-.z.【作者】賀雙喜；趙家聲【機構(gòu)】中國水利水電第十四工程局**勘察設(shè)計研究院；【摘要】清水混凝土屬于內(nèi)部質(zhì)量和外觀質(zhì)量較佳的一類混凝土,近年逐漸在水工混凝土構(gòu)造中有所應用。通過介紹**省大渡河流域的長河壩水電站巖錨梁清水混凝土的工藝試驗過程和施工取得成功的施工范例,充分提醒了清水混凝土的外表質(zhì)量與模板工藝、澆筑工藝和混凝土配合比的內(nèi)在聯(lián)系。事實再次證明:欲取得清水混凝土較好的施工效果,進展必要的工藝試驗以及總結(jié)并改良存在的問題是關(guān)鍵。【關(guān)鍵詞】清水混凝土；工藝試驗；模板工藝；澆筑工藝；混凝土配合比；1前言清水混凝土屬于直接利用混凝土成型后的自然質(zhì)感作為飾面效果的一種混凝土，較多的使用于工業(yè)和民用建筑的構(gòu)造混凝土中。水工混凝土構(gòu)造也有使用，習慣上稱為鏡面混凝土，顧名思義，鏡面混凝土就是混凝土的外表要像鏡子一樣的光滑和具有一定的光澤。混凝土構(gòu)造物的質(zhì)量包括內(nèi)在質(zhì)量和外表質(zhì)量兩個方面，內(nèi)在質(zhì)量〔混凝土的力學性能如抗壓強度等〕可以通過檢測的手段獲得，而外表質(zhì)量〔混凝土外表平整光滑程度和色感等〕則是綜合肉眼觀察和統(tǒng)計混凝土的外表特征后評價得到。一般來說，內(nèi)在質(zhì)量合格而外表質(zhì)量欠佳的混凝土總是給人留下*種遺憾或不放心的感覺；而清水混凝土則是屬于內(nèi)外質(zhì)量較好的一類混凝土，它給人留下的印象不但是質(zhì)量放心，而且是看到后就有一種欣賞工程藝術(shù)品的感覺。巖錨梁是水電站廠房中極為重要的混凝土構(gòu)造物，承當著發(fā)電廠房中行車的運行和吊裝上百噸發(fā)電機組的重任，其重要性不言而喻。巖錨梁一般布置在發(fā)電廠房兩邊長邊墻的上部，與基巖的接觸面利用控制爆破技術(shù)形成向外凸出并與巖面成一定角度的巖臺，以改善巖錨梁的受力情況。由于其處于人們的視野之內(nèi)，加上方量不大和構(gòu)造單一，近年以來大局部的工程業(yè)主都將巖錨梁的外表質(zhì)量要求上升至清水混凝土的標準，其目的就是混凝土外表具有較好的觀感以滿足人們對建筑物觀瞻要求外，更主要是力求巖錨梁混凝土的質(zhì)量到達既令人完全放心，又確保行車平安運行萬無一失。由中國水利水電第十四工程局**承建的**省大渡河流域的長河壩水電站是一個以發(fā)電為主的工程，裝機容量為4臺65×10004kw的水輪發(fā)電機〔共260萬km〕。其地下廠房巖錨梁的長度為228m，斷面為3.2m×2.65m的梯形，面積為5.705m2，3.2m的長邊為基巖接觸面，混凝土澆筑分為38個倉位，混凝土方量約2600m3?；炷恋脑O(shè)計等級為C25，因擔憂膠凝材料偏少不能滿足清水混凝土的外觀要求，同意將強度等級提高至≥C30。考慮到坍落度過大產(chǎn)生的泌水會影響混凝土的外表質(zhì)量，施工時入倉坍落度控制在100mm~120mm之間，采用吊罐入倉。為了防止或減少混凝土出現(xiàn)裂縫，設(shè)計要求采用中熱42.5水泥，以減少混凝土的絕熱溫升引發(fā)的收縮。2清水混凝土工藝試驗的意義眾所周知，做好清水混凝土的關(guān)鍵必須具有相應的施工工藝，并在施工中嚴格遵照執(zhí)行。清水混凝土的施工工藝包括以下三個方面：①模板工藝——是清水混凝土工藝中最為重要的工藝，也是決定成型后混凝土外表光潔度的重要因素，因此，清水混凝土的模板一般選用外表較為光滑且耐堿腐蝕的板材。模板在加工過程中要求的精度較高，誤差必須滿足設(shè)計的要求。