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2008-05-05 09:03 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
1、引言
混凝土已經(jīng)在很多領(lǐng)域應用了很多年,對其的研究也是越來(lái)越深入。對施工單位來(lái)講也著(zhù)重從外觀(guān)質(zhì)量上進(jìn)行了許多年的不懈努力,但在混凝土施工和使用中仍然存在很多的誤區,本文針對存在的諸多誤區就使用普通水泥制造的混凝土,從它的表觀(guān)顏色出發(fā)進(jìn)行分析,提出幾點(diǎn)意見(jiàn),從混凝土構件外觀(guān)質(zhì)量出發(fā)得出幾點(diǎn)其控制方法,希望對廣大施工一線(xiàn)人員能予以參考和指導。
2、混凝土表面顏色形成機理混凝土構件的制作過(guò)程不外乎為:水泥(膠凝材料)加粗細骨料加水再摻加一定的外加劑經(jīng)過(guò)拌和,拌和物經(jīng)過(guò)澆筑、振搗、養生成型;炷羶绕鹬(zhù)填充作用的膠凝材料——水泥包裹著(zhù)整個(gè)骨料,混凝土構件表面充滿(mǎn)了水泥漿,因此水泥的本色就是混凝土構件表面的顏色,這是基色;纳顪\通過(guò)用水量、水泥的成分以及施工措施和環(huán)境的變化來(lái)實(shí)施。
混凝土除了基色外還充斥著(zhù)其它的顏色;炷羶炔看嬖谥(zhù)很多的毛細孔隙;炷翗嫾诿撾x整個(gè)保護條件后,長(cháng)期裸露于自然環(huán)境中,隨著(zhù)硬化過(guò)程的進(jìn)行和多余水分的蒸發(fā),在其表面滲及內部形成許多的、大小不一的毛細孔隙,通過(guò)光的折射、反射作用,從毛細孔內反射出骨料,主要是粗骨料的基巖顏色。
3、混凝土表面顏色形成的原因
。ㄒ唬┗鶐r顏色的表觀(guān)影響這里將基巖按原始狀態(tài)分為兩種,一種是經(jīng)過(guò)化學(xué)加工前的水泥原料基巖,一種是只經(jīng)過(guò)物理加工的骨料基巖。水泥制作原料基巖包括燒制前的生料和燒制后的熟料及外加摻合料。由于受地理地質(zhì)的影響,各地水泥的制作原料均存在差異性,原料中所含的礦物成分如鉻、鐵等含量不一,因此導致最終同等級的水泥內各種成分含量存在差異性。這樣最后形成的是混凝土表面基色存在根本的差異性:白、灰、紅、青等各種不同的顏色。這里要指出的是這里指的水泥是廣泛使用的普通水泥,而非特種水泥。
作為混凝土的骨架——骨料,由于選用的材料有限:粗骨料——石灰巖、花崗巖、石英巖等,細骨料——河砂、山砂以及巖石破碎的碎砂等。同樣由于地理地質(zhì)條件的限制與影響,骨料的成分較為復雜,因此在混凝土內部通過(guò)光的折射、反射體現出來(lái)的顏色就不盡相同。由于骨料受水泥漿的包裹,裸露面積小,通過(guò)毛細孔折射光的面積較小,因此在混凝土表面形成的顏色就只是淡淡的骨料基巖顏色。
這些由于受條件的限制,不可能做到為了混凝土基色的一致性,而耗費大量的人力物力進(jìn)行選擇,因此施工中只能認可這種現象。
。ǘ施工工藝顏色的表觀(guān)影響混凝土施工工藝顏色受模板、施工措施、水灰比、環(huán)境溫度等的影響,下面逐一進(jìn)行分析。
1、模板混凝土成型必須使用符合要求的模板。而施工中除了在模板上使用隔離劑外難免會(huì )依附其它各種物質(zhì),如:污垢、粉塵、油漆以及金屬部分的銹蝕等,但是在混凝土達到一定強度以后,這些物質(zhì)也便依附于混凝土構件表面,形成各種難看的污點(diǎn),嚴重者將直接影響構件的外觀(guān)質(zhì)量。更為糟糕的是如果模板在使用前沒(méi)有清理干凈、光潔,在每次使用模板后,混凝土表面將形成毛面,同時(shí)模板上的污垢也越來(lái)越厚甚至發(fā)生臺階狀的塵垢,致使混凝土構件表面形成難看的臺階狀花紋,嚴重影響混凝土構件的外觀(guān)質(zhì)量。當然在模板比較光潔的情況下,混凝土表面的顏色不僅表現為基色,而且由于受隔離劑的影響,在混凝土構件表面將同時(shí)突出地表現出來(lái),因此對隔離劑的選用尤為重要。
