清水混凝土的制备及其常见病的防治
成瑞宝 盛惠佳
摘 要：本文探讨了清水混凝土的控制标准和制备技术要点，针对清水混凝土在施工中的特殊要求做了较为详细的论述，列举了清水混凝土常见质量缺陷并作了原因分析。对宁波地区清水混凝土的实际应用具有一定的指导意义。
关键词：清水混凝土 装饰混凝土 标准 技术要点 一次成型
清水混凝土施工工艺在国外已是一项很成熟，很普通的技术，而国内对清水混凝土关注还是近几年的事。目前在国内建筑领域尚属少数人涉足的一片神秘之地。
所谓清水混凝土，是指采用现浇工艺一次成型，且在拆除浇筑模板后不再作任何外部抹灰等工序，以混凝土自然色作为饰面的混凝土施工工艺。它要求混凝土表面必须平整光滑，棱角分明，色泽均匀，无碰损和污染，混凝土外观极具装饰效果，所以又称其为装饰混凝土。
一、清水混凝土的标准
1、平整度、垂直度的控制：表面平整度不大于2mm，层间垂直度不大于3mm。
2、表面观感：杜绝出现蜂窝麻面，基本消除表面气泡，混凝土表面气孔直径介于0.8~2mm，不应出现2.5mm以上的气孔。
3、颜色均匀一致，色调为灰白色。色调在清水混凝土中占有很重要的位置，材料配合比、掺量以及材料产地不同都会影响混凝土的色调。
二、清水混凝土的技术要点
清水混凝土在制备、模板选用、成品养护等多方面都是一般混凝土施工工艺所不能实现的，而且从建筑设计图纸到项目施工管理，清水混凝土都有一套独特的实现方案和技术措施。本文主要从混凝土制备方面对清水混凝土的技术要点谈几点看法。
1、清水混凝土原材料选择
（1）水泥。优先选用普通硅酸盐水泥。为保证混凝土色泽一致以及水泥与外加剂适应性的稳定，根据工程施工量预计拌制清水混凝土需要的水泥总量，优先选用普通硅酸盐水泥.要求采用同一厂家同一品种同一强度等级的水泥外，最好采用同一熟料同一批号的水泥进行封存，专供本工程清水混凝土使用；所用水泥质量应稳定，含碱量低于5%以下，C3A含量要小，标准稠度用水量小。
需要注意的是，在新的水泥标准执行后，有些水泥厂为了通过增大水泥细度来提高水泥早期强度，又考虑降低粉磨能耗，往往在水泥粉磨时加入一些助磨剂，例如木钙、三乙醇胺等，其中一些助磨剂具有一定的引气性，但是引入的气泡不均匀且偏大，容易使硬化混凝土表面形成多气孔的麻面。所以在选择清水混凝土所用水泥时，一定要与水泥厂家充分沟通，选择不加助磨剂或只加入非引气型助磨剂的水泥。
如果水泥中含有引气成分，则在拌制混凝土时加入适量消泡剂。例如加入磷酸三丁酯、有机硅消泡剂、聚醚类消泡剂以及表面张力低于0.03N/m的助剂，都可起到消泡的作用。
（2）粗骨料。所有石子均应选用同一产地、同一采石场、同一规格的产品，运到搅拌站应专门堆放，不得与普通混凝土所用骨料混放。连续级配良好，同颜色，含泥量和针片状颗粒含量尽可能小；石子干净而不带杂物。含泥量＜0.7%，针片状＜3%。
（3）细骨料。要求固定产地、固定砂子细度模数、固定砂颜色。应选用中粗砂，细度模数在2.5以上，含泥量和有害物质含量尽可能小。细骨料应置于料棚中，防止雨淋日晒，含水率不一。
（4）掺和料。要求采用优质掺和料，应固定供应厂商、固定品质、固定颜色，且不得含有任何杂物；最好采用生产厂家同一批次的掺和料。如果采用粉煤灰，则应该采用Ⅱ级以上的粉煤灰。粉煤灰：需水量＜95%，烧失量＜5%，细度8-12%。矿粉：S95 28天活性103%
（5）外加剂。由于清水混凝土属于高质量的现代混凝土范畴，所以离不开外加剂。外加剂与水泥和掺和料的适应性必须良好。不同的外加剂会对混凝土的色泽造成不同的结果，所以必须采用同一厂家同一品种的外加剂，且外加剂的技术性能必须稳定。对首批进场的外加剂经见证取样复试合格后，应立即进行“封样”，以后进场的每批外加剂来料均必须与“封样”进行对比，发现有明显色差的不得使用。如果因施工条件变化（例如气温较高或进入冬季施工）需要调整外加剂的成分，则必须重新进行水泥适应性及其他技术性能的检验，且必须保证新外加剂与原外加剂的颜色一致。目前国内的新一代聚羧酸盐高效减水剂是制备清水混凝土的理想材料。
