混凝土构件外观质量的形成原理

混凝土构件外观质量的形成原理

黑龙江省三环建筑工程有限责任公司黑龙江肇东151100

摘要:本文针对存在的诸多误区就使用普通水泥制造的混凝土,从它的表观颜色出发进行分析,提出几点意见,从混凝土构件外观质量出发得出几点其控制方法,希望对广大施工一线人员能予以参考和指导。

关健词:水灰比、Ca(OH)2晶体、自然养护

1、混凝土表面颜色形成机理

混凝土内起着填充作用的胶凝材料——水泥包裹着整个骨料,混凝土构件表面充满了水泥浆,因此水泥的本色就是混凝土构件表面的颜色,这是基色。基色的深浅通过用水量、水泥的成分以及施工措施和环境的变化来实施。

混凝土除了基色外还充斥着其它的颜色。混凝土内部存在着很多的毛细孔隙。混凝土构件在脱离整个保护条件后,长期裸露于自然环境中,随着硬化过程的进行和多余水分的蒸发,在其表面渗及内部形成许多的、大小不一的毛细孔隙,通过光的折射、反射作用,从毛细孔内反射出骨料,主要是粗骨料的基岩颜色。

2、混凝土表面颜色形成的原因

2.1基岩颜色的表观影响

这里将基岩按原始状态分为两种,一种是经过化学加工前的水泥原料基岩,一种是只经过物理加工的骨料基岩。水泥制作原料基岩包括烧制前的生料和烧制后的熟料及外加掺合料。由于受地理地质的影响,各地水泥的制作原料均存在差异性,原料中所含的矿物成分如铬、铁等含量不一,因此导致最终同等级的水泥内各种成分含量存在差异性。这样最后形成的是混凝土表面基色存在根本的差异性:白、灰、红、青等各种不同的颜色。

作为混凝土的骨架——骨料,由于选用的材料有限:粗骨料——石灰岩、花岗岩、石英岩等,细骨料——河砂、山砂以及岩石破碎的碎砂等。同样受地理地质条件的限制与影响,成分较为复杂。因此在混凝土内部通过光的折射、反射体现出来的颜色就不尽相同。

2.2施工工艺颜色的表观影响

2.2.1模板

混凝土成型必须使用符合要求的模板。而施工中除了在模板上使用隔离剂外难免会依附其它各种物质,将直接影响构件的外观质量。更为糟糕的是如果模板在使用前没有清理干净、光洁,在每次使用模板后,混凝土表面将形成毛面,同时模板上的污垢也越来越厚甚至发生台阶状的尘垢,致使混凝土构件表面形成难看的台阶状花纹,严重影响混凝土构件的外观质量。由于受隔离剂的影响,在混凝土构件表面将同时突出地表现出来。

2.2.2施工措施

混凝土在施工中,由于使用工具的不当,如振动棒接触模板振捣,将会在混凝土构件表面形成振动棒印,而影响构件外观效果。

由于混凝土的不均匀性或者由于浇筑过程中出现较长的时间间断,造成混凝土之间形成青白颜色的色差、不均性。

2.2.3水灰比

为了便于施工,混凝土必须具有一定的施工坍落度,在不掺加外加剂的情况下势必增加用水量和水泥用量;即使掺加外加剂,在配置高强度混凝土时,如不掺加掺合料,同样需要较大的水泥用量。但是随着水泥水化反应和强度的增长以及各种环境的变化影响,混凝土内的水分蒸发,在混凝土内形成许多毛细孔,而在形成毛细孔的同时,,在混凝土表面形成白或灰白颜色,析出的晶体越多则颜色越白。水泥用量越大,晶体越多,颜色越淡。

3、环境等外在条件

混凝土在施工中,水泥的水化反应受环境的影响较大,尤其是受温度德影响较大。当环境温度较低时,混凝土的原材料:粗细骨料、水的温度较低,混凝土最终入模的温度亦较低,水化反应较慢,强度增长较慢,在混凝土达到较高强度则花费的时间较长,水化反应得充分,析出的Ca(OH)2较少,因此混凝土成型后的外观颜色就呈现青色。相反,当温度较高时,混凝土原料吸热较多,温度较高,造成混凝土入模温度较高,水化反应较快,较高的水化热致使混凝土内部温度迅速升高,析出的Ca(OH)2较多,因此颜色较多的表现为灰白色,混凝土虽然短时间内可以达到较高的强度,但后期增长有限。

因此选择一个合理的混凝土入模温度和养护温度,对混凝土的强度增长最为有利。也就是说,在条件许可的情况下,尽可能采用自然养护,在环境温度较低时,应对原材料和机具加热,成型后对混凝土加热养护,保持一定的湿度;在环境温度较高时,应对原材料、机具等降温,不需要再对混凝土加热养护,同时必须加强保水养护。

4、混凝土外观质量的控制对比

混凝土外观质量由于受水泥、粗细集料及施工条件的影响,是随机变化的、不定的。因此要对外观质量进行控制只能从各种施工条件中以及水泥本身的水化反应中析出的Ca(OH)2晶体入手。Ca(OH)2晶体在受到各种外在条件的影响时,在混凝土内部将形成破坏作用,导致混凝土结构的破坏。因此控制Ca(OH)2是最重要的和首要的。

对自然养护和低温养护的铁路、公路桥梁外观质量颜色的观察对比,较夏期高温时间段与蒸汽高温养护对比,自然养护和低温养护的产品颜色较深于高温养护的外观颜色,基本接近本色。

通过对小流动性(用水量低)的混凝土产品与高流动性的混凝土产品外观质量对比,小流动性的产品外观颜色深于高流动性的产品外观。

5、结论

为了满足施工和混凝土耐久性的要求,即要保持混凝土的流动性,又要控制水灰比,因此在施工中应大量使用高效减水剂,以达到控制水灰比的良好目的,减少Ca(OH)2的析出。在使用减水剂的同时,要求掺加入粉煤灰或硅粉等,提高混凝土强度的同时增加混凝土的耐久性,消耗水泥水化反应中析出的多余的Ca(OH)2。在混凝土施工前必须对当地的气候环境、温度季节分布进行充分的调查,以做好加温和降温的准备;同时做好温度的观察记录以及时进行施工措施的调整;控制好混凝土的温度以达到控Ca(OH)2析出量的目的。通过对模型的清理,保持其光洁,使用与混凝土基色一致的无害的隔离剂保持混凝土构件表面颜色的一致性。通过电子计量和增加检测含水率的频次,控制混凝土的均一性,避免色差。通过控制粗细集料的杂物含量,避免不必要的杂色。

通过这种种措施的控制,达到比较反映混凝土基色的混凝土构件良好的外观质量,即经济又美观而且耐久。

参考文献:

[1]GBJ10《混凝土结构设计规范》标准

[2]GB175《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》标准

[3]GB1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准

[4]刘秉京编著《混凝土技术》人民交通出版社

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