华伟奇
上海建工一建集团有限公司 上海 200120
摘要： 本文以上海市某实验厂房为背景，分析耐高温清水混凝土在浇筑过程中应当注意的事项；从耐高温混凝土的原材料选用、配合比的调制到现场钢筋的绑扎、模板设计选型以及最终的混凝土浇筑、振捣、模板拆除一系列过程，分析其中需重点管控的工艺要求。实际施工过程中通过对该类问题的提前布控，对全过程进行质量把控，确保耐高温清水混凝土完成面无瑕疵。
关键词：施工工艺，耐高温清水混凝土，模板设计，混凝土施工
Analysis on the construction technology of high temperature resistant fair-faced concrete
Hua Wei QI
Shanghai Construction No.1( Group) Co. , Ltd. , Shanghai 200120，China；
ABSTRACT: In this paper, the background of a laboratory building in Lingang, analysis of fair-faced concrete in the pouring process should pay attention to the matters; From the raw materials of concrete to the binding of reinforcing steel bar, the selection of formwork design and the final pouring, vibrating and dismantling of formwork, the technological requirements of key management and control are analyzed. In the actual construction process, we can control the quality of the whole process to ensure that the finished surface of fair-faced concrete has no defects.
Key words: Construction Technology, fair-faced concrete, formwork design, concrete construction
随着国家经济的发展，伴随着建筑材料的不断进步，有关清水混凝土研究逐渐走向成熟。清水混凝土建筑具有绿色环保,美观大方,厚重清雅,经济合理的特点,在各类型公共建筑中广泛采用。不同于传统混凝土施工工艺的常规性，清水混凝土施工从模板设计到钢扎施工、模板安装以及混凝土浇筑等过程相对于传统施工工艺都提出了更高的要求。而伴随着建筑的多用途性，传统清水砼已经不能满足特殊构造建的使用要求，一系列类似抗裂、耐酸环境以及耐高温清水混凝土横空出世。本文以现场实际施工为主体，对耐高温清水混凝土施工技术和施工过程进行浅析,并提出相应的建议为类似项目提出参考。
一、工程概况
上海市某试验厂房总建筑面积11355 ㎡，总长度 145.24m，总宽度 67.33m。厂房共有两层结构，为配合试验开展，厂房东侧共设置三个矩形排气塔用于试验废气外排，单个排气塔高度30m，排气塔四面均为剪力墙结构，混凝土等级C30,设计图纸要求排气塔墙体采用清水混凝土材质且需耐高温300℃。
二、耐高温清水混凝土特性分析
清水混凝土配合比设计关键是在满足混凝土强度要求前提下，尽可能地使混凝土具有较好可施工性能和较高的耐久性能，同时满足混凝土完成面的观感要求、减少气泡和裂缝的产生、避免质量缺陷的出现。遵循“以质量观感控制为主，综合耐久性指标优先”的设计原则。
本项目所采用的耐高温混凝土除对传统完成面的考究外，还需考虑混凝土在受热的情况下混凝土内部的一系列化学、物理反应变化。通常混凝土在长时间高温环境中会出现丧失强度或者出现爆裂现场导致混凝土的承载力下降，最终无法继续承受荷载要求。因此本项目混凝土在进行性能评价时，对混凝土烧结后的强度损失、混凝土骨料的受力体积变形系数以及晶体内部结构变化、胶凝材料的高温稳定性进行研究分析。根据实验室多次试验分析，采用以下配合比可满足在300℃环境下的混凝土稳定性能不受影响。
