清水混凝土的质量与控制

清水混凝土系一次成型,不做任何外装饰,直接采用现浇混凝土的自然色作为饰面,因此要求混凝土表面平整光滑,色泽均匀,无碰损和污染,对拉螺栓及施工缝的设置应整齐美观,且不允许出现普通混凝土的质量通病。本文结合清水混凝土施工情况,对清水混凝土模板体系的设计、制作与安装到混凝土原材料选用、配合比设计、混凝土的浇筑、养护全过程所采取的控制措施。

二、清水混凝土的质量标准

目前国内尚无统一的清水混凝土质量验收标准,我们在参考有关建筑混凝土的技术标准,经场外多次试制各种试样柱,并经业主、设计、监理和施工单位多次讨论研究,在普通结构混凝土验收标准的基础上,制定了如下的质量标准: ①轴线通直、尺寸准确; ②棱角方正、线条顺直; ③表面平整、清洁、色泽一致; ④表面无明显气泡,无砂带和黑斑; ⑤表面无蜂窝、麻面、裂纹和露筋现象; ⑥模板接缝、对拉螺栓和施工缝留设有规律性; ⑦模板接缝与施工缝处无挂浆、漏浆。

三、清水混凝土表面常见质量缺陷及监控对策

　 为做好施工预控工作,必须认真分析清水混凝土面层可能出现的质量缺陷和产生的原因,从而采取有效措施避免发生上述缺陷。根据以往施工经验和国内施工信息,将清水混凝土表面常见质量缺陷分成六大类,它们可能产生的原因和相应的监控对策如表1 所示。

表1  清水混凝土表面常见质量缺陷及监控对策

（一）工程测量放线控制措施

测量放线是土建工程中最为基础的环节，它是保证主体结构外形尺寸满足设计要求的前提，是使主体结构达到清水混凝土的基础，在施工中应抓住以下几点：

1. 施工竖向精度

（1）水准点埋设  水准点是竖向控制的依据，要求一个施工场区内设置不少于3个，点与点间距30－50m，以利于互相通视和校核。水准点应选设在稳定的建筑物上，以便于保存、查找、引测。

（2）高程控制网的布设　 在场区依据已提供的水准点建立高程控制网。

2. 平面轴线投测

根据轴线控制桩，将所需轴线投测到施工平面图上，同一平面上所投测的纵横轴线不得少于2条，以此作为角度、距离的校核。经校核无误后方可在该平面上放出其它相应的设计轴线和细部线。

3. 引测标高

标高基准点的测设必须正确。

（二）钢筋工程控制措施 

要保证基础几何尺寸和模板安装到位，首先要保证钢筋位置准确、不位移，钢筋绑扎正确牢固，保证保护层厚度。为了使混凝土拆除模板后无露筋、保护层过薄现象，达到清水饰面效果，需对钢筋的保护层垫块、钢筋翻样、钢筋制作、钢筋绑扎四个环节层层控制。

1. 保护层垫块

    摒弃铁丝水泥砂浆块，改用塑料卡垫环，钢筋刚好卡入塑料环中，将砂浆垫块的面接触变为点接触，使混凝土浇筑完成后不留痕迹。配置多种规格的塑料卡环，可满足不同规格钢筋的需求。

2. 钢筋翻样 

翻样时必须考虑钢筋的叠放位置和穿插顺序，考虑钢筋的占位避让关系以确定加工尺寸。应重点考虑钢筋接头形式、接头位置、搭接长度、锚固长度等对钢筋绑扎影响的控制点。通长钢筋应考虑端头弯头方向控制，以保证钢筋总长度及钢筋位置准确。 

3. 钢筋制作 

各种钢筋下料及成型的第一件产品必须自检无误后方可成批生产，外形尺寸较复杂的应由配料工长和质检员检查认可后方可继续生产。受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸允许偏差-10mm、+4mm，箍筋（拉勾）内净尺寸允许偏差-3mm、+2mm。

