第４１卷第５期 ２０１５年１０月 四川建筑科学研究 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ １４７ 劲性混凝土结构清水混凝土的配比设计与施工技术 王军强 （江苏建筑职业技术学院，江苏徐州摘２２１１１６） 要：清水混凝土应用于图书馆工程是实现绿色低碳施工的重要途径，施工的难点和重点是解决清水混凝土表 面色差问题以及清水混凝土在八边形柱、斜柱、梁柱节点和楼板体系施工中的技术难题。通过试配确定清水混凝 土基准色，控制清水混凝土配比和配置技术、模板施工技术措施、钢筋施工技术措施、混凝土施工技术措施、混凝土 养护技术措施和表面缺陷修复技术措施，实现清水混凝土的整体施工质量，达到设计要求的清水混凝土外观效果， 为清水混凝土成功应用提供参考。 关键词：清水混凝土；表面色差；绿色施工；施工技术措施；外观效果 中图分类号：ＴＵ ７５５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００８—１９３３（２０１５）０５—１４７—０４ Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｆａｉｒ－ｆａｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＷＡＮＧ Ｊｕｎｑｉａｎｇ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１ １ １６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆａｉｒ—ｆａｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｏ ｔｈｅ ｌｉｂｒａｒｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｗａｙ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｇｒｅｅｎ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ．Ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｄｉｆｒｅｅｎｃｅｓ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｏｌｏｒ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｃｔａｇｏｎ ｃｏｌｕｍｎ，ｉｎｉｎｃｌｉｎｅｄ ｃｏｌｕｍｎ，ｂｅａｍ—ｃｏｌｕｍｎ ｊｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｆｌｏｏｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｂａｓｅ ｃｏｌｏｒ ｏｆ ｆａｉｒ—ｆａｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｆｏｒｍｗｏｒｋ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｓｔｅｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｆｅｃｔ ｒｅｐａｉｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｒｔｙ ｏｆ ｆａｉｒ— ｆａｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆａｉｒ－ ｆａｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆａｉｒ—ｆａｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｄｉｆｆｒｅｅｎｃｅｓ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｏｌｏｒ；ｇｒｅｅｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｍｅａｓｕｒｅ；ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ １ 工程概况 徐州某校图书馆工程（以下简称图书馆工程） 坐落于徐州南郊风景文化区，建筑用地面积５４８４８ ｍ ，总建筑面积２７８９６ ｉｎ ，地下１层，地上５层。建 筑容积率０．４９，绿化率５７．４％，建筑屋面高度２３．８０ ｍ。 建筑设计使用年限５０年，结构安全等级二级， 结构类型为钢筋混凝土框架结构，局部钢结构。该 工程主体承载体系采用型钢混凝土柱和梁，要求达 到清水混凝土的装饰外观要求，表面采用水性氟碳 的应用实践。 图书馆工程中框架梁和柱采用清水混凝土，混 凝土强度等级为Ｃ４０～Ｃ５０。