普通混凝土镜面效应的技术研究与工艺控制

普通混凝土镜面效应的技术研究

与工艺控制杨立民叶宜佩摘要本文以武汉地铁11号线东段出入段线中的U型槽段工程为例，介绍了改良普通混凝土的施工工艺方法和质量控制手段，以实现利用普通混凝土达到镜面混凝土外观要求的施工方法、工艺和质量控制标准。关键词混凝土质量控制镜面混凝土工艺1概述武汉地铁11号线东段出入线隧道和路基段受空间界限限制，隧道出口195m长洞段未采取封顶设计，为使其与周围景观协调，该隧洞洞顶采取观光雨棚形式设计，让乘客直观感受地铁运行动态，是地铁线上少有的风景旅游点。为展示地铁建造成果，该段混凝土采取普通混凝土而要求达到镜面混凝土效应，即混凝土既有普通混凝土的外观总体效果，又具有清水混凝土的镜面特征。普通混凝土达到镜面混凝土外观施工在我局尚属首次实践，无成熟的经验可以参照。清水混凝土与普通混凝土并无本质区别，只是清水混凝土对模板、混凝土的浇筑要求更高，但清水混凝土可以达到“清水墙”的效果，只需简单粉饰甚至无粉饰。通常情况下，清水混凝土拆模后表面光滑、色泽分布均匀且棱角分明，只需要在其表面涂抹一层透明的保护膜则可以将其自然装饰特性充分体现，为此，以普通混凝土施工达到其上述特征作为重点进行研究，经过对混凝土原材料检验检测控制、混凝土配比优化，模板工艺控制、混凝土二次振捣工艺及养护工艺的改进，最终成功的使用普通混凝土达到了镜面混凝土外观要求。混凝土拆模后镜面效果如图1所示，混凝土表观呈现大理石光泽，光鉴可人。2关键工序技术研究及控制混凝土配比优化及控制混凝土和易性直接影响入仓混凝土质量，试验证明混凝土半成品和易性与塌落度相关。因此，混凝土和易性通过塌落度来定量控制。通过微调砂率、外加剂来调整混凝土半成品塌落度，将混凝土塌落度波动范围控制在18±0.5cm范围内，围勃稠度控制在7〜8s之间，保证在不同室外温度条件下运输过程中混凝土的粘聚性和保水性，以克服混凝土离析、泌水率过大而导致的混凝土色差变化等问题。混凝土配合比优化结果见表1。

图1普通混凝土镜面效果图表1混凝土施工配合比表每立方米砼各种材料用量(kg)水水泥砂石粉煤灰外加剂水月1653007071090808.1每包水泥配料用量(kg)27.550117.8181.713.313.50.重量配合比例0.5512.363.630.270.027涂刷模板漆膜刷模板漆可以浇注出高标准的混凝土，成品混凝土表面呈仿大理石状，表面细腻、平整光滑，具有镜面的效果。采用模板漆，可以减少混凝土表面90%〜95%的气泡；可以保护模板，特别是钢模板遇水生锈的问题能完全解决；也可使旧模板整洁一新，具有旧模翻新功能。漆膜质量好坏会直接影响自由水的分解和排出，是混凝土消除气泡的关键。选择质量合格、经过实践检验效果良好的的模板漆；固定专人进行漆膜涂刷，保证漆膜涂刷质量；使用磨光机和鼓风机进行模板的除锈和除尘工作，在模板除锈和除尘质量没有验收之前不进行漆膜的涂刷；做好防潮、防雨措施。在涂刷漆膜过程中使用帐篷对模板进行遮盖；选择在每天温度较高时段进行漆膜涂刷；做好模板漆膜的保护工作，避免刮伤是保证镜面模板的重点。2.3混凝土振捣控制混凝土振捣质量是保证混凝土达到内实外光的关键，混凝土外观缺陷与混凝土振捣质量有关，实践证明：采用一次振捣施工，其质量不如采取二次振捣的质量好，二次振捣能够提高混凝土本身的抗裂性能。