4. 钢筋绑扎 

扎丝多余部分向内弯折，以免因外露造成锈斑，箍筋绑扎时在钢筋上部多绑两道定位箍，箍筋面应与主筋垂直绑扎，主筋与箍筋转角一定要绑扎到位，箍筋端头的平直部分混凝土面保持平行，要注意柱子别出现扭位现象，如发现可将部分箍筋拆除，重新绑扎，注意直螺纹接头位置要尽量避开箍筋，主筋的垫块绑在箍筋上（每个面不少每1.5米于两个）。 

（三）模板体系控制措施

模板是清水混凝土施工的关键，模板支设必须牢固、严密，决不允许在浇筑混凝土时发生跑模和漏浆现象。

1.小设备基础混凝土模板

为提高小设备基础的混凝土外观工艺质量，我们采用了衬模工艺，即在传统的小钢模或大模板内再贴一层薄板，使成型混凝土表面板缝减少，且外表光滑、美观、平整，在选择板材时，小设备基础采用塑料板，在施工中具体操作如下：

（1）模板工艺流程

①塑料板的厚度一般为1.5－2.0mm，厚度对结构尺寸的影响可以不考虑。

②塑料的平面尺寸1m×2m或者1.2 m×2.4m，也可用厂家联系供应符合大部分结构尺寸的板材。

③与小钢模或大模板（钢框、木材板面）的连接：如采用小钢模每2－3块之间垫木板条，然后用4分小铁钉直接将塑料板钉在上面，仅在塑料板缝边缘1cm处，间距以100mm为宜：如果用大模板，可直接钉在板面上。

④施工顺序为小钢模或大模板安装完毕（对拉螺栓暂不安装），然后人下到模板内进行操作，板材从上插入。

⑤板材尺寸提前根据结构尺寸进行放样布置板缝，可以通过选择达到一定艺术效果，板缝以控制在0.0－1.0mm为宜。特别注意紧固模板时的缝收缩而引起塑料板变形，出现凸凹不平，但塑料的热膨胀系数与钢材等的热膨胀系数相近，一般可不作考虑。

⑥模板拆除：先将围檩拆下，利用气割工具将螺栓头割除，剩6.0cm待模板拆除后利用磨光机将螺栓杆头割掉，最后用环氧漆涂杆头。

（2）容易出现的几个质量问题和防治措施

①塑料板安装不平使成型砼表面平整度差，原因：a.塑料板下料尺寸不准；b.板缝间隙小；c.穿对拉螺栓孔不合适或螺栓杆不垂直于模板；d.模板清理不干净，平整度差，使塑料板变形。

②防治措施：a.根据安装好的模板确定塑料板的下料尺寸，拼缝大小一致，可用手工刨子调整板缝；b.穿孔螺栓位置准确，避免斜拉挤压塑料板；c.对模板使用前认真检查并清理；选择平整度较好的模板。

③混凝土棱角不直，边角出现凹陷，原因：混凝土棱角处塑料板固定差，塑料板没有紧贴模板，塑料板翘起。

④防治措施：角模使用小阳角，而角的两个侧面均垫小木条螺栓连接，利用小铁钉间距100mm钉好，板的上下接缝处对齐，固定可靠，防止原浆灌入塑料板与模板之间。

（1）安装塑料板材需注意的几个问题

①对同类型的基础分批施工，采用相同方法安装模板，对塑料板进行编号，再次使用时减少打孔数。

②拆模时要认真仔细，不能生拉硬拽，塑料板材轻取轻放，防止拆坏和变形，从而影响混凝土外观质量。

③安装塑料板后及时浇筑混凝土，防止塑料板长时间曝晒而产生变形。

④砼表面使用普通模板工艺与衬模工艺施工实测结果比较：

作为单位工程的汽机基座，由于它的结构的重要性和长期在人们眼前的展示性，使得各单位在汽机基础施工上下功夫。有的单位采用新的小钢模板工艺，有的单位在基座施工后再进行装修，也有的采用大模板工艺，我在总结以上施工工艺的基础上，并多次请教专家讨论小钢模内衬竹胶合板的施工工艺，也得到大家的一致认可。该工艺克服了传统施工工艺存在的投入大、模板接缝多等特点，效果良好，可以达到了预期目的。其优越性在于保持了原来的模板结构体系，小钢模内衬了周转次数较多的板材，达到了大模板的效果，质量可靠，经济效益和社会效果显著。