考虑柱子和梁大部分 采用劲性混凝土结构，钢筋、型钢处于截面核心区 域，间距密集，混凝土振捣棒下插和移位比较困难。 图１为某类型的劲性混凝土柱，柱截面尺寸为八边 形，柱截面中放置了带剪切键的型钢，型钢钢板壁厚 ３０ ｍｍ、高３００ ｍｍ、宽２００ ｍｍ，柱纵向配筋１６根直 漆。工程的难点是清水混凝土在劲性混凝土结构中 收稿日期：２０１４－０８—１３ 作者简介：王军强（１９７３一），男，陕西渭南人，副教授，研究方向：钢 筋混凝土结构。 基金项目：住房和城乡建设部２０１１年研究开发项目（２０１１一Ｋ３－２５）； 江苏省建设系统科技项目（ＺＤ１９） Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇｊｕｎｑｉａｎｇ７３９９＠１６３．ｃｏｍ 图１ 劲性混凝土柱配筋示例 Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｒｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅ １４８ 四川建筑科学研究 第４１卷 径２５ ｍｍＨＲＢ４００钢筋，箍筋采用复合箍筋。图２为 某类型的劲性混凝土梁配筋示意图。图３为斜柱透 称均匀，对拉螺栓孔眼排列整齐，孔洞封堵匀称美 观。清水混凝土的使用环境为二类，设计使用年限 为５Ｏ年。 ２）原材料要求 根据设计要求试配，确定混凝土表面的颜色。 根据所确定的混凝土自然质感色调，确定清水混凝 视图，斜柱竖向高度９６００ ｍｌＴｌ，挑出长度５２５０ ｍｍ， 与竖向夹角２８．７。，斜柱长度超过１０．９ ｍ，清水混凝 土浇筑振捣成型及外观质量控制是施工重点。 尺寸详平面 ￥１６平头焊接栓钉 尺寸详平面 ￥１６平头焊接栓钉 土的原材料组成，包括水泥品种级别、掺合料类型、 外加剂类型、砂石骨料的品种和粒径等，要求满足试 配要求的色差。 水泥选用硅酸盐水泥Ｐ．０４２．５，初凝时间为 １６０ ｒａｉｎ，终凝时间为２３０ ｍｉｎ，３ ｄ和２８ ｄ抗压强度 图２劲性混凝土梁配筋示例 Ｆｉｇ．２ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍ ｂａｒｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅ 分别为２６．２ ＭＰａ和５２．０ ＭＰａ。 掺合料选用Ｉ级粉煤灰和￥９５矿渣粉。Ｉ级粉 煤灰细度为７．０％，需水量为９３％，烧失量为 １．９２％。￥９５矿渣粉密度２．９１ ｏｍ ，流动度１０％， 烧失量０．７４％，比表面积４２５ ｍ ／ｋｇ，活性指数７ ｄ 和２８ ｄ分别为７８％和９７％。 混凝土外加剂采用聚羧酸高性能减水剂，减水 率２６．３％，１ ｈ经时变化量４０ ｍｍ，ｐＨ值５．８２。 砂采用河沙，含泥量０．６％，泥块含量０．３％，细 图３劲性斜柱示意 Ｆｉｇ．３ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎｃｌｉｎｅｄ ｃｏｌｕｍｎ ｄｉａｇｒａｍ 度模数为２．８，级配区为Ⅱ区。石子采用碎石，质地 坚硬，强度高，产源地稳定，色泽稳定，针片状颗粒含 量２％，含泥量０．４％，泥块含量≤０．１％，石子堆积 空隙率≤４０％，石子最大粒径≤２０ ｍｌＴｌ，由５～２０ ｍｌｎ连续级配配置。 在施工实践中，劲性混凝土结构的施工存在一 些技术瓶颈问题，如因混凝土截面内配置了型钢，周 围配置密集的钢筋，若采用普通的混凝土浇筑成型， 存在下料难、振捣难、密实成型难等诸多问题，成型 后混凝土的外观质量不良。采用清水混凝土，要能 保证混凝土外观色泽基本一致、气泡少且分散的外 ３）配比设计 根据清水混凝土的配置要求，本工程依据 ＪＧＪ５５－－２０１０《普通混凝土配合比设计规程》、 ＪＧＪ２８３－－２０１２《自密实混凝土应用技术规程》、 ＪＧＪ１６９－－２００９《清水混凝土应用技术规程》、 ＧＢＴ５００８２－－２００９（（普通混凝土长期性能和耐久性能 试验方法标准》和ＧＢ ５０１１９ ００３《混凝土外加剂 应用技术规范》进行清水混凝土的配比设计。要求 所配置的混凝土满足结构设计的强度要求Ｃ４０，满 足工作性要求，坍落度１５０～１６０ ｍｍ，９０ ｍｉｎ坍落度 经时损失少于３０ ｍｒｎ，混凝土试配满足色差要求，表 面无明显的色差、气泡和印痕，色泽基本一致，含气 量控制在４％之内。试配优化后的清水混凝土配合 比见表１。清水混凝土的性能和外观质量见表２。 观质量要求。 ２清水混凝土的配置技术 １）设计要求 设计要求图书馆工程框架结构采用清水混凝 土，外观质量达到清水混凝土的自然质感要求，不需 要刮腻子，利用拆模后的混凝土本色作为外装饰效 果。清水混凝土要求成型混凝土色调一致，在可视 范围内无明显色差。明缝线条通顺，位置规律整齐， 深度一致，颜色一致，水平交圈。蝉缝横平竖直，对 表１ 清水混凝土的配合比设计 Ｔａｂｌｅ １ Ｍｉｘ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｆａｉｒ．ｆａｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ （ｋｇ／ｍ。）