各種模板之間很難做到整體性,因此模板之間也就存在接縫。由于制造、使用、保養等原因造成模板之間的接縫不密貼,在混凝土澆筑過(guò)程中,透過(guò)不密貼的部位出現漏漿、漏水;由于水泥漿的流失和隨著(zhù)混凝土養生的進(jìn)行水份的蒸發(fā),在接縫不密貼部位就形成麻面、翻砂或在成青黑色或者是花斑毛面狀(該處多為不密實(shí)狀態(tài))。
2、施工措施混凝土在施工中,由于使用工具的不當,如振動(dòng)棒接觸模板振搗,將會(huì )在混凝土構件表面形成振動(dòng)棒印,而影響構件外觀(guān)效果。由于混凝土的過(guò)振造成混凝土離析出現水線(xiàn)狀,形成類(lèi)似裂縫狀影響外觀(guān),同時(shí)經(jīng)常引起不必要的麻煩與懷疑。
由于混凝土的不均勻性或者由于澆筑過(guò)程中出現較長(cháng)的時(shí)間間斷,造成混凝土之間形成青白顏色的色差、不均性。
由于施工中振動(dòng)過(guò)渡,造成混凝土離析或者形成花斑狀(石子外露點(diǎn)),大面積的狀態(tài),不僅是外觀(guān)質(zhì)量差而且混凝土強度降低很多。
3、水灰比為了便于施工,混凝土必須具有一定的施工坍落度,在不摻加外加劑的情況下勢必增加用水量和水泥用量;即使摻加外加劑,在配置高強度混凝土時(shí),如不摻加摻合料,同樣需要較大的水泥用量。但是隨著(zhù)水泥水化反應和強度的增長(cháng)以及各種環(huán)境的變化影響,混凝土內的水分蒸發(fā),在混凝土內形成許多毛細孔,而在形成毛細孔的同時(shí),在毛細孔內析出Ca(OH)2等結晶,這樣透過(guò)光的折射,在混凝土表面形成白或灰白顏色,析出的晶體越多則顏色越白。
硅酸鹽水泥加水后不久,拌合水即變成氫氧化鈣飽和溶液,確切地說(shuō)就是堿和氫氧化鈣過(guò)飽和溶液,氫氧化鈣從過(guò)飽和溶液中結晶析出,同時(shí)從水泥中主要成分:C3S和C2S與水的反應可以看出,生成了較多得氫氧化鈣。很明顯將會(huì )有更多的Ca(OH)2晶體析出。
2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2 2(3CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2水泥用量越大,晶體越多,顏色越淡。
4、環(huán)境等外在條件混凝土在施工中,水泥的水化反應受環(huán)境的影響較大,尤其是受溫度德影響較大。當環(huán)境溫度較低時(shí),混凝土的原材料:粗細骨料、水的溫度較低,同時(shí)受拌和機具、運輸機具、容器、模型等的吸熱影響,混凝土最終入模的溫度亦較低,水化反應較慢,強度增長(cháng)較慢,在混凝土達到較高強度則花費的時(shí)間較長(cháng),水化反應得充分,析出的Ca(OH)2較少,因此混凝土成型后的外觀(guān)顏色就呈現青色。相反,當溫度較高時(shí),混凝土原料吸熱較多,溫度較高,同時(shí)受拌和機具、運輸機具、容器、模型的影響,造成混凝土入模溫度較高,水化反應較快,較高的水化熱致使混凝土內部溫度迅速升高,析出的Ca(OH)2較多,因此顏色較多的表現為灰白色,混凝土雖然短時(shí)間內可以達到較高的強度,但后期增長(cháng)有限。在實(shí)際的施工中,受工期等的影響,同時(shí)為了降低成本,而采取蒸汽養護或其它保溫措施養護,但值得注意的是:升溫不應只對混凝土加熱而忽略了原材料的溫度,因此升溫的措施應當雙管齊下。選擇一個(gè)合理的混凝土入模溫度和養護溫度,對混凝土的強度增長(cháng)最為有利,滿(mǎn)足整個(gè)施工進(jìn)度的需要。也就是說(shuō),在條件許可的情況下,盡可能采用自然養護,在環(huán)境溫度較低時(shí),應對原材料和機具加熱,成型后對混凝土加熱養護,保持一定的濕度;在環(huán)境溫度較高時(shí),應對原材料、機具等降溫,不需要再對混凝土加熱養護,同時(shí)必須加強保水養護。