工艺控制措施原材料控制镜面混凝土对原材料有很高的技术要求，加强原材料检测，保证骨料级配连续，颜色均匀，表面洁净，并符合质量要求是控制镜面混凝土质量的关键。为此，在本工程选用骨料时，要求砂、石子使用一个地区的，且砂、石等材料的色泽和颗粒级配基本一致，与镜面混凝土对骨料的要求存在较小的差异。砂子优先选用中砂或粗砂，为增加混凝土的抗裂性，含泥量严格控制在2%以内。粗骨料I•质量要求序号检测项目指标1含泥量（按质量计，%）W0.52泥块含量（按质量计，%）W0.2_ 3针、片状颗粒含量（按质量计，%）W8 细骨料使用中砂或粗砂，并满足质量要求。细骨料质量要求序号检测项目指标1含泥量（按质量计，%）W22泥块含量（按质量计，%）W0.5本项目粉煤灰使用湖北省清源电厂生产的I级粉煤灰，与镜面混凝土相比未对减少粉煤灰掺量提出要求。水泥选用亚东水泥厂生产的P.O42.5级普通硅酸盐水泥，在整个墙体施工中水泥为同一厂家，同一品种，同一强度等级，未要求采用同一批号，与镜面混凝土要求略有差别，但仍保证了混凝土表面观感一致，质感自然。外加剂选用武汉凌博外加剂厂生产的FDN-5000型高效缓凝减水剂。外加剂掺量根据试验确定，质量及应用技术应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加及应用技术》GB50n9等和有关环境保护的规定。模板制作及存放本项目模板由具有资质的工厂定型制作2.5mX4.5m钢模板，面板为6mm厚的钢板。模板进场后，采用水泥砂浆完成了表面氧化处理。模板氧化24小时候后，使用330型无尘磨光机进行了打磨除锈处理。打磨后的模板表面经过鼓风机清扫后，除去了锈蚀和污渍。模板规格及处理与镜面混凝土工艺基本一致。模板使用压路机压实、并经过整平处理场地堆放采取集中存放。堆放模板时，在场地上按照2X2m的间距摆放2m长的方木，排距1m作为垫木，模板由吊车平稳摆放到方木上，模板之间的间排距按0.5m控制。模板打磨工序经过验收合格后，开始涂刷防锈漆。防锈漆选择采用水性高分子成膜物质为主剂，配以多种活性助剂的环保模板漆。质量标准需达到下表所示的质量标准。模板漆质量标准项目名称标准备》干燥时间25℃条件下表干＜0.5小时，实干＜24小时主控J耐磨性500转加荷500g时＜3mg耐热性80℃条件下三120小时不起泡，不脱落耐碱性3%盐水浸泡超过1个月不生锈易成膜性成膜迅速，耐水冲刷一般J环保型无毒、无味、不燃、使用方便隔离性具有优异的隔离性能，易拆模模板支撑排架设计模板支架采用钢管组合移动排架。移动排架如图所示，底盘纵向为3根18m长I18工字钢，横向为8根4.17m100型槽钢，按照6m间距布置。槽钢插入工字钢的翼板之间并焊接成整体。以中间的工字钢为中点，每道槽钢上按照1.98m间距对称布置0300行走轮，在底排横向杆上安装两道导向轮。图2行走式满堂模板排架示意图在底盘上纵向按照净距0.95m将钢管焊接在底盘上，横向按照图纸要求安装立杆，立杆与底盘横杆之间使用扣件连接。其上依据图纸按照满堂脚手架的技术要求搭设脚手架。水平剪刀撑按照3跨一道布置，纵横剪刀撑按照4跨一道布置。脚手架顶部满铺5cm马道板，马道板两端用12#铁丝绑扎在脚手架上。脚手架搭设完成需要通过技术、质量和安全部门的联合检查才能投入使用。模架移动采用人工推移的方法，保证定位准确。模板漆施工模板涂漆膜工艺与镜面混凝土工艺一致，其施工控制如下：(1)清理模板。