0　前　言

清水混凝土是指一次成型，直接以混凝土原浇筑表面或以透明保护剂做保护性处理后的混凝土表面作为饰面的特种混凝土。清水混凝土常见的质量缺陷包括：色差、气泡、黑斑、花纹斑或粗骨料透明层、表面泌水现象、接缝挂浆、漏浆或出现砂带、蜂窝麻面、表面裂缝等。针对这些问题，广大学者开展了较多的研究。张萍开展了清水混凝土配合比设计与施工质量控制研究并完成了工程应用。张希清等指出粉煤灰和膨胀剂是影响混凝土表观质量的主要因素，通过调整配合比可以从根本上改善混凝土的表观质量。杜宁通过大量试验给出了清水混凝土在不同配合比下的强度及耐久性差异，为施工中的原材料及技术措施选择提供了参考。陈裕佳等研究指出脱模剂的种类对清水混凝土表观质量影响最大。康祥研究了脱模剂对清水混凝土性能的影响，指出水溶性脱模剂可以改善混凝土表观质量，且其浓度越高，效果越明显。

然而，目前可直接应用于清水混凝土生产的系统性研究较少。为了获得满足工程要求的清水混凝土，基于工程实际原材料，结合相关研究报道，本文从配合比因素及模板和脱模剂等方面开展研究，对清水混凝土质量影响因素进行了分析研究。

1　试验原材料

1)粗骨料：选用粒径为5～31.5mm大碎石及5～10mm小碎石，含泥量小于0.5%，针片状含量小于5.0%，试验大小石比例为8∶2。

2)细集料：选用Ⅱ区中砂，细度模数为2.6，石粉含量小于10%，含泥量小于0.5%，泥块含量小于0.2%。

3)胶凝材料：水泥、I级粉煤灰、S95矿粉、硅灰，其粒度分布见表1。

2.结果与讨论

2.1配合比因素对清水混凝土性能的影响

2.1.1水胶比对流变性及表观质量的影响

水胶比是混凝土配合比设计的最关键指标之一，水胶比的大小通常直接决定了混凝土的强度等级，并直接影响着混凝土的流变性能和耐久性能等。对清水混凝土而言，流变性的好坏直接影响了其表观质量。因此，本部分探究了不同水胶比对清水混凝土流变性及表观质量的影响。

从表2和图1结果可以看到，随着水胶比的降低，拌合物坍落/扩展度逐渐减小，流变性能降低，但抗压强度逐渐增加。从表观质量看，水胶比较大时，混凝土表面容易出现色差，但是当水胶比较低时，相同的振捣时间混凝土表面容易存在气孔缺陷。因此，选择合适的水胶比有利于保障清水混凝土具有良好的表观质量，相比同等级普通混凝土，清水混凝土需要相对较低的水胶比。

2.1.2胶凝材料用量对流变性及表观质量的影响

胶凝材料用量决定了拌合物浆体的量而拌合物浆体量影响混凝土的富余浆体厚度，进而直接影响混凝土的流变性能。本部分以胶凝材料用量作为单因素变量，探究了其对混凝土流变性能的影响以及对清水混凝土表观质量的影响，如表3和图2所示。

从表3可以看出，在相同的水胶比下，随着胶凝材料用量的增加，坍落扩展度增大，其主要原因在于胶凝材料的增加，增大了体系浆体含量，富余浆体厚度增大使得流动性增加。同时胶凝材料用量较大的，其颜色相对较深。

2.1.3　砂率对流变性及表观质量的影响

混凝土拌合物砂率的大小会影响拌合物粘聚性、包裹性，从而影响清水混凝土的成型质量。骨料级配的好坏可能直接对混凝土表观质量产生影响，骨料级配不良的混凝土甚至可能存在蜂窝、麻面等现象。

从表4可以看出，砂率较低时混凝土拌合物容易出现包裹性较差的情况，不利于清水混凝土的泵送施工与振捣。当全部使用大碎石，不掺入5～10mm小碎石时，拌合物包裹性较差，坍落度测试时容易出现骨料在中间堆积的现象。从试验情况看，建议清水混凝土所采用砂率比同等级普通混凝土略高1%～2%，同时保证骨料具有良好级配。