5、混凝土外觀(guān)質(zhì)量的控制對比混凝土外觀(guān)質(zhì)量由于受水泥、粗細集料等的影響,是本色的質(zhì)量;而受施工條件的影響,是隨機變化的、不定的質(zhì)量。因此要對外觀(guān)質(zhì)量進(jìn)行控制只能從施工措施上入手,從各種施工條件中以及水泥本身的水化反應中析出的Ca(OH)2晶體等,最終在受到各種外在條件的影響時(shí),在混凝土內部將形成破壞作用,導致混凝土結構的破壞。因此控制Ca(OH)2是最重要的和首要的。
通過(guò)對青藏鐵路橋梁和環(huán)形混凝土電桿耐久性混凝土的試驗研究表明:通過(guò)摻加粉煤灰或硅粉等可以充分利用Ca(OH)2,不僅減少水泥的用量,而且混凝土強度較高,而且顏色較沒(méi)摻加粉煤灰前顏色深。
通過(guò)對使用專(zhuān)用乳白色的隔離劑產(chǎn)品——橋梁、岔枕、電桿的外觀(guān)對比,效果比較統一,顏色一致,外觀(guān)美觀(guān),完全代替了機油和肥皂水作隔離劑。
對自然養護和低溫養護的鐵路、公路橋梁外觀(guān)質(zhì)量顏色的觀(guān)察對比,較夏期高溫時(shí)間段與蒸汽高溫養護對比,自然養護和低溫養護的產(chǎn)品顏色較深于高溫養護的外觀(guān)顏色,基本接近本色。
通過(guò)對小流動(dòng)性(用水量低)的混凝土產(chǎn)品與高流動(dòng)性的混凝土產(chǎn)品外觀(guān)質(zhì)量對比,小流動(dòng)性的產(chǎn)品外觀(guān)顏色深于高流動(dòng)性的產(chǎn)品外觀(guān)。
6、結論
為了滿(mǎn)足施工和混凝土耐久性的要求,即要保持混凝土的流動(dòng)性,又要控制水灰比,因此在施工中應大量使用高效減水劑,以達到控制水灰比的良好目的,減少Ca(OH)2的析出。在使用減水劑的同時(shí),要求摻加入粉煤灰或硅粉等,提高混凝土強度的同時(shí)增加混凝土的耐久性,消耗水泥水化反應中析出的多余的Ca(OH)2.在混凝土施工前必須對當地的氣候環(huán)境、溫度季節分布進(jìn)行充分的調查,以做好加溫和降溫的準備;同時(shí)做好溫度的觀(guān)察記錄以及時(shí)進(jìn)行施工措施的調整;控制好混凝土的溫度以達到控Ca(OH)2析出量的目的。
通過(guò)對模型的清理,保持其光潔,使用與混凝土基色一致的無(wú)害的隔離劑保持混凝土構件表面顏色的一致性。通過(guò)制定并實(shí)施詳細的施工作業(yè)指導方案,避免混凝土的過(guò)振離析。通過(guò)制定并實(shí)施詳細的鋼模密貼措施保證混凝土施工中不致發(fā)生漏漿、漏水而出現不密實(shí)部位和雜色。通過(guò)制定和組織實(shí)施混凝土施工方案,減少甚至避免混凝土施工的間斷,避免色差。通過(guò)電子計量和增加檢測含水率的頻次,控制混凝土的均一性,避免色差。通過(guò)控制粗細集料的雜物含量,避免不必要的雜色。
通過(guò)這種種措施的控制,達到比較反映混凝土基色的混凝土構件良好的外觀(guān)質(zhì)量,即經(jīng)濟又美觀(guān)而且耐久。
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