使用模板漆之前先把模板清理干净，清除浮尘、锈渍、油污、蜡、水渍等，以提高模板漆对模板的粘结力。(2)用羊毛刷粘取模板漆涂刷在模板上，涂刷不宜过厚，涂刷均匀，无漏刷、无挂流现象。用量一般为15〜-25m2/kg。(3)涂刷之后，一般1h后模板漆可表干，24h实干。待模板漆实干后方可浇筑混凝土。(4)第一次脱模后对模板进行简单的清理，即可再次脱模。(5)脱模3〜4次后，漆膜脱落无法满足再次脱模的情况下，需除去旧的漆膜，方可重新涂刷。可采用角磨机打磨或者采用脱漆剂。涂刷时需注意事项：(1)天气情况：涂刷模板漆需要注意未来半天内的天气情况，如果有雨水、结露、结霜等情况，切忌不能涂刷模板漆，否则模板漆在未成膜被雨淋的话，需要重新去除；在15℃情况下，模板漆半小时内即可表干，表干后可适当遮盖，以免被雨淋，24h实干后即可进行模板的吊装及浇筑混凝土。(2)涂刷的注意事项：涂刷工具可采用棕毛刷、滚筒及喷涂。推荐采用棕毛刷，涂刷时需要勤拉勤收，确保涂刷均匀一致；如用滚筒，需采用抗溶剂的短毛滚筒，摊料时采用“W”形，然后竖向横向摊均，最后朝着一个方向收即可；如用喷涂，建议采用无气喷涂；涂刷时注意不要流挂、漏刷。模板清洁及模板漆的涂刷具体参照模板漆厂家的使用说明进行。模板上有凹陷，用原子灰(铁腻子)将缝隙、凹陷填满、刮平，或用模板漆加大白粉或滑石粉调成腻子(比例视情况而定)，待其实干后用200〜400目的砂纸打磨平整，然后刷模板漆即可。钢模板已锈蚀同样可以刷模板漆，但需要先进行除锈处理。混凝土拌合混凝土搅拌与镜面混凝土施工工艺一致，按配合比严格计量，加料顺序：水泥f砂子f石子；如有添加剂时，应与水泥一并加入；粉沫状的外加剂同水泥一并加入，液体状的与水同时加入。为使混凝土搅拌均匀，搅拌时间不得少于90s,当冬季施工或有添加剂时，应延长30s。混凝土入仓混凝土入仓采用泵送,接管时,接头必须安装牢固、稳定,接头加垫圈密封；泵送混凝土必须保证混凝土泵能连续工作，如发生故障停歇时间超过10min或混凝土已出现“离析”现象,应立即用压力水或其它方法冲洗净管内残留的混凝土。泵管移动的时候,很容易将混凝土洒到模板上,为保证浇筑混凝土过程中混凝土不离析和洒到模板上,在软管上系一条帆布袋。浇筑混凝土的时候安排专人负责泵管摆放位置和收放帆布袋,以保证混凝土浆不溅到模板上。施工方法同镜面混凝土施工工艺。浇筑振捣掌握好混凝土振捣时间,以混凝土表面呈现均匀的水泥浆、不再有显著下沉和大量气泡上冒到混凝土面为止。为减少混凝土表面气泡,采用二次振捣工艺,第一次在混凝土浇筑入模振捣,第二次在第二层混凝土浇筑前进行,顶层混凝土一般在0.5h后进行二次振捣。振捣棒软轴上使用油漆标注每次插入深度标志,每次振捣时候按照标志投放振捣棒。两侧墙体对称下料。浇筑层厚0.3cm，浇筑过程中安排四个850振捣棒同时振捣，振捣棒应插入到下层混凝土不少于10cm,距离模板10〜15cm范围内。振捣棒采用快插慢拔方式振捣，振捣时间不少于30s,同时混凝土不再下沉时为止。当一侧浇筑层第一次振捣完成，四个振捣棒再次振捣一遍，以保证气泡充分排出。浇筑过程中安排专人检查模板变形，及时调整支撑。如果发现脚手架变形，立即停止浇筑，查找原因并解决后在进行浇筑。浇筑前安排专人沿混凝土运输路线了解交通状况，以单车行走时间来确定需用车辆数量，确保浇筑的连续性。浇筑过程车辆由专人进行调度，确保浇筑间隔时间不超过30min。混凝土养护浇筑完成8h后，对模板洒水养护。