一种清水混凝土材料及制备方法与流程

本发明属于建筑工程中的混凝土技术领域，特别涉及一种清水混凝土材料及制备方法。

背景技术：

清水混凝土是指以混凝土浇筑后形成的原表面或以透明保护剂做保护性处理的混凝土表面作为其外表面，通过混凝土本身的颜色和质感以及精心设计精确施工的外观质量来表现美观效果的现浇混凝土工程。由于其混凝土结构不需要装饰，舍去了涂料、饰面等化工产品，且混凝土结构一次成型，不剔凿修补、不抹灰，减少了大量建筑垃圾，有利于保护环境，是一种名副其实的绿色混凝土。同时，清水混凝土避免了抹灰开裂、空鼓甚至脱落的质量隐患，减轻了结构施工的漏浆、楼板裂缝等质量通病，相比普通混凝土，清水混凝土在质量及环保等方面优势突出。

混凝土原材料包括水泥、石子、外加剂、掺合料、水6种成分，这些原材料的选择与配合比设计直接影响其外观质量及耐久性，而清水混凝土又不同于一般的混凝土，对外观质量及耐久性要求更高，所以在满足混凝土浇筑工作性能与耐久性的前提下，保证清水混凝土较高的外观质量，对清水混凝土进行原材料选择及制备、配合比设计是需要研究解决的问题。

目前，国内清水混凝土尚处于发展阶段，属于新兴的工艺，但其优异的性能特点，使其必然具有广阔的发展空间。

因此，如何提供一种外观平整、色泽稳定、表面光洁且可适用于浇筑复杂纹理空间结构的清水混凝土，就成为建筑施工界需要进一步解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种外观平整、色泽稳定、表面光洁且可适用于浇筑复杂纹理空间结构的清水混凝土及制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种清水混凝土材料，它包括：水泥、高钙粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂以及水按照一定的比例配合而成。水泥、粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂和水的质量比为(280～290)∶(70～80)∶(750～800)∶(1000～1100)∶(4.0～5.0)∶(150～160)。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的清水混凝土材料，属于清水混凝土，具有外观平整、色泽稳定、表面光洁且可适用于浇筑复杂纹理空间结构的特点，性能优异，具有一定的推广空间。而且，本发明的清水混凝土材料，具有用水量减少、含气量低、水化热低、混凝土匀质性及材质长期稳定性的优点，克服了色差气孔的缺陷、

进一步地，所述水泥、高钙粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂和水的质量比为：286:70:770:1022:4.44:160。

进一步地，所述粗骨料为石子，所述石子粒径为5mm～20mm，石子孔隙率≤40％，连续级配、低碱活性，必须为同一颜色、产地、规格的，含泥量小于等于0.5％，泥块含量不大于0.2％，以减少混凝土的离散性，增强和易性、降低内部缺陷。

进一步地，所述粗骨料的表观密度≥2.65g/cm³。

进一步地，所述粗骨料的颗粒形状为圆球或立方体，其他形状的粗骨料成分加以限制，控制在2％以下，以减少空隙率，增强粘聚力以及和易性。

进一步地，所述粉煤灰为Ⅰ级高钙粉煤灰。其中，CaO含量达到10％～15％，减水效果好，早期强度发展快，颜色亮，并控制高钙粉煤灰含碳量(3％～5％)，降低需水量，整体提高高钙粉煤灰亮度。高钙粉煤灰色泽偏黄，亮度高，有利于清水混凝土外观颜色，且减水效果好，早期强度高。降低粉煤灰含碳量，可降低用水量，提高粉煤灰亮度。

进一步地，所述细骨料为细度模数2.5～2.8的河砂，明度最高，且质地细密，要求连续级配、低碱活性、颜色、产地、规格一致，含泥量不大于1％，泥块含量不大于0.5％；从而杂质含量低，含泥量低，对混凝土颜色及强度影响小，颗粒圆滑、明度高。

本发明还提供了前述的清水混凝土材料制备方法，该制备方法包括：

按照水泥、高钙粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂和水的质量比为(280～290)∶(70～80)∶(40～80)∶(750～800)∶(1000～1100)∶(150～160)准备材料；

先向搅拌机投入水泥、高钙粉煤灰、细骨料搅拌，再加入外加剂和水搅拌，最后加粗骨料搅拌；

搅拌完成后，混凝土搅拌出机的坍落度为175±15mm，水胶比为0.40～0.46。

进一步地，所述水泥采用同一厂家同一批号的P.042.5普通硅酸盐水泥，烧失量小于5％，80微米方孔筛筛余不得超过10％，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。

