摘要：清水混凝土具有高工作性，耐久性、高外觀飾面要求等諸多優(yōu)越性能的混凝土。為配制這種混凝土提出優(yōu)選原材料和利用正交設(shè)計(jì)原理優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)等措施，提高了混凝土的施工性能和飾面效果等，并有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：清水混凝土；正交設(shè)計(jì)；樣板構(gòu)件；泌水
1．清水混凝土配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)
清水混凝土有很高的表面色澤和光潔度的質(zhì)量要求，要求澆筑飾面清水混凝土要保持自然色，表面色澤均勻，顏色一致，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)選出滿足強(qiáng)度等級(jí)要求，施工性能良好的混凝土是確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量控制的關(guān)鍵措施。
試驗(yàn)以砂率、水泥用量、粉煤灰用量、外加劑摻量等4 個(gè)因素進(jìn)行C30 混凝土合理正交設(shè)計(jì)，以新拌混凝土工作性、硬化混凝土強(qiáng)度為考核指標(biāo)，同時(shí)輔以觀察樣板構(gòu)件的外觀、色澤質(zhì)量以達(dá)到優(yōu)化清水混凝土配合比設(shè)計(jì)的目的。
2．原材料的選用
2.1 對(duì)水泥的要求
水泥的選用為整個(gè)混凝土工程生產(chǎn)施工的基礎(chǔ)，選用的水泥應(yīng)具有活性好，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小，水泥與外加劑間的適應(yīng)性良好，并且原材料色澤均勻一致的特性，水泥含堿量小以防止混凝土硬化收縮而引起的開裂，擬選用河北唐山冀東水泥廠生產(chǎn)的P.O.42.5R 普通硅酸鹽低堿水泥，要求采用同一批熟料，其主要技術(shù)參數(shù)見表1。
2.2 對(duì)骨料的要求
粗骨料選用的原則是強(qiáng)度高,連續(xù)級(jí)配好,低堿活性,并且同一顏色的碎石、產(chǎn)地、規(guī)格必須一致，而且含泥量小于1.5%，骨料不得帶雜物。細(xì)骨料選用中粗砂，細(xì)度模數(shù)在2.3 以上，顏色一致，其含泥量要控制在1.5%以內(nèi)，泥塊含量要小于1%。[2]
石子選用河北三河機(jī)碎石，最大粒徑為25mm，砂選用北京密云中砂，細(xì)度模數(shù)為2.7。砂主要性能和篩分結(jié)果見表2。
2.3 對(duì)外加劑的要求
選用的外加劑必須減水效果明顯，有非引氣、低堿、有效控制混凝土泌水及增強(qiáng)性能，同時(shí)具有減少混凝土收縮等特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)比較選用北京慕湖外加劑有限公司生產(chǎn)的SM 型三聚氰胺系減水劑。經(jīng)凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)確定其最佳摻量為2.1%。外加劑性能見表4。
2.4 超細(xì)摻合料
摻和料應(yīng)能增強(qiáng)混凝土的和易性，節(jié)約水泥用量，改善混凝土的流動(dòng)性，減少水泥石中的毛細(xì)孔數(shù)量和分布狀態(tài)，提高混凝土的密實(shí)度，且有助于對(duì)堿-集料活性的抑制，有利于提高混凝土的耐久性。
粉煤灰選用天津軍電合利Ⅰ級(jí)粉煤灰,其主要性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)程》，其主要技術(shù)指標(biāo)見表5。
2.5 水
自來(lái)水
3．配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)
混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足對(duì)混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)控制堿-集料反應(yīng)的前提下必須具有良好的施工性能和滿足清水混凝土的特殊要求?？紤]到清水混凝土中摻加粉煤灰摻量過(guò)多會(huì)在振實(shí)混凝土過(guò)程中粉煤灰與水泥分離、使分布不均勻，影響混凝土的鏡面效果，故需經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定其最佳摻量；由于摻加外加劑容易產(chǎn)生氣泡，在不大量增加混凝土氣泡的情況下改善混凝土的和易性，滿足混凝土產(chǎn)生鏡面效果的條件來(lái)確定外加劑的最佳摻量。
3.1 正交試驗(yàn)
本試驗(yàn)以砂率、水泥用量、粉煤灰用量、外加劑用量4 個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)研究，以新拌和易性、坍落度、硬化混凝土強(qiáng)度為考核指標(biāo)，輔以觀察樣板構(gòu)件的外觀、色澤質(zhì)量?jī)?yōu)化清水混凝土配合比。正交設(shè)計(jì)的因素與水平表見表6；正交試驗(yàn)方案L9(43)見表7；正交試驗(yàn)結(jié)果見表7；部分試驗(yàn)極差計(jì)算結(jié)果見表8。
3.2 試驗(yàn)結(jié)果討論：
分析表9 可知各因素對(duì)新拌混凝土工作性和硬化混凝土強(qiáng)度的影響順序和最優(yōu)配合比：
a)影響90min 坍落度損失順序?yàn)橥饧觿?、水泥、砂率、粉煤灰（DBAC），最優(yōu)配合比A3B3C1D1；
b)影響泌水率順序?yàn)樗?、粉煤灰、外加劑、砂率（BCDA），最優(yōu)配合比A1B1C1D3；
c)影響28 d 抗壓強(qiáng)度順序?yàn)樗?、外加劑、粉煤灰、砂率（BDCA），最優(yōu)配合比A1B3C3D1；
由上述90min 內(nèi)坍落度損失、泌水率、28d 抗壓強(qiáng)度的最優(yōu)配合比和試驗(yàn)記錄，經(jīng)綜合分析評(píng)價(jià)可得到最優(yōu)配比為：A1B3C1D1，即砂率為41%，水泥用量為338，粉煤灰用量為58，外加劑為7.0%，見表10，該配合比經(jīng)多次復(fù)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均很好，同時(shí)，澆筑成型的樣板構(gòu)件完全能達(dá)到清水混凝土的外觀飾面要求：距清水混凝土4 米處看不到明顯色差；清水混凝土表面上一平方米面積上的氣泡面積總和不大于3x10-4m2，最大氣泡直徑不大于3mm，深度不大于3mm [1]。
4. 結(jié)語(yǔ)
為配制外觀飾面良好的清水墻且滿足強(qiáng)度及耐久性要求，優(yōu)選原材料是前提條件，在此基礎(chǔ)上利用正交試驗(yàn)方法優(yōu)選配合比，調(diào)整好各材料的用量，混凝土的施工性能、強(qiáng)度、外觀飾面效果明顯改善。優(yōu)選配合比澆筑的清水墻面，具有良好的混凝土耐久性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性。
參考文獻(xiàn)
[1] 顧勇新.清水混凝土工程施工技術(shù)及工藝[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2006.08: 23～27.
[2] 吳月華等.建筑施工清水混凝土技術(shù)規(guī)程[S].北京市建設(shè)委員會(huì).2007:19.
[3] 欒軍.現(xiàn)代試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法[M].上海.上海交通大學(xué)出版社.1994.