安裝過程中模板的接縫處要求接合嚴密，縫面通常采用雙面膠和泡沫膠堵塞模板縫隙及模板與混凝土接合面的縫隙，以防止混凝土漏漿或成為泌水的通道而影響外表質(zhì)量。模板的加固要求做到抵抗混凝土振搗的能力強且變形較小，拉筋孔的位置對稱美觀。因此，模板工藝是決定清水混凝土外表質(zhì)量的主要因素。②澆筑工藝——混凝土的澆筑工藝包括鋪料厚度、振搗棒的插入間隔和振搗時間。一般來說，混凝土外表的氣泡難以去除是當前清水混凝土施工較為頭痛的問題。這是由于脫模劑大局部為油性成分，客觀上存在著憎水性，而混凝土則屬于親水性物質(zhì)，在靠近模板的時存在一個相斥力，這就是混凝土外表氣泡難以排除的主要原因之一。氣泡的存在影響了清水混凝土的外表質(zhì)量，因此，最大限度減少氣泡的振搗工藝的重要性不言而喻。因此，適宜的振搗工藝是減少或消除清水混凝土外表氣泡的重要因素。③清水混凝土外表的光滑程度除了取決于模板的光潔度外，還與混凝土中的膠凝材料用量有關(guān)，混凝土的設(shè)計等級越高，相應的水膠比擬小，使用的膠凝材料用量就多，在使用模板光潔度的一定的條件下，混凝土外表的光滑程度就越高。因此，一般認為清水混凝土的強度等級不宜低于C30。此外，清水混凝土的坍落度不宜過大，這是因為混凝土的坍落度越大會增加拌和物的泌水現(xiàn)象，當泌水從未凝固的混凝土面流過時會帶走砂粒外表的水泥漿而導致麻面的出現(xiàn)，同時，泌水還是造成混凝土外表出現(xiàn)水波紋和色差的主要因素。所以，適宜的配合比是保證清水混凝土外觀質(zhì)量的又一個重要因素。因此，一個清水混凝土工程施工前，施工單位往往采用選定的模板材料，按照一定比例制作模型和試驗方案進展數(shù)次工藝性試驗，通過每一次拆模后評定混凝土試驗塊的外觀質(zhì)量特征，找出存在的問題并采取對應的措施改良，最后利用工藝試驗得到的試驗成果總結(jié)出清水混凝土的施工工藝供施工參照執(zhí)行。長河壩水電站巖錨梁清水混凝土的施工也無例外的按照這一模式進展。3清水混凝土的工藝試驗長河壩水電站巖錨梁清水混凝土施工的技術(shù)線路為：混凝土配合比設(shè)計——前期清水混凝土的工藝試驗——總結(jié)前期工藝試驗的成果——清水混凝土配合比的室內(nèi)調(diào)整試驗——制定最后一次工藝試驗的方案并組織實施——通過定量分析試驗塊的外表質(zhì)量——最終確定清水混凝土的振搗工藝。工程使用的原材料情況如下：**嘉華水泥廠生產(chǎn)的中熱硅酸鹽水泥，28d抗壓強度47.1MPa；廬州地博一級粉煤灰，需水量比92.3%，0.045mm篩余率10.8%；**博特新材料**生產(chǎn)的JM-PCA-HN-II型聚羧酸減水劑，摻量0.8%時減水率為26%；水洗機制砂，細度模數(shù)為2.82，＜0.16mm含量為7.1%，表觀密度2730kg/m3；碎石分為5~20mm和20~40mm兩級，按照5:5組合使用，表觀密度為2740kg/m3。工藝試驗的試驗塊按照實體斷面尺寸的二分之一的比例，采用維薩板制作模型，前后一共進展了四次。但前三次工藝試驗的結(jié)果令人不太滿意，主要存在試驗塊的邊角局部水波紋和麻面、混凝土外表尚有大的氣泡和色差較為明顯的現(xiàn)象。為此，在總結(jié)前三次工藝試驗的根底上，根據(jù)存在的問題采取了以下措施：①調(diào)整混凝土的配合比——膠凝材料用量由310kg/m3提高至344kg/m3和適當?shù)奶岣呱奥?，以解決混凝土泌水引起的缺陷和色差明顯的問題；②并調(diào)整混凝土的振搗工藝，采用頻率大于10000Hz的高頻振動器和常用的頻率為2840Hz的低頻振搗器，以不同振搗時間的組合方式在試驗塊上進展分區(qū)振搗。