附图说明

本发明的一种清水混凝土材料及制备方法由以下的实施例及附图给出。

图1是本发明实施例三中P.042.5水泥的质量指标及试验结果；

图2是本发明实施例三中C50清水混凝土配合比清单；

图3是本发明实施例三中4种配合比清水混凝土试验试块的示意图。

具体实施方式

实施例一

本发明的一种清水混凝土材料，它包括：水泥、高钙粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂以及水按照一定的比例配合而成。其中，水泥采用同一厂家同一批号的P.042.5普通硅酸盐水泥，烧失量小于5％，80微米方孔筛筛余不得超过10％，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。采用普通硅酸盐水泥，明度平均值较高。高钙粉煤灰为Ⅰ级高钙粉煤灰。其中，CaO含量达到10％～15％，减水效果好，早期强度发展快，颜色亮，并控制高钙粉煤灰含碳量(3％～5％)，降低需水量，整体提高高钙粉煤灰亮度。高钙粉煤灰色泽偏黄，亮度高，有利于清水混凝土外观颜色，且减水效果好，早期强度高。降低粉煤灰含碳量，可降低用水量，提高粉煤灰亮度。

细骨料为细度模数2.5～2.8的河砂，明度最高，且质地细密，要求连续级配、低碱活性、颜色、产地、规格一致，含泥量不大于1％，泥块含量不大于0.5％；从而杂质含量低，含泥量低，对混凝土颜色及强度影响小，颗粒圆滑、明度高。粗骨料为粒径5mm～20mm的石子，石子孔隙率控制在40％以内，连续级配、低碱活性，必须为同一颜色、产地、规格的，含泥量小于等于0.5％，泥块含量不大于0.2％，以减少混凝土的离散性，增强和易性、降低内部缺陷。

粗骨料的表观密度≥2.65g/cm³。外加剂为麦斯特普通泵送剂8860，可以减少塌落度损失及收缩值，减少混凝土表面收缩裂缝。水为自来水。

在整个过程中，控制有机物及粉尘含量，保证表面颜色、平整度及密实度，防止后期腐蚀(进气进水、对色泽有所影响、长期色泽等的稳定)。本发明所制备的混凝土配方如下：水泥、高钙粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂和水的质量比为(280～290)∶(70～80)∶(750～800)∶(1000～1100)∶(4.0～5.0)∶(150～160)。

采用前述配方制备的清水混凝土材料，属于清水混凝土，具有外观平整、色泽稳定、表面光洁且可适用于浇筑复杂纹理空间结构的特点，性能优异，具有一定的推广空间。

在本实施例中，更优选地，水泥、高钙粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂和水的质量比为：286:70:770:1022:4.44:160。制作而成的清水混凝土强度为C50，坍落度为175±15mm，水胶比为0.40～0.46。

实施例二

本发明还提供了前述的清水混凝土材料制备方法，该制备方法包括：

按照水泥、高钙粉煤灰、细骨料、粗骨料、外加剂和水的质量比为(280～290)∶(70～80)∶(750～800)∶(1000～1100)∶(4.0～5.0)∶(150～160)准备材料；

先向搅拌机投入水泥、高钙粉煤灰、细骨料搅拌，再加入外加剂和水搅拌，最后加粗骨料搅拌；

搅拌完成后，混凝土搅拌出机的坍落度为175±15mm，水胶比为0.40～0.46。

当然，粗骨料的颗粒形状以圆球或立方体为佳，对针片状颗粒要加以限制，用于清水混凝土工程的针片状颗粒粗骨料的含量宜控制在2％以下。若含有较多的针状、片状颗粒，将增加混凝土的空隙率，使集料界面粘结力下降，混凝土拌合物的和易性降低；而且针片状颗粒受力时容易折断，影响混凝土的强度。

实施例三

以某工程为例，详细说明本发明的清水混凝土材料及其制备方法。

本工程地上部分共有140根清水混凝土柱，包括柱身及顶部种植台盆，造型复杂，外观精美。清水混凝土柱柱身表面流线不规则，呈自然褶皱状，截面为方型，四角为R250倒圆角，尺寸为830x830～1230x1230。柱顶种植台盆根据规模形状可分为大、中、小及不规则4种类型，内置景观树，台盆表面同含褶皱，为复杂双曲面，由柱身平滑过渡至顶，台盆截面尺寸为2695x2695～5807x5807。

景观区域同时分布有21个方形空心种植池，池顶轮廓不同，尺寸为3500x3500～7500x7500，竖向挡墙高度为500mm～2000mm。种植池兼挡土及景观作用，内外表面均为清水效果，其外表面带褶皱纹理。

本工程采用的水泥为海螺水泥股份有限公司生产的强度等级为P.042.5普通硅酸盐水泥，并按现行的国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)进行验收。P.042.5水泥的质量指标及试验结果如图1所示。

确定好材料的用量之后，对选定的每一组混凝土配合比都要进行试配。应根据工程实际需要，对混凝土拌合物的性能进行详细充分的检测，同时可成型试体，用于检测混凝土的力学性能，如抗压、抗冻、抗渗等。

综合强度、混凝土工作性、试块气泡色泽、实际用水量、实测坍落度、坍落度经时损失、含气量、混凝土收缩和水化热控制等因素考虑，本项目进行了4种配合比试验、泵送混凝土的泵送试验、耐振性试验等。最终，经与业主、建筑师及监理讨论从4种配合比中选定了如图2所示的配合比。4种配合比清水混凝土试验试块如图3所示。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求范围。