水泥：采用P.O42.5 Ⅱ级普通硅酸盐水泥，比表面积400㎡/kg；
粉煤灰：Ⅱ级 粉煤灰；
石子：湖州新开元碎石 粒径5-20mm
纤维：聚丙烯纤维材料 0.9kg/m3。
表1 耐高温清水混凝土配合比
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实验室根据实际300℃的设计要求开展了一系列的高温环境实验，根据实验数据显示，在200℃以下温度环境中，烘烧的混凝土残余强度损失比相对正常环境中的强度比几乎未变，至300℃时混凝土抗压强度还有所提高；分析主要考虑为高温情况下使得水泥、石子中游离水气体化，渗入水泥反应中加速水泥硬化反应，造成强度稍抬高。因此分析在300℃温度下不会发生强度折损。
综合分析后，在温度≤300℃的情况下，采用该配合比满足要求。实验室根据该配合比制作试块送上海建科进行温度检测，检测满足要求。
三、施工工艺
3.1 模板设计
3.1.1 模板选材
在项目实际施工中，工程技术人员必须根据现场实际施工情况，结合设计要求及施工特点，在确保施工安全及质量满足要求的情况下选择最优的施工方法，最终达到符合设计要求要求及使用要求的成品。设计时既要保证模板具有足够的强度、刚度、稳定性及整体拼装后的平整度要求，又要充分考虑在拼装和拆除方面的方便性，尽量做到标准化、系列化。【2】而模板的选型将直接影响最终的工艺方法及成品质量。因此模板的选材是清水混凝土的核心工作。
本项目在充分考虑待施工构件的尺寸、形状，结合现场实际所具备的施工条件，经对模板刚度、强度和整体性的验证计算，最终决定采用18mm厚的覆膜多层板作为清水面模板。模板加工前要求根据模板深化没计图纸，控制模板截面加工尺寸和模板的接缝处理。【5】
3.1.2 模板设计
清水混凝土完成面所特有的蝉缝、明缝是重要的清水面装饰之一，同时还兼具有代替及掩盖施工缝的作用，因此模板的设计十分重要。
为确保最终的缝隙竖横成形，形成线条美感，结合现场实践，决定蝉缝利用模板硬拼装的方式，同时为增加模板间的密封性，使拆模后禅缝外观均匀统一，相邻两块模板中间拼缝贴双面胶。而在设置明缝时，需考虑不同高度混凝土分次浇筑所产生的施工缝，因此在模板设计时需将明缝位置与施工缝位置调为同一标高，用明缝条代替水平施工缝。同时要考虑水平明缝两侧的对拉螺杆洞分布均匀，与整体的螺栓空洞协调一致，在开设螺杆洞时应保持两侧距离与整体相同形成模数。
而在实际施工过程中，技术人员发现造成后期混凝土观感面不佳的位置多出现模板的切割拼缝处，存在细部漏浆、色差等现象。技术人员在充分观察和总结得出以下结论：木模板切割缝的成品质量是影响拼缝质量的重要原因之一。因此在后续的施工过程中，为减少模板裁切误差，要求所有木模采用现场测量、裁切，并在正式安装前进行预拼装，同时模板间用双面胶进行贴固，确保模板拼接严密。
3.1.3 模板的固定
为保证模板的传力均匀确保模板体系的整体稳定性，在实施前需对模板外侧的主、副进行计算验证，而为达到施工便利的要求，现场所使用的主副龙骨的材质、尺寸等应当保持统一一致。
经验算，副龙骨采用壁厚2mm的方钢管，间距250mm设置时可满足强度要求。主龙骨采用φ48mm壁厚3.0的钢管可满足强度要求，所选用的钢管应平直无弯曲。
模板体系螺栓采用φ14mm螺杆、外套25mmPVC套管，在套管两头采用专门加工制作的塑料堵头进行封堵，既防止了漏浆，又可以起到模板定位作用。模板板面进行穿孔，穿孔的孔径要一致，穿眼根据设计效果排列，穿孔时要从板正面向背面进行，孔眼清理干净后安装塑料卡套加固保护，塑料卡套与板面平齐。为了彻底封堵堵头与模板间的空隙，防止在此位置发生漏浆现象形成“熊猫眼”，经多次试验决定在堵头内填塞黄油(钙基润滑脂)以封闭密实。
3.2 钢筋施工
（1）考虑本项目最终完成面面为清水面，为保证混凝土面层不受钢筋锈水污染影响，现场施工所使用的钢筋应当单独存放。预留筋在使用前对钢筋表面进行除锈处理；
（2）钢筋绑扎时严格控制保护层厚度，防止后期因保护层厚度不足造成钢筋锈蚀，锈水外渗造成面层污染。考虑现场施工主要为纵向构件，采用传统混凝土垫块在进行混凝土振捣时极易造成碎裂、移位等情况，因此现场采用塑料卡具卡固于钢筋上，安装简单且不易移位。
