劲性混凝土结构清水混凝土的配比设计与施工技术.pdf

第 4 1 卷第 5期 2 0 1 5年 1 0月 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 1 4 7 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2 2 1 1 1 6 ) 摘要： 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 ： T U 7 5 5 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 5 ) 0 51 4 70 4 Pr o po r t i o n i n g de s i g n a n d c o n s t r u c t i o n t e c h no l o g y o f f a i r - f a c e d c o n c r e t e u s e d i n s t e e l r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e W AN G J u n q i a n g ( J i a n g s u I n s t i t u t e o f A r c h i t e c t u r a l T e c h n o l o g y ， X u z h o u 2 2 1 1 1 6 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Ap p l i c a t i o n o f f a i r f a c e d c o n c r e t e t o t h e l i b r a r y c o n s t r u c t i o n i s t h e i mp o r t a n t wa y t o r e a l i z e g r e e n l o w c a r b o n c o n s t ru c t i o n T h e k e y p r o b l e m a n d c o n s t ru c t i o n d i f f i c u l t y f o c u s e d o n s o l v i n g t h e p r o b l e m o f c o n c r e t e d i ff r e e n c e s i n s u rf a c e c o l o r a n d t e c h n i c a l p r o b l e ms i n c o n s t r u c t i o n o f o c t a g o n c o l u m n ， i n i n c l i n e d c o l u mn ， b e a m c o l u m n j o i n t s a n d fl o o r s y s t e m T h r o u g h e x p e ri m e n t ， b a s e c o l o r o f f a i r f a c e d c o n c r e t e w a s d e t e r mi n e d B y c o n t r o l l i n g t h e wa t e r c o n c r e t e p r o p o r t i o n i n g o p t i mi z a t i o n a n d c o n fi g u r a t i o n t e c h n o l o gy ， t h e f o rm w o r k c o n s t ruc t i o n t e c h n i c a l me a s u r e s ， s t e e l c o n s t ruc t i o n t e c h n i c a l me a s u r e s ，c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n t e c h n i c a l me a s u r e s ，c o n c r e t e c u ri n g t e c h n i c a l me a s u r e s a n d s u rf a c e d e f e c t r e p a i r c o n c r e t e c u rin g t e c h n o l o g y me a s u r e s ， t o a c h i e v e t h e o v e r all c o n s t ru c t i o n q u a l i t y o f f a i r f a c e d c o n c r e t e， t o me e t t h e d e s i g n r e q u i r e me n t s o f c o n c r e t e a p p e a r a n c e， w h i c h p r o v i d e s r e f e r e n c e f o r t h e s u c c e s s f u l a p p l i c a t i o n o f f a i r - f a c e d c o n c r e t e Ke y wo r ds： f ai r f a c e d c o n c r e t e； d i f f r ee nc e s i n s u rfa c e c o l o r ； gre e n c o ns t r uc t i o n； c o n s t ruc t i o n t e c h ni q ue me a s ur e； a p pe ara nc e e f f e c t 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 5 4 8 4 8 m ， 总建筑面积 2 7 8 9 6 i n ， 地下 1层 ， 地上 5层 。建 筑容积率 0 4 9， 绿化率 5 7 4 ， 建筑屋面高度 2 3 8 0 m。 建筑设计使用年 限 5 0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 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 ： 2 0 1 4 - 0 8 1 3 作者简介 ： 王军强 ( 1 9 7 3一) ， 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 2 0 1 1年研究 开发项 目( 2 0 1 1 一 K 3 - 2 5 ) ； 江苏省建设 系统科技项 目( Z D 1 9) Ema i l ： w a n g j u n q i a n g 7 3 9 9 1 6 3 c o m 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 C 4 0C 5 0 。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 3 0 mm、 高 3 0 0 m m、 宽 2 0 0 m m， 柱纵向配筋 1 6根直 图 1 劲性混凝土柱配筋示例 F i g 1 S t r e n g t h r e i n f o r c e d c o n c r e t e c o l u m n b a r s c o n fig u r a t i o n e x a m p l e 1 4 8 四川建筑科学研究 第 4 1 卷 径 2 5 m mH R B 4 0 0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 视图 ， 斜柱竖 向高度 9 6 0 0 m lT l ， 挑 出长度 5 2 5 0 m m， 与竖向夹角 2 8 7 。 ， 斜柱长度超过 1 0 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 $ 1 6 平头焊 接栓 钉 尺寸 详平 面 $ 1 6 平头 焊接 栓钉 图 2 劲性混凝土梁配筋示例 Fi g 2 St r e n gt h r e i nf o r c e d c o nc r e t e be am bar s c o nfigur at i on e xa mpl e 图 3 劲性斜柱示意 Fi g 3 St r e ng t h r e i nf o r c e d c o nc r e t e i nc l i ne d c o l u m n di ag r a m 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 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 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 5 O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 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 0 4 2 5 ， 初 凝 时间 为 1 6 0 ra i n ， 终凝时间为 2 3 0 m i n ， 3 d和 2 8 d抗压强度 分别为 2 6 2 MP a 和 5 2 0 M P a 。 掺合料选用 I 级粉煤灰和 $ 9 5矿渣粉 。 I 级粉 煤灰 细 度 为 7 0 ， 需 水 量 为 9 3 ， 烧 失 量 为 1 9 2 。$ 9 5矿渣粉密度 2 9 1 o m ， 流动度 1 0 ， 烧失量 0 7 4 ， 比表面积 4 2 5 m k g ， 活性指数 7 d 和 2 8 d分别为 7 8 和 9 7 。 混凝 土外加剂采用 聚羧酸高性能减水剂 ， 减水 率 2 6 3 ， 1 h经时变化量 4 0 m m， p H值 5 8 2 。 砂采用河沙 ， 含泥量 0 6 ， 泥块含量 0 3 ， 细 度模数为 2 8 ， 级配区为 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 4 0 ， 石 子最 大粒径 2 0 m l T l ， 由 52 0 m l n连续级配配置。 3 ) 配比设计 根据 清 水 混 凝 土 的 配 置 要 求 ， 本 工 程 依 据 J G J 5 5 -2 0 1 0 普 通 混 凝 土 配 合 比设 计 规 程 、 J G J 2 8 3 -2 0 1 2自密 实 混 凝 土 应 用 技 术 规 程、 J G J 1 6 9 -2 0 0 9清 水 混 凝 土 应 用 技 术 规 程 、 G B T 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 ( ( 普通混凝土长期性能和耐久性能 试验方法标准 和 G B 5 0 1 1 9 0 0 3 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 C 4 0 ， 满 足工作性要求 ， 坍落度 1 5 01 6 0 mm， 9 0 mi n 坍落度 经时损失少于 3 0 mr n ， 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 。 表 1 清水 混凝 土的配合比设计 T a b l e 1 Mi x d e s i g n o f f a i r f a c e d c o n c r e t e ( k g m。 )