（6）脱模剂的选择
选择适宜的脱模剂是保证清水混凝土质量的重要因素。目前市场上的脱模剂种类较多，大致分为：
矿物油类：例如机油、柴油、煤油、机油+煤油、机油+变压器油等；
植物油类：即食用的植物油；
乳化油类：即轻质油加水再加入一定量的乳化剂生成的水包油型乳液；
水质类：即动植物油进行皂化后再用水稀释的液体；
聚合物类：即石蜡、液体石蜡、松节油等加入到有机溶剂形成的溶液。
矿物油类和植物油类脱模剂往往由于粘度偏大（气温较低时尤其如此），而使贴近模板的气泡排出较困难，致使硬化混凝土表面出现麻面；乳化油类和水质类脱模剂中有些产品具有较大的引气性，反而容易在混凝土表面形成气孔。所以选择这几类脱模剂时，需要充分了解其性能特点。
选择脱模剂的另外一个重要原则是脱模剂必须保证不改变混凝土的本色，且不在硬化混凝土表面留下污斑和色差。所以脱模剂的选择必须通过试验来确定。
（7）模板的选择
清水混凝土施工用的模板必须具有足够的刚度，在混凝土侧压力作用下不允许有变形，以保证结构物的几何尺寸均匀、断面的一致，防止浆体流失。模板表面要平整光洁。模板的接缝要严密，不允许漏浆。
模板材质不同也会使硬化混凝土表面呈现不同的状态。大量实践表明，采用脲醛树脂压制的竹或木模板成型的混凝土面层质量优于用钢模板成型的混凝土面层质量。所以，清水混凝土施工应优先选用竹制或木质模板。实际工作中应该通过小型试模（例如500mm×500mm×100mm的试模）试验来优先选择材质。
三、清水混凝土配合比优化
为了减小清水混凝土拌合物泌水率，并保证混凝土的密实度、强度和耐久性，在拌合物流动性满足施工要求的前提下，混凝土用水量应尽可能小。
泵送清水混凝土的现场出机坍落度应控制在140~160mm比较好。
为了增加清水混凝土拌合物的流动性和粘聚性，混凝土中胶结料总量不宜过低，但是水泥用量不宜过高，以避免水泥水化热过大及混凝土收缩过大，所以清水混凝土中的掺合料用量较高（一般大于20%）。
砂率是影响混凝土拌合物和易性的重要因素，其对拌合物粘度的影响也很明显，所以应选择适宜的砂率。砂率过小，拌合物在较长时间振捣时易离析，砂率过大，拌合物粘度会增大而不利于气泡排出，清水混凝土的砂率一般为40%~45%。
四、混凝土的浇注和振、捣、养护及模拟施工。
1.混凝土的浇注和振捣
《混凝土泵送施工技术规程》（GB/T10—1995）6.3.4中规定“混凝土浇注分层厚度宜为300～500mm”，但是在实际施工中施工人员为了加快施工速度，浇注厚度往往偏高，导致混凝土中气泡排出时行程过长，在有限的振捣时间内气泡不能完全排出，致使硬化混凝土表面（尤其是混凝土上层）出现麻面。所以，应严格控制混凝土浇注厚度不超过500mm。
清水混凝土振捣要求高、难度大，要安排经验丰富的人员进行振捣，避免漏振或过振；振动时快插慢拔，振动杆尽量居中以防棒头碰撞模板并均匀分布振动间距。
工程实践证明，如果一次振捣时间过长容易引起拌合物离析泌水，振捣时间不足又难以使气泡排尽。所以清水混凝土工程采用分次振捣方式，即在一次振捣适当时间之后隔一段时间进行第二次振捣，将会改善硬化混凝土面层质量。其实，《混凝土泵送施工技术规程》（GB/T10—1995）已有明确规定“间隔20～30min再复振一次”，但是实际施工如此操作的很少。
2.清水混凝土的养护
清水混凝土在模内的养护时间一般不少于48h，以便保证混凝土具有足够的拆模强度，避免出现拆模后缺棱掉角；为防止浇捣上层混凝土而污染下层已拆模混凝土的面层，混凝土拆模后立即用塑料薄膜等将混凝土覆盖，但是不允许用草袋铺盖，以免造成永久性黄颜色污染。
拆模后的清水混凝土如养护不当，表面极容易因失水而出现微裂缝，影响外观质量和耐久性。因此，对拆模后裸露的混凝土表面，应及时采用粘性薄膜或喷涂型养护膜覆盖，进行保湿养护。