（1）结构情况：

汽机基座由底板、支柱、平台结构和底板上的支墩结构四部分组成。基座座落于-5.9m的基岩地基上，底板厚3.4m，长45.4m，宽10～16m，为大体积砼结构。16根0.8～1.0×1.0～1.5m截面柱，净高15m。支柱上部16m平台，长45.4m，宽16m，最厚处为3.68m。平台底标高12.5m，顶标高16.18m，上部约埋设20t铁件。

（2）施工环境及条件：

汽机基座布置于钢结构主厂房内，基座周围有钢结构加热器平台，需保证与周围结构的统一施工。各部位施工的道路和场地在动态的变化中。整体的思路是先施工汽机基座后安装加热器平台结构，从而避免平台支模空间小的困难。支柱的施工为先柱模组装后利用吊车安装，由于柱模安装高度所限，汽机房屋架安装必须在柱模吊装后进行。砼采用集中搅拌站搅拌，罐车运料，泵车直接浇筑和铺管浇筑的施工方法。

（3）工艺原理：

在普通小钢模内衬竹胶合板，两者之间采用M6平头螺栓固定，形成一个整体，基本保持原小钢模板结构体系的刚度。根据结构外形尺寸放样拼组模板，选择接缝位置，砼浇筑后达到大模板效果。利用竹胶合板，表面平整、光滑、不吸水、硬度高等特性，使砼表面达到平整、光滑、细腻，给人以赏心悦目的感觉。

（4）工艺特点：

① 改变了传统的小钢模工艺形成的模板拼缝多，易漏浆、平整度差等缺点，但保持了模板原支撑体系。

② 衬模反复使用次数多。

③ 组合模板整体刚度大，不易变形，可延长振捣时间，砼表面质量好，内实外光。

④ 模板组合后整体就位，操作方便，工效高。

⑤ 高大结构砼，分层连续浇筑，不设施工缝。

（5）施工要点：

基座由上述四部分组成，根据其特点及设计要求，施工也分四部分进行，即基座底板、支柱、16m平台、下部复水器支墩及小平台。基座底板埋入地下，故无需采用此工艺，从支柱、支墩等采用了衬模工艺。

（6）柱子的施工：

15m高柱子一次连续浇筑，采用衬模工艺，中间不留门子板，操作人员下到柱内振捣混凝土。为此原设计柱内箍筋经与外方联系同意将封闭箍筋改为打钩，随浇筑随绑扎。模板在2.5m底板上一次组装成型，一次整体吊装。为了防止模板吊装变形，柱子模板安装在托盘上，起吊点在底部托盘上。

（7）模板的组装：

设计要求支柱做25×25的切角，因此，采用木三角条嵌入并粘贴在竹胶合板上。竹胶合板厚1mm，规格为1m×2m，胶合板与小钢模板采用M6平头螺栓固定，一般每块用3～4个螺栓。由于截面不大，为了美观将柱模板对拉螺栓取消，柱竖向周围采用普通脚手管作围檩，横向围檩采用[16槽钢，根据柱截面尺寸，经计算，1m以上采用双槽钢（2[16]，1m以下采用单槽钢，间距500mm组装完后，用石膏腻子进行勾缝。吊装模板前在胶合板表面擦机油一遍。关于胶合板的脱模剂，考虑模板的面层性质，砼表面的光洁度要求，工地做了多种材料的试验，如刷清漆、机油掺滑石粉、环氧树脂、不刷等，经过比较最后确定的刷机油一遍方法效果很好。

（8） 模板的安装：

模板的安装采用整体吊装方法，选择符合要求的绳具，吊车吊于上部的槽钢制的方框上，上部槽钢框与下部模板托盘用钢丝绳连接，利用倒链调整受力均匀和垂直度。为了防止模板受到柱钢筋的磨损，在模板每一侧增设直径Φ10的竖向钢筋一根，暂时固定于模板上，作为模板安装的导向，安装完模板将其拉出，最后找正固定。柱每隔2米与脚手架支撑系统联成一体，防止柱子变形及倾斜。为了保证柱模板安装就位的垂直度，提前在柱下部抹灰找平。