(3)钢筋绑扎采用20#无锈铁丝，绑扎完成后顺手将扎头压向面层相反一侧，防止铁丝探出混凝土的面层；扎丝多余部分必须向下，确保混凝土浇捣过程中不被冲刷外翻。钢筋绑扎需做到上下无移位，左右不偏离。
3.3 混凝土浇筑及养护
3.3.1 材料要求
在正式浇筑前进行了样品的试制，经设计、建设单位定色试验合格、试浇符合要求后正式采用该配合比。为保证完成面的颜色一致统一，要求搅拌站每批次生产所选用的石、砂、、水泥以及外加剂等均需与试制样品所采用的材料一致。原材料产地必须统一，所用水泥尽可能用同一厂家同一批次的，砂、石的色泽和颗粒级配均匀。【1】
本项目所浇筑的清水混凝土生产为本公司自由的搅拌站生产，同时配备单独的车辆进行运输。生产前要求拌站人员将罐体内清理干净，保证批次清水砼不受其他类被的混凝土影响。在装入汽车搅拌罐前，也需先将罐内彻底的清理干净；严禁在运输途中和施工过程中加水。
3.3.2 混凝土浇筑前准备
在进行混凝土的正式浇筑前，技术人员根据天气变化及其他因素的影响编制浇筑计划，同时要求现场做好应急措施工作；技术负责人在浇筑前需按照设计的要求检查模板的外观尺寸、模板整体的平整度、纵向垂直度、缝隙间是否有杂物以及明缝蝉缝设置情况等；模板浇筑前需进行浇水充分湿润，但不得有积水。在上述工作完成后才可进行浇筑。
混凝土泵送前，需采用同强度等级去石砂浆进行泵管润湿（铺浆亦如此），为防止部分位置因泵管无法输入产生高差使混凝土成色不均和粘模而引起斑点，在泵送前需对该位置进行铺浆处理。根据试验室实验以及现场实际施工经验，泵送清水混凝土的坍落度控制在120～180mm。浇筑时，要求搅拌站调度员、实验室技术人员全程旁站，同时专职质量员对混凝土的观感、坍落度进行现场检查。
3.3.3 浇筑及振捣
混凝土正式浇筑前需加速搅拌至少30s，确保罐体内混凝土充分搅拌均匀。
浇筑过程中为避免混凝土浆液冲撞钢筋骨料弹开引起离析的情况，墙混凝土在浇筑时借用串筒溜放，浇筑时分层厚度应当控制在400-500mm之间；如墙体在浇筑过程中有条件自然流淌或斜面分层时，应保证泵口出料点控制在2.5 m的范围内。浇筑时不可直接在预留洞和钢筋密集的部位上方直接向下冲料，而应在两侧的位置堆成均匀布料，防止一侧挤压造成预埋移位。
清水砼在振捣时需严格按振捣规程施工，振捣遵循轻放、快插、慢拨的原则，既可防止因振捣过大造成灰浆飞溅污染已完成浇筑的部位，同时避免污染侧边模板。慢拔过程有利于排出混凝土中的气泡，释放浆液层间压力差，避免出现裂缝。振捣插点要均匀排列，设置时应当沿墙体中部位置开始向两边均匀移动，不得遗漏，逐点移动；移动间不得大于振捣半径的1.5倍，不得漏振和过振，振捣时间也不易过长，以免产生离析。【4】
清水混凝土的振捣时间约比普通混凝土延长5 S左右，以混凝土面层出现浮浆且不再下沉、浆液不再冒泡为准。振捣完成后及时用橡胶锤轻敲模板表面排出混凝土表面气泡。
四、结语
通过对耐高温清水混凝土的施工工艺以及注意事项的进一步了解，总结出以下施工经验：
1、耐高温混凝土的配合比是影响清水面的最关键因素。正式施工前应当进行多次调配，调配不仅考虑实验室内的成品情况，还需根据场地情况、气候、温度等情况综合考虑。对每次调配所使用的骨料、拌合料以及外加剂的选择应当反复权衡。
2、耐高温清水混凝土施工过程中，模板的选材、深化设计是清水完成面质量的关键因素之一，在实际施工过程中应当尽量选择能够满足设计要求的、平整光洁的优质模板，同时还需考虑模板使用的周转次数以及周转后的质量情况。
3、混凝土振捣工作是混凝土施工过程中最难控制的时段。振捣的时间、深浅以及振捣的方式都将直接影响混凝土的最终完成面。因此现场在实际施工过程中必须严格把控此道关卡。
参考文献
[1]肖维正，浅析清水混凝土施工工艺[J]，上海，科技创新导报，2012.
[2]吕红丽，宋友，清水混凝土的应用[D]，黑龙江，活力期刊，2010，71.
[3]王凤起，清水饰面混凝土施工技术研究[J]，城市建设与技术，2006.
[4]邓杰勇，清水混凝土结构施工技术[J]，建工论坛，2012.01，205.
[5]李 晟 ，清水饰面混凝土模板施工技术及应用[D]，化学工程与装备，2008.04，77.