拆模后通過定量分析混凝土外表的大氣泡個數(shù)和氣泡面積，以評定各種振搗組合的破泡效果，擇優(yōu)最終確定清水混凝土的振搗工藝。第四次清水混凝土工藝試驗的振搗工藝按照鋪料厚度為40cm，振搗間距為0.8倍的振動棒長度，振搗工藝的組合按照高度分為三層和水平方向在試驗塊的大面上分為兩塊，共計六種振搗組合區(qū)域，各區(qū)域的振搗組合見表1：第四次工藝清水混凝土的工藝試驗由于工程部的高度重視，加上組織得當，對混凝土拌和物的坍落度控制得較好，加上嚴格認真執(zhí)行試驗方案中的振搗要求，工藝試驗圓滿完成并取得成功?；炷猎囼瀴K模板才拆開，漂亮的外觀就受到了人們的好評，這對欲做好巖錨梁清水混凝土的施工人員無疑是一大鼓舞。第四次工藝試驗的試驗塊和前三次工藝試驗塊的照片比照方下：第四次工藝試驗的試驗塊拆模后，通過對六個區(qū)域的≥2mm氣泡個數(shù)和氣泡面積進展統(tǒng)計計算，其結(jié)論是采用高頻振動器的氣泡個數(shù)和氣泡面積均較小——即破泡效果較佳，但是振搗效率偏低；而低頻振搗器振搗的效率較高而破泡效果不如高頻振動器。因此，確定了巖錨梁清水混凝土的振搗工藝為：以低頻振搗器振搗為主，振搗時間為60s，以保證絕大局部混凝土的振搗密實。此外，再采用高頻振動器在靠近模板周邊加振20s，以排除混凝土與面上大的氣泡。4巖錨梁清水混凝土的施工和總結(jié)長河壩水電站巖錨梁的混凝土共分為38個澆筑塊，自2012年3月初開場施工，4月初全部完成。由于準備充分，并對拌和樓的混凝土生產(chǎn)進展了嚴格控制，加上模板工藝和振搗工藝按照既定的流程嚴格執(zhí)行。巖錨梁的混凝土施工不僅得以順利進展。巖錨梁混凝土采用的模板為維薩板，維薩板的兩面均為酚醛樹脂覆膜，具有外表光滑易脫模的特點，使用中發(fā)現(xiàn)，在第一次使用時僅用毛巾擦凈即可，以后的周轉(zhuǎn)使用則采用外表清理干凈后用棉紗蘸少許食用油，在維薩板外表涂擦一薄層作為混凝土的脫模劑，對減少混凝土外表的氣泡效果較好。因此拆模后的混凝土外表光滑如鏡，較佳的外觀質(zhì)量受到了業(yè)主和監(jiān)理單位的好評，前來參觀的單位和人員絡(luò)繹不絕。因地下廠房的開挖工作是自上而下的進展，巖錨梁混凝土澆筑完成后，下一層的開挖工作將在混凝土到達一定強度后繼續(xù)進展，為了保護巖錨梁的混凝土面，模板撤除后還需采用竹席等覆蓋。因此，首先撤除了側(cè)面的模板，以評價混凝土的外表質(zhì)量。局部拆模后的混凝土外表光潔如鏡的照片見后：從施工中機口和倉面的坍落度檢驗結(jié)果可以看出，對巖錨梁清水混凝土的拌和控制較好，坍落度根本控制在要求的范圍內(nèi)，保證了清水混凝土的和易性要求；此外，從取樣的強度試驗結(jié)果來看，強度平均值m.fcu為41.4MPa，強度最小值fcu.min和標準差σ分別為35.7MPa和3.3MPa，按照"水工混凝土施工標準"中對強度平均值和強度最小值的要求的兩個強度驗收公式m.fcu≥fcu.k＋ktσfcu.min≥0.9fcu..k來計算，滿足強度等級fcu.kC35混凝土驗收的強度平均值為36.1MPa，〔當N＝51時，查表得到k＝0.2；當強度保證率＝95%時，t＝1.645〕最小值為31.5MPa。計算結(jié)果說明了巖錨梁清水混凝土的取樣檢驗結(jié)果均滿足了C35混凝土強度驗收的要求。不僅反映了巖錨梁混凝土的內(nèi)在質(zhì)量較高，而且標準差僅3.3MPa，說明了強度波動較小。水電站的混凝土構(gòu)造由于大局部為地下工程，設(shè)計要求的強度等級一般較低，所以清水混凝土的應用不多。近年來隨著人們對建筑物美觀要求和質(zhì)量意識的提高，較多的水電站工程不僅是巖錨梁，還對副廠房和安裝間等構(gòu)造提出清水混凝土的要求，