3.清水混凝土模拟施工
为确保清水混凝土施工质量，应在正式施工之前进行模拟施工试验，一般可采用500mm×500mm×100mm的试模进行小试，之后再制作与实际构件体量接近的试模进行中试，必要时还需要制作与实际构件同尺寸的大型试模进行模拟施工。试验模板的材质应与实际施工所用模板相同。
工程在土建未出地面之前，先由施工人员依照设计要求在工地旁浇注清水混凝土板墙，以测试和探索混凝土的特性与不同效果的可行性，并确定最终实施方案和验收标准。
五、清水混凝土常见质量缺陷及原因分析
1、色差：造成色差的原因有：
①混凝土搅拌时间不够；
②原材料变化及配料偏差；
③浇筑过程中的离析作用；
④模板的不同吸收作用或模板漏浆；
⑤脱模剂施工不均匀；
⑥养护不稳定。
2、蜂窝麻面：
①细骨料不足；
②振捣不充分；
③接缝不密闭。
3、气泡：
①混凝土拌合物含砂过多；
②模板不吸水或模板表面湿润性能不良；
③振捣不足；
④混凝土中引气量含量过多所引起的。
4、黑斑：
①脱模剂不纯或使用过量；
②来自模板上的铁锈。
5、花纹或粗骨料的透明层：
①砂率偏低；
②胶凝材料偏少；
③石子形状不好；
④模板光滑或扭曲；
⑤振捣过度可外部振捣。
6、表面泌水现象：
①砂率小；
②外加剂添加过量；
③坍落度太大；
④模板吸水能力和刚度不够；
⑤模板表面有水。
7、表面裂缝：
①混凝土单方用水量过大；
②水灰比太大；
③模板吸收能力差；
④养护不够；
⑤脱模太早。
六、清水混凝土表面缺陷的修补
事实上，尽管已采取了上述各种措施，但由于种种原因，拆模后混凝土少量表面可能还会有一些气泡、砂眼、麻面等现象。为保证清水混凝土外观质量，拆模后发现以上现象应立即进行修补。首先应清除表面浮浆和松动的砂子，有飞边和凸肋的地方用角磨机打磨处理；然后采用相同品种、相同强度等级的水泥拌制成水泥浆体，修复和嵌实缺陷部位，待水泥浆体硬化后，用细砂纸将修补部位及周围表面均匀的打磨光洁，确保表面无色差。
七、清水混凝土质量验收标准
由于国内没有专门的清水混凝土质量验收标准，所以目前一般是经业主、设计、监理、施工单位讨论研究，在普通混凝土结构验收标准的基础上，制定清水混凝土质量验收标准，考虑的方面主要包括：
（1）混凝土的强度、垂直度、平整度等几何尺寸的允许误差，应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）有关条文验收。
（2）柱、墙棱角方正，无明显锯齿口，线条顺直。
（3）表面清洁光滑，色泽一致，无明显修补痕迹，无明显气泡，距墙面一定
距离处（一般取3m）目测无差异。穿墙螺栓孔等的修补除应满足防渗要求外还应无明显接缝。
然而，欲保证清水混凝土的质量优良，仅靠施工单位的约定俗成是不可靠的，必须尽快制定有关清水混凝土的质量验收规范，这将大大提高我国清水混凝土的应用水平。
八、结论
清水混凝土建筑以其纯朴自然的风格已成为目前建筑流派中的重要角色之一，所以清水混凝土随之成为近年来在国内受到较大关注的混凝土新型施工技术。清水混凝土看似简单，其实其中的技术含量和工作复杂程度并不低。欲制作质量优良的清水混凝土，需要综合考虑原材料选择，配合比优化，脱模剂和模板选择，混凝土浇注、振捣和养护工艺，以及施工组织管理和清水混凝土质量验收规范等多个方面的问题。只有各个环节都做到精益求精，才能得到优质的清水混凝土工程。
关于清水混凝土的造价,相比于一般的混凝土,清水混凝土的单方施工造价要高出20%左右,但考虑到建成后的外加装饰费用,相应消耗的工期和日后维护费用,清水混凝土的综合造价要比传统的面砖涂料等装饰方式低,因为减轻了构件的荷载,也加大了整个建筑物的安全性。
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