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)計原理優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計等措施，提高了混凝土的施工性能和飾面效果等，并有顯著的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：清水混凝土；正交設(shè)計；樣板構(gòu)件；泌水
1．清水混凝土配合比設(shè)計目標
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)計時優(yōu)選出滿足強度等級要求，施工性能良好的混凝土是確保混凝土的施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵措施。
試驗以砂率、水泥用量、粉煤灰用量、外加劑摻量等4 個因素進行C30 混凝土合理正交設(shè)計，以新拌混凝土工作性、硬化混凝土強度為考核指標，同時輔以觀察樣板構(gòu)件的外觀、色澤質(zhì)量以達到優(yōu)化清水混凝土配合比設(shè)計的目的。
2．原材料的選用
2.1 對水泥的要求
水泥的選用為整個混凝土工程生產(chǎn)施工的基礎(chǔ)，選用的水泥應(yīng)具有活性好，標準稠度用水量小，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 對骨料的要求
粗骨料選用的原則是強度高,連續(xù)級配好,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。細骨料選用中粗砂，細度模數(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碎石，最大粒徑為25mm，砂選用北京密云中砂，細度模數(shù)為2.7。砂主要性能和篩分結(jié)果見表2。
2.3 對外加劑的要求
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性能，同時具有減少混凝土收縮等特點，經(jīng)過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)凈漿流動度試驗確定其最佳摻量為2.1%。外加劑性能見表4。
2.4 超細摻合料
摻和料應(yīng)能增強混凝土的和易性，節(jié)約水泥用量，改善混凝土的流動性，減少水泥石中的毛細孔數(shù)量和分布狀態(tài)，提高混凝土的密實度，且有助于對堿-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級粉煤灰,其主要性能符合國家標準《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)程》，其主要技術(shù)指標見表5。
2.5 水
自來水
3．配合比優(yōu)化設(shè)計
混凝土配合比設(shè)計應(yīng)在滿足對混凝土強度和抗?jié)B等級控制堿-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。考慮到清水混凝土中摻加粉煤灰摻量過多會在振實混凝土過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)過試驗確定其最佳摻量；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確定外加劑的最佳摻量。
3.1 正交試驗
本試驗以砂率、水泥用量、粉煤灰用量、外加劑用量4 個因素進行試驗研究，以新拌和易性、坍落度、硬化混凝土強度為考核指標，輔以觀察樣板構(gòu)件的外觀、色澤質(zhì)量優(yōu)化清水混凝土配合比。正交設(shè)計的因素與水平表見表6；正交試驗方案L9(43)見表7；正交試驗結(jié)果見表7；部分試驗極差計算結(jié)果見表8。
3.2 試驗結(jié)果討論：
分析表9 可知各因素對新拌混凝土工作性和硬化混凝土強度的影響順序和最優(yōu)配合比：
a)影響90min 坍落度損失順序為外加劑、水泥、砂率、粉煤灰（DBAC），最優(yōu)配合比A3B3C1D1；
b)影響泌水率順序為水泥、粉煤灰、外加劑、砂率（BCDA），最優(yōu)配合比A1B1C1D3；
c)影響28 d 抗壓強度順序為水泥、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 抗壓強度的最優(yōu)配合比和試驗記錄，經(jīng)綜合分析評價可得到最優(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，試驗結(jié)果均很好，同時，澆筑成型的樣板構(gòu)件完全能達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
為配制外觀飾面良好的清水墻且滿足強度及耐久性要求，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)濟性。
參考文獻
[1] 顧勇新.清水混凝土工程施工技術(shù)及工藝[M].中國建筑工業(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.2007:19.
[3] 欒軍.現(xiàn)代試驗設(shè)計優(yōu)化方法[M].上海.上海交通大學(xué)出版社.1994.
