的理论依据和经验指导。

1关键病害识别及产生机理分析

1.1关键病害识别

本文对宁波地区正在实施的清水混凝土建设项目病害进行调查，共抽查样本200处。调查病害类型为以下6种类型：结构表面漏浆错台、蝉缝粗糙、气泡密集、柱体烂根、墙柱垂直度及平整度不足。

调查结果见表1，在调查的200个样本中，清水混凝土共出现30处病害，占样本总量的15%。其中，结构表面的漏浆错台、蝉缝粗糙这两种病害最为突出，在病害中的占比均为33.3%；其次较为明显的病害为气泡密集，在病害中的占比为20%。上述3种病害出现频次占总病害的86.6%。根据上述调查可知，通过降低漏浆错台、蝉缝粗糙、气泡密集现象发生，可有效提高清水混凝土的合格率。

1.2关键病害产生机理分析

模板自身变形大、模板接缝不紧密、相邻模板错位是混凝土表面出现漏浆错台的主要原因。通常为降低工程造价，大部分项目的模板选用木模板，木模板具有变形大、易翘曲、易膨胀等特点。

在混凝土浇筑过程中，模板接缝的振捣力度过大、模板自身刚度不足或固定不牢均可能导致模板接缝出现较大变形甚至错位，模板的变形和错位轻者引起混凝土浇筑时漏浆，重者将引起混凝土构件错台。木模板属典型的各向异形材料，切缝处易出现锯齿状断面，进而导致拼缝不紧密；混凝土初凝前具有一定的流动性，若模板接缝不紧密，混凝土内的水泥砂浆可沿着模板缝隙流出。

蝉缝是混凝土在模板拼接处形成的细小痕迹，模板边缘不平整、模板固定不牢是蝉缝粗糙的主要影响因素。模板切缝粗糙、模板多次周转且缺乏养护都会导致模板边缘出现不同程度的缺口，混凝土浇筑时水泥砂浆嵌入模板拼缝的缺口，待脱模后混凝土表面形成凹凸不一的蝉缝。模板固定不牢，同一拼缝两侧的模板变形并不一致，进而形成的蝉缝也不相同。

清水混凝土气泡问题主要是由混凝土原材料杂质含量高、配合比不合理、模板光滑度差、振捣不规范引起。混凝土粗细骨料的含泥量较大时，在保证相同坍落度的前提下，混凝土的需水量增加，待混凝土成型后，混凝土表面将会出现起砂，进而产生大量密集气泡。胶凝材料在混凝土中占比较大时会引起混凝土黏稠度增加，进而抑制混凝土内部气泡排出，部分气泡吸附在混凝土表面。模板光滑度差大幅增加模板表面的气泡吸附数量，通过振捣不一定将模板表面的气泡全部排出。

2病害防控措施

为降低清水混凝土病害出现频次，现开展清水混凝土在优化技术参数和强化施工管理等方面的研究，进而提升清水混凝土成型质量。

2.1优化技术参数

提高原材料质量，优化混凝土配合比。常规混凝土细骨料的含泥量要求控制在3.0%以内，粗骨料的含泥量控制在1.0%以内，混凝土坍落度不大于180mm。现对混凝土原材料、配合比进行优化，要求粗骨料的含泥量控制在1%以内，细骨料的含泥量控制在1.5%以内；提高胶凝材料强度等级，胶凝材料选用52.5等级硅酸盐水泥；优化混凝土配合比，改善混凝土的和易性，柱混凝土坍落度控制在（150±10）mm，梁、板的混凝土坍落度控制在（170±10）mm。

对优化前后的混凝土各抽取50个样本，进行病害调查，结果见表2。通过提升混凝土原材料质量和优化配合比，病害发生率由20%降低至6%，可见优化混凝土参数对提高清水混凝土质量具有显著效果。增强模板加固措施。传统的钢管刚度小、易变形，且加固强度不易控制，截面较大的柱子采用传统钢管固定方式，混凝土成型后易出现柱体漏浆、错位等病害。新型的抱箍加固体系刚度大，无须加设对拉螺杆，对控制模板变形具有较大优势。采用上述两种加固方式固定柱模板，调查柱体病害情况见表3。新型的抱箍加固方式相比传统的钢管加固方式可将病害发生率降低至10%。优化模板切割工艺。专用切割机切割精度高、效率快，且模板切缝平整、光滑。表4给出了不同切割工艺下清水混凝土的病害发生情况，可见专用的模板切割设备通过提高模板切割质量和精度，可有效降低清水混凝土病害发生率。