混凝土浇筑36h后方可拆除模板。拆模后混凝土表面温度与环境温度差大于15℃时，表面应覆盖养护，使其缓慢冷却。拆模后应及时养护，以减少混凝土表面出现色差、收缩裂缝等现象。在墙体顶端沿混凝土面布设喷淋管，对脱模后的混凝土采取喷淋的方式进行养护，混凝土表面覆盖塑料薄膜保证湿润。拆模前和养护过程中均应经常洒水保持湿润，养护时间不少于7d。冬期施工时若不能洒水养护，采用涂刷养护剂与塑料薄膜、阻燃草帘相结合的养护方法，养护时间不少于14d。浇筑完混凝土后，裸露的钢筋头最好做防锈处理（刷水泥浆），以防止生锈后经雨水流到混凝土上。普通混凝土翻新镜面混凝土面措施混凝土建筑的使用年限不仅取决于设计强度，还取决于它的使用环境。混凝土结构在水的长期侵蚀和空气中的水分子的渗透会使混凝土反碱，碳化(劣化)钢筋腐蚀，混凝土寿命减少；混凝土所在环境中或空气中的有害气体(氯离子)侵蚀，也将改变混凝土的外观效果。本项目试验初期，洒水养护过程因未严格按照养护要求保持混凝土表面湿润，养护过程中干湿交替，将导致混凝土表面水分流失出现氧化，影响了镜面质量。为此，在混凝土表面采用A8-1透明型和A8-4环氧型混凝土保护剂进行了防护施工，使混凝土与空气有效隔离，利用养护剂与混凝土表层游离氢氧化钙结合形成一层硬膜，封闭混凝土中的水分不流失，保证了混凝土中的水分自身完成水化反应。不仅解决了混凝土防碳化问题，也将普通混凝土面处理成清水混凝土面。其工艺措施快速、简单。施工方法如下：(1)基层要求：打磨混凝土表面，去除表面浮浆，使基层坚固平整。(2)底涂施工：在基层表面直接涂刷，辊涂施工时，注意辊子上不要积累过多的树脂，保证辊子上树脂的均匀，无过多积料。(3)面涂施工：底涂干燥3h后，涂刷A8-4面涂，涂刷方向与底涂垂直。(4)干燥养护7d可投入使用。A8-1透明型和A8-4环氧型混凝土保护剂的耐老化强度高，适合重腐蚀、潮湿和干湿交替环境、腐蚀介质环境的混凝土保护。A8-1透明型混凝土保护剂为浅灰色粘性流体，表干时间：W30min；实干时间W24h。耐水性：不起泡、不粉化、允许轻微变色。耐碱性：不起泡、不粉化、允许轻微变色。抗氯离子渗透性：渗透性极低。A8-4环氧型混凝土保护剂色泽呈均匀状态，内部无沉淀、无结块。干燥时间：表干时间Wh实干时间W24h。耐候性：人工加速老化1000h无膨胀、裂缝、脱落、软化和粉化现象。耐碱性：10d无膨胀、破裂、脱落、软化和溶出现象。粘结强度三1.5MPa。二氧化碳透过性＜1mm。冻融抵抗性：300个循环无脱落、破裂、起泡现象。氯离子扩散系数：10〜12m加＜0.5。质量保证措施安装模板及浇筑混凝土注意事项(1)模板堆放时最好采用木垫块，吊装时尽量减少接触钢筋头，钢筋头将模板漆划伤后可能会影响模板漆的附着以及表面观感；(2)浇筑混凝土时尽量不要让振动棒碰到模板漆，否则振动棒会将接触的模板漆损坏；(3)一旦模板漆造成损坏从而造成局部脱落时，可采用100目的粗砂纸打磨掉松动的漆膜，然后用模板漆补刷即可；(4)吊装模板前将模板表面的浮尘、泥巴等擦干净或用高压水枪冲洗干净即可。(5)达到一定的周转数次后，模板漆表面已经显得粗糙，进行脱漆处理，脱漆采用厂家配套的特种脱漆剂。5.2控制混凝土外观质量措施(1)基底处理严格按照技术要求进行，模板漆涂刷厚薄均匀，光滑且有一定的光泽；(2)注意现场文明施工，模板装卸过程中注意不要用钢筋或其它硬物刮花