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關于混凝土顏色的幾點見解

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2017/8/17     瀏覽次數:    

  1、引言

  混凝土已經在很多領域應用了很多年,對其的研究也是越來越深入。對施工單位來講也著重從外觀質量上進行了許多年的不懈努力,但在混凝土施工和使用中仍然存在很多的誤區,本文針對存在的諸多誤區就使用普通水泥制造的混凝土,從它的表觀顏色出發進行分析,提出幾點意見,從混凝土構件外觀質量出發得出幾點其控制方法,希望對廣大施工一線人員能予以參考和指導。

  2、混凝土表面顏色形成機理

  混凝土構件的制作過程不外乎為:水泥(膠凝材料)加粗細骨料加水再摻加一定的外加劑經過拌和,拌和物經過澆筑、振搗、養生成型?;炷羶绕鹬畛渥饔玫哪z凝材料——水泥包裹著整個骨料,混凝土構件表面充滿了水泥漿,因此水泥的本色就是混凝土構件表面的顏色,這是基色?;纳顪\通過用水量、水泥的成分以及施工措施和環境的變化來實施。   混凝土除了基色外還充斥著其它的顏色?;炷羶炔看嬖谥芏嗟拿毧紫??;炷翗嫾诿撾x整個保護條件后,長期裸露于自然環境中,隨著硬化過程的進行和多余水分的蒸發,在其表面滲及內部形成許多的、大小不一的毛細孔隙,通過光的折射、反射作用,從毛細孔內反射出骨料,主要是粗骨料的基巖顏色。

  3、混凝土表面顏色形成的原因

 ?。ㄒ唬┗鶐r顏色的表觀影響

這里將基巖按原始狀態分為兩種,一種是經過化學加工前的水泥原料基巖,一種是只經過物理加工的骨料基巖。水泥制作原料基巖包括燒制前的生料和燒制后的熟料及外加摻合料。由于受地理地質的影響,各地水泥的制作原料均存在差異性,原料中所含的礦物成分如鉻、鐵等含量不一,因此導致最終同等級的水泥內各種成分含量存在差異性。這樣最后形成的是混凝土表面基色存在根本的差異性:白、灰、紅、青等各種不同的顏色。這里要指出的是這里指的水泥是廣泛使用的普通水泥,而非特種水泥。

  作為混凝土的骨架——骨料,由于選用的材料有限:粗骨料——石灰巖、花崗巖、石英巖等,細骨料——河砂、山砂以及巖石破碎的碎砂等。同樣由于地理地質條件的限制與影響,骨料的成分較為復雜,因此在混凝土內部通過光的折射、反射體現出來的顏色就不盡相同。由于骨料受水泥漿的包裹,裸露面積小,通過毛細孔折射光的面積較小,因此在混凝土表面形成的顏色就只是淡淡的骨料基巖顏色。

  這些由于受條件的限制,不可能做到為了混凝土基色的一致性,而耗費大量的人力物力進行選擇,因此施工中只能認可這種現象。

 ?。ǘ┦┕すに囶伾谋碛^影響

  混凝土施工工藝顏色受模板、施工措施、水灰比、環境溫度等的影響,下面逐一進行分析。

  1.模板

  混凝土成型必須使用符合要求的模板。而施工中除了在模板上使用隔離劑外難免會依附其它各種物質,如:污垢、粉塵、油漆以及金屬部分的銹蝕等,但是在混凝土達到一定強度以后,這些物質也便依附于混凝土構件表面,形成各種難看的污點,嚴重者將直接影響構件的外觀質量。更為糟糕的是如果模板在使用前沒有清理干凈、光潔,在每次使用模板后,混凝土表面將形成毛面,同時模板上的污垢也越來越厚甚至發生臺階狀的塵垢,致使混凝土構件表面形成難看的臺階狀花紋,嚴重影響混凝土構件的外觀質量。當然在模板比較光潔的情況下,混凝土表面的顏色不僅表現為基色,而且由于受隔離劑的影響,在混凝土構件表面將同時突出地表現出來,因此對隔離劑的選用尤為重要。

  各種模板之間很難做到整體性,因此模板之間也就存在接縫。由于制造、使用、保養等原因造成模板之間的接縫不密貼,在混凝土澆筑過程中,透過不密貼的部位出現漏漿、漏水;由于水泥漿的流失和隨著混凝土養生的進行水份的蒸發,在接縫不密貼部位就形成麻面、翻砂或在成青黑色或者是花斑毛面狀(該處多為不密實狀態)。

  2.施工措施

  混凝土在施工中,由于使用工具的不當,如振動棒接觸模板振搗,將會在混凝土構件表面形成振動棒印,而影響構件外觀效果。由于混凝土的過振造成混凝土離析出現水線狀,形成類似裂縫狀影響外觀,同時經常引起不必要的麻煩與懷疑。

  由于混凝土的不均勻性或者由于澆筑過程中出現較長的時間間斷,造成混凝土之間形成青白顏色的色差、不均性。

  由于施工中振動過渡,造成混凝土離析或者形成花斑狀(石子外露點),大面積的狀態,不僅是外觀質量差而且混凝土強度降低很多。

  3.水灰比

  為了便于施工,混凝土必須具有一定的施工坍落度,在不摻加外加劑的情況下勢必增加用水量和水泥用量;即使摻加外加劑,在配置高強度混凝土時,如不摻加摻合料,同樣需要較大的水泥用量。但是隨著水泥水化反應和強度的增長以及各種環境的變化影響,混凝土內的水分蒸發,在混凝土內形成許多毛細孔,而在形成毛細孔的同時,在毛細孔內析Ca(OH)2等結晶,這樣透過光的折射,在混凝土表面形成白或灰白顏色,析出的晶體越多則顏色越白。