（9）16m平台的施工：

16m平台施工包括承重脚手支撑系统的安装、底板铺设、底板铁件安装、钢筋绑扎、侧模安装、上部埋件安装、平台上支墩模板固定等工序。

（10） 底板的铺设：

利用经纬仪投上两条主轴线，严格控制各部尺寸、平整度。胶合板的接缝严密，胶合板和钢模板用螺栓固定，局部采用木板补齐，经检查验收合格后进行下一道工序。

（11）底板铁件的安装

提前验收铁件的焊缝高度、平整度、靠模板侧的铁件面刷防锈漆2遍。在底模上用油漆标出铁件位置，铁件与底模间用M6螺栓固定。

（12）侧模安装

　侧模板整体垂直组装，然后整体位移就位，用模板连接角模与底模相连。固定使用对拉螺栓，拆除时将螺杆拉出，重复使用。

(四) 混凝土工程控制措施

1.混凝土配制：

清水混凝土要颜色一致，则要求所用的材料一致。根据气温情况选择水泥和外加剂，确定入模温度。外掺剂采用缓凝时间达4～6小时的H2-1。缓凝时间要增长一些，主要考虑由于各种故障使砼无法连续浇筑时形成结构影响受力和外观工艺的施工缝。而且要有利于提高混凝土的内在质量和外观效果。混凝土应取样试配，按试配的配合比施工，严格控制坍落度。

（1）对水泥的要求 

水泥的选用为整个混凝土工程生产施工的基础，选用的水泥应具有活性好、标准稠度用水量小、水泥与外加剂间的适应性良好、并且原材料色泽均匀一致的特性，严格控制水泥的各项技术指标 

（2）对骨料的要求 

粗骨料选用的原则是强度高，连续级配好，低缄活性，并且同一颜色的碎石，产地、规格、必须一致，而且含泥量小于2%，大于5mm的纯泥含量要小于0.5%，骨料不得带杂物。细骨料选用中粗砂，必须细度模数在2.3以上，颜色一致，其含泥量要控制在3%以内，大于5mm的纯泥含量要小于1%。 

（3）对外加剂的要求 

选用的外加剂必须减水效果明显，能够满足混凝土的各项工作性能。

（4） 超细掺合料 

掺和料应能增强混凝土的和易性，并且部分替代水泥，改善混凝土的施工性能，减少水泥石中的毛细孔数量和分布状态，且有助于对碱-集料活性的抑制，有利于提高混凝土的耐久性。 粉煤灰的主要性能应符合国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规程》。掺入超细矿渣，以改善混凝土的孔结构。超细矿渣的比表面积大于4500cm2/g 。 

（5） 对商品混凝土塌落度的要求 

混凝土浇筑以汽车泵为主、塔吊为辅的方式浇筑，为了保证泵送能顺利进行，要求入泵时坍落度严格控制在18cm到13cm。 混凝土搅拌站根据气温条件、运输时间（白天或夜天）、运输道路的距离、砂石含水率变化、混凝土坍落度损失等情况,及时适当地对原配合比（水胶比）进行微调，以确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要，混凝土不泌水、不离析，色泽保持一致，确保混凝土供应质量。 

（6）对混凝土和易性的要求 

为了保证混凝土在浇筑过程中不离析，要求混凝土要有足够的粘聚性，在泵送过程中不泌水、不离析。《混凝土泵送施工技术规程》规定泵送混凝土10s时的相对压力泌水率不得超过40%，因此要求搅拌站供应的混凝土泌水速度要慢，以保证混凝土的稳定性和可泵性。 

（7）对混凝土初凝时间的要求 

为了保证混凝土浇筑不出现冷缝，根据当前气候，要求商品混凝土在结构施工期间的初凝时间保证在6-8h。 当气候有变化时，要求混凝土搅拌站提供不同温度下、单位时间内的塌落度损失值，以便现场能够掌握混凝土罐车在现场的停置时间，浇筑混凝土时，搅拌站要派一名调度现场调配车辆，以便根据混凝土浇筑情况随时调整混凝土罐车的频率。 