2.1.4　掺合料对流变性及表观质量的影响

在配合比设计中，掺合料的合理使用十分重要。本部分将探究矿物掺合料的使用对清水混凝土流变性及表观质量的影响。

从表5可以看到，单掺矿粉、单掺粉煤灰以及矿粉和粉煤灰复掺的混凝土拌合物黏度均较大，加入硅灰有利于降低拌合物黏度，改善混凝土流变性能。

从图3可以看出，单掺矿粉和单掺粉煤灰的试件柱均存在一定的色差，且单掺粉煤灰的试件上下色差更为明显。粉煤灰、矿粉和硅灰复掺的清水混凝土柱，表面颜色最为均一，表面质量整体较优。

2.2　模板和脱模剂

清水混凝土的质量关键在于其表面成型效果，而直接与表面成型效果相关的是模板和脱模剂，因此，模板和脱模剂是影响清水混凝土表观质量的关键因素之一。本部分将针对主要的木模、钢模及塑料模三种模具开展研究，而脱模剂方面主要考查水性乳液脱模剂、油类脱模剂、脱模漆、模板布、石蜡脱模剂等对清水混凝土表观质量的影响。

2.2.1　模板种类对清水混凝土表观质量的影响

首先在试验室，基于相同的配合比探究木模、钢模和塑料膜模对清水混凝土成型表面质量的影响。配合比如表6所示。

本试验在相同的配合比下，采用相同的水性乳液脱模剂进行试验成型。从图4可以看出，木模成型的清水混凝土存在粘模现象，成型面色差明显;钢模成型整体质量较好，但是表面没有镜面效果;钢模成型的清水混凝土表面存在白点色差，怀疑为乳液脱模剂表面张力比较大，仅单次涂抹使脱模剂未涂抹均匀造成;塑料模成型的清水混凝土表面质量优于木模和钢模成型效果，具有明显镜面效果。

进一步探究木模和钢模对清水混凝土成型质量的影响，明确整体效果，进行了较大试件的浇筑。如图5～6所示。

从试验情况看，使用钢模配以性能较优的脱模剂可以获得表面效果较优的清水混凝土。

2.2.2脱模剂种类对清水混凝土表观质量的影响

目前市场上脱模剂类型琳琅满目，形态也各异，大量工程应用表明，混凝土与模板之间的脱模效果与脱模剂类型息息相关。按照生产原料来划分，有皂类脱模剂、水质类脱模剂、矿物油类脱模剂、纯油类脱模剂、乳液类脱模剂、油漆类脱模剂、石蜡类脱模剂、树脂类脱模剂、脂肪酸类脱模剂等。

混凝土脱模剂脱模机理主要通过物理化学反应降低或消除混凝土与模板之间的粘聚力，具体表现为：①物理润滑，即脱模剂的使用可以润滑混凝土与模板界面，减小甚至消除混凝土和模板之间的亲附力，从而有利于混凝土从模板顺利脱离;②成膜隔离，由于脱模剂表面张力小，涂抹在模板表面后易形成一层隔离膜，隔离膜可对混凝土与模板形成有效的隔离，可提高脱模效果;③化学作用，混凝土中含有碱性或其他活性离子，这些离子能与脱模剂活性组分发生化学反应形成不溶性隔离物，增强脱模剂隔离效果。总之，脱模剂原理的本质是脱模剂在混凝土与模板之间形成一层憎水性隔离薄膜物质，隔离和润滑混凝土与模板，促进脱模。

本部分探究了水性乳液脱模剂、油类脱模剂、脱模漆、模板布、石蜡脱模剂五种类型对清水混凝土表观质量的影响。脱模效果如图7所示。

从图7(a)～(e)可以看出各脱模剂对清水混凝土表观质量的影响。分析结果为：①模板布使用后，清水混凝土表面气孔较少，但平整度、光滑度较差，颜色深;②油类脱模剂使用后，清水混凝土表面呈现暗黄色斑块，表面色差严重，且气泡相对较多;③脱模漆使用后，模板表面存在粘模现象，且使用一次后，脱模漆漆膜部分出现脆性脱落;④石蜡脱模剂使用后，清水混凝土表面气孔少，平整度、光滑度较好，但出现的蜡斑会导致表面色差，同时也不利于后期表面保护剂粘接;⑤水性乳液脱模剂使用后，有利于清水混凝土气泡排除，减少表面气孔，在方便拆模的同时不造成表面色差，整体效果较好。

3　结　论

1)相比同等级普通混凝土，清水混凝土需要相对较低的水胶比。

2)建议清水混凝土所采用砂率比同等级普通混凝土略高1%～2%，同时保证骨料具有良好级配。

3)胶凝材料总量以及各矿物掺合料均会影响清水混凝土的表观质量及表面颜色深浅。

4)塑料模板的成型效果优于钢模板优于木模板，使用钢模板时宜选择水性乳液脱模剂。

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