  硅酸鹽水泥加水后不久,拌合水即變成氫氧化鈣飽和溶液,確切地說就是堿和氫氧化鈣過飽和溶液,氫氧化鈣從過飽和溶液中結晶析出,同時從水泥中主要成分:C3S和C2S與水的反應可以看出,生成了較多得氫氧化鈣。很明顯將會有更多的Ca(OH)2晶體析出。 2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2  2(3CaO.SiO2)+ 4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2

  水泥用量越大,晶體越多,顏色越淡。

  4.環境等外在條件

  混凝土在施工中,水泥的水化反應受環境的影響較大,尤其是受溫度德影響較大。當環境溫度較低時,混凝土的原材料:粗細骨料、水的溫度較低,同時受拌和機具、運輸機具、容器、模型等的吸熱影響,混凝土最終入模的溫度亦較低,水化反應較慢,強度增長較慢,在混凝土達到較高強度則花費的時間較長,水化反應得充分,析出的Ca(OH)2較少,因此混凝土成型后的外觀顏色就呈現青色。相反,當溫度較高時,混凝土原料吸熱較多,溫度較高,同時受拌和機具、運輸機具、容器、模型的影響,造成混凝土入模溫度較高,水化反應較快,較高的水化熱致使混凝土內部溫度迅速升高,析出的Ca(OH)2較多,因此顏色較多的表現為灰白色,混凝土雖然短時間內可以達到較高的強度,但后期增長有限。在實際的施工中,受工期等的影響,同時為了降低成本,而采取蒸汽養護或其它保溫措施養護,但值得注意的是:升溫不應只對混凝土加熱而忽略了原材料的溫度,因此升溫的措施應當雙管齊下。選擇一個合理的混凝土入模溫度和養護溫度,對混凝土的強度增長最為有利,滿足整個施工進度的需要。也就是說,在條件許可的情況下,盡可能采用自然養護,在環境溫度較低時,應對原材料和機具加熱,成型后對混凝土加熱養護,保持一定的濕度;在環境溫度較高時,應對原材料、機具等降溫,不需要再對混凝土加熱養護,同時必須加強保水養護。

  4、混凝土外觀質量的控制對比

  混凝土外觀質量由于受水泥、粗細集料等的影響,是本色的質量;而受施工條件的影響,是隨機變化的、不定的質量。因此要對外觀質量進行控制只能從施工措施上入手,從各種施工條件中以及水泥本身的水化反應中析出的Ca(OH)2晶體等,最終在受到各種外在條件的影響時,在混凝土內部將形成破壞作用,導致混凝土結構的破壞。因此控制Ca(OH)2是最重要的和首要的。

  通過對青藏鐵路橋梁和環形混凝土電桿耐久性混凝土的試驗研究表明:通過摻加粉煤灰或硅粉等可以充分利用Ca(OH)2,不僅減少水泥的用量,而且混凝土強度較高,而且顏色較沒摻加粉煤灰前顏色深。

  通過對使用專用乳白色的隔離劑產品——橋梁、岔枕、電桿的外觀對比,效果比較統一,顏色一致,外觀美觀,完全代替了機油和肥皂水作隔離劑。

  對自然養護和低溫養護的鐵路、公路橋梁外觀質量顏色的觀察對比,較夏期高溫時間段與蒸汽高溫養護對比,自然養護和低溫養護的產品顏色較深于高溫養護的外觀顏色,基本接近本色。

  通過對小流動性(用水量低)的混凝土產品與高流動性的混凝土產品外觀質量對比,小流動性的產品外觀顏色深于高流動性的產品外觀。

  5、結論

  為了滿足施工和混凝土耐久性的要求,即要保持混凝土的流動性,又要控制水灰比,因此在施工中應大量使用高效減水劑,以達到控制水灰比的良好目的,減少Ca(OH)2的析出。在使用減水劑的同時,要求摻加入粉煤灰或硅粉等,提高混凝土強度的同時增加混凝土的耐久性,消耗水泥水化反應中析出的多余的Ca(OH)2。在混凝土施工前必須對當地的氣候環境、溫度季節分布進行充分的調查,以做好加溫和降溫的準備;同時做好溫度的觀察記錄以及時進行施工措施的調整;控制好混凝土的溫度以達到控Ca(OH)2析出量的目的。通過對模型的清理,保持其光潔,使用與混凝土基色一致的無害的隔離劑保持混凝土構件表面顏色的一致性。通過制定并實施詳細的施工作業指導方案,避免混凝土的過振離析。通過制定并實施詳細的鋼模密貼措施保證混凝土施工中不致發生漏漿、漏水而出現不密實部位和雜色。通過制定和組織實施混凝土施工方案,減少甚至避免混凝土施工的間斷,避免色差。通過電子計量和增加檢測含水率的頻次,控制混凝土的均一性,避免色差。通過控制粗細集料的雜物含量,避免不必要的雜色。

  通過這種種措施的控制,達到比較反映混凝土基色的混凝土構件良好的外觀質量,即經濟又美觀而且耐久。

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