（8）对混凝土的进场检验 

严格执行混凝土进场交货检验制度。由商品混凝土搅拌站人员向现场混凝土工长指派的人员逐车交验，交验的内容有目测混凝土外观色泽、有无泌水离析，实验员对每车的坍落度进行取样实验，是否符合商品混凝土小票规定的技术要求，并作好记录。如遇坍落度大于18和小于13 cm的混凝土必须退回搅拌站，严禁使用。 

（9）配合比优化设计 

混凝土配合比设计应在满足对混凝土强度和抗渗等级控制碱-集料反应的前提下必须具有良好的施工性能、良好的耐久性和满足清水混凝土的特殊要求。为优选出强度、抗渗等级符合要求，施工性能优良（坍落度及经时坍落度损失、凝结时间符合要求，不泌水、离析，可泵性好），拌合物色泽均匀，符合混凝土总碱含量控制在规定范围的配合比，经试配，我们将采用以下配合比，并在施工中严格按此配比，不得随意更改，配合比详见下表： 

配合比在天气变化时，在进行试配后，优化调整，以确保颜色无明显变化。

2. 混凝土浇捣

混凝土浇筑是保证混凝土外观的重要环节。在正式浇筑混凝土前做好交底工作，落实操作人员岗位职责、作业班次、交接时间和交接制度，做好气象情况收集工作。要求每次对罐车运输的混凝土进行检查，发现过稀过稠均不得使用。塌落度严格控制在8～14cm范围内。对混凝土的振捣时间适当延长保证混凝土表面光滑、无麻面，无气泡。因模板的密封很好，侧面几乎不透气，为此，振捣不怕跑浆，气泡必须从混凝土顶溢出。一般每点振捣30～35s。混凝土分层浇筑，每层浇筑厚度不超过1.25倍振捣有效半径，混凝土下料点分散布置，连续进行浇筑；插入式振捣棒移动间距不大于振捣棒作用的1.5倍，每一振点延续时间以表面出现浮浆和不再沉落为度。

基座平台这一大体积混凝土浇筑时，采用泵管2套，泵浇筑从一头阶梯状浇筑的方法。浇筑前讨论确定方案，并编制专门的措施，经审批后，浇筑前进行交底。严格执行混凝土的配合比、搅拌时间、入模温度、保温措施、测温、砼下料振捣工艺纪律，工地派振捣混凝土经验丰富的人值班监督。

3. 混凝土养护

混凝土的早期养护应派专人负责，使混凝土处于湿润状态，养护时间应能满足混凝土硬化和强度增长的需要，使混凝土强度满足设计要求。为避免形成和减小清水混凝土表面色差,抓好混凝土早期硬化期间的养护十分重要。清水混凝土各构件的侧模根据当地气候与预留砼试块试压强度是否达规范规定时方可拆除。模板拆除后其表面养护的遮盖物不得直接用草垫或草包铺盖,以免造成永久性黄颜色污染,应采用塑料薄膜严密覆盖养护。养护时间一般不得少于14d。

4. 成品保护

(1)混凝土拆模应先退出对拉螺栓的两端扣件再拆模，拆下的模板应轻拆轻放。拆模时，不得碰撞清水混凝土结构。混凝土浇筑成型后，用刷漆的角钢将边角包起以免使阴阳角受损，影响清水混凝土外观质量。 

(2)混凝土拆模后立即进行养护，先涂刷养护剂，将彩条编织布自明缝处用尼龙绳从穿墙孔处固定，彩条布上口应封严，覆盖混凝土面以防污染。 

(3)每次浇筑混凝土前，在下口处用三夹板做一个50-100mm的檐口，防止水泥浆污染下层墙面。浇筑时对偶尔出现的流淌的砂浆立即擦洗干净。 

(4)清水混凝土面须先按具体要求作好预埋，并预留剔凿量，尽量避免事后剔凿。

五、结论

    采用清水混凝土的施工工艺，虽然会增加工料的投入，但却为初装饰工程提供了极大的方便，可以减少湿作业量，如果将该工艺用于民用建筑可以提高住宅的实用率，增加业主的卖点。其综合经济效益和社会效益是可观的。清水混凝土技术已能推广运用与公共建筑中，但需要加强其耐久性的研究，寻求一种能够永远保护混凝土的新材料，以防止裸露在大气环境中的清水混凝土表面发生碳化而影响结构安全、耐久和外观质量。

王义圣