规范清水混凝土的浇筑和振捣方式。搜集相关规范规定、文献研究成果，并结合工程实际情况，确定混凝土浇筑和振捣参数（表5），要求实际操作严格按照表5参数执行。

与常规的经验操作对比，各选取50个样本调查混凝土病害情况，调查结果见表6，可知规范混凝土浇筑和振捣方式对降低清水混凝土病害发生率效果显著。

2.2加强施工管理

派专人入驻混凝土搅拌站负责监督检查。混凝土原材料质量、混凝土配合比及混凝土搅拌参数直接关乎清水混凝土成型后质量和观感，派专业人员入驻混凝土搅拌站，参与原材料的质量检查、保存方式监督、混凝土配合比确定、混凝土质量检测；负责协调混凝土泵送方量和泵送时间，确保运送至施工现场的混凝土质量满足施工要求。

加强施工作业人员培训。通过施工操作培训课程、实地演练、定期考核等方式对施工作业人员进行全方位培训，编制专项施工方案并就施工重难点、关键节点、重要工序做好施工交底工作，确保模板加工、固定和混凝土浇筑、振捣等环节按照规章执行。

借助技术手段辅助施工管理。BIM在模拟施工工序、提高管理效率、各专业碰撞检测等方面具有重要优势。采用BIM技术模拟高低跨搭接、节点处理及模板拼接，并对施工人员进行可视化交底，为提高清水混凝土施工质量做好技术保障。

3工程应用

3.1工程概况

北京航空航天大学宁波创新研究院一期（实验室用房）工程位于宁波市北仑梅山科教园，总建筑面积48598.5m²，由6幢创新研究中心（5～6层）及辅助设备用房组成，均采用钢筋混凝土框架结构，混凝土强度等级C35，设计使用年限为50a。

每幢建筑1层均为高净高、大跨度的实验室，最大层高13.5m，最大跨度20.4m，最大梁截面为650mm×1500mm。所有1层柱、2层梁板均采用清水混凝土施工，结构表面具有饰面效果，这就要求柱体施工一次成型，严格控制结构表面病害。

3.2施工质量控制措施

原材料选择、存储和管理。水泥选用刚出厂的硅酸盐水泥，粗细骨料选用颜色均匀、硬度好、无明显杂质的骨料，水选用干净、无油脂和其他杂质的淡水。水泥、粗细骨料均存储在干燥、阴凉、通风环境。为确保清水混凝土成品质量，驻场代表与供应商技术人员多次优化配合比，严格选择原材料，把好检测关，控制好混凝土拌和质量及出料时间，确保混凝土和易性、均匀性。

模板和脱模剂选择。胶合板是最常用的模板材料，清水混凝土模板应选择高质量、表面平滑的胶合板。本工程采用18mm厚清水覆膜板，板面平整度控制在2mm以内，相邻模板拼缝高差不超过1mm，相邻模板拼缝间隙控制在0.8mm以内。为确保模板质量，本工程1层清水混凝土均采用新模板，每幢楼1层清水混凝土施工完毕后模板翻到2层以上非清水混凝土结构部位使用。脱模剂选用脱模性能好、涂抹方便、混凝土表面无残留、不腐蚀钢筋的水性高分子复合型脱模剂。

模板安装及固定。根据结构和模板尺寸在现场加工模板减少模板拼缝，选用专业切割设备切割模板，尽量减少模板接缝和保障模板切缝质量。梁模板安装采用侧模包底模方式，即梁底模宽度同梁宽，梁侧模宽度为梁高减楼板厚，通过对拉螺栓固定。柱模板采用抱箍固定，确保模板在浇筑过程中不发生移位。承重架搭设体系采用承插型盘扣式钢管支架。为防止拼缝漏浆，模板安装固定后在水平和竖向接缝外侧用玻璃胶封闭。模板安装效果及固定方式见图3。

3.3应用效果

将优化后混凝土原材料、浇筑和振捣参数、模板加固和切割工艺应用到本工程，并与先前调查的本地区在建清水混凝土病害情况进行对比，结果见表7。

通过优化混凝土、模板相关技术参数和加强施工管理，清水混凝土病害发生率由15%降至6.5%，清水混凝土观感效果明显提升（图4）。

工程完工后展现出自然稳重、朴实无华、清雅厚重的质感，符合高科技实验室要求，得到使用者的一致好评。通过技术攻关，既提升混凝土质量和加快施工进度，又产生较为显著的经济效益，单单一层实验室节省涂装费用约60万元。

4结论

1）调查本地区正在实施的清水混凝土项目，识别清水混凝土关键病害，发现漏浆错台、蝉缝粗糙、气泡密集病害占比较高。

2）对清水混凝土的技术参数和施工管理开展研究，结果表明提升混凝土原材料质量、优化混凝土配合比、优化模板加固方式和切割工艺、规范混凝土浇筑和振捣方式对降低清水混凝土病害发生有显著效果。

3）将相关研究成果应用至实际工程，并与在建项目调查结果对比，研究成果可将清水混凝土病害发生率由15%降至6.5%。可见，研究成果对促进清水混凝土的推广应用具有重要意义。

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