中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司 上海市 200137
摘要：清水混凝土，是指直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土；通过对清水混凝土配合比的调整、施工工艺改进，管片混凝土满足设计要求，达到“内实外美”的效果。本文根据笔者相关的工作经验，结合相关的案例对清水混凝土在盾构管片中的
关键词：清水混凝土；配合比；盾构管片
在2016年5月，上海铁路局赢得了上海15号管道的生产投标。上海轨道交通15号线是城市西部的一条南北走向，途经闵行区、徐汇区、长宁区、普陀区、宝山区。这条线路连接着南海、上海西站、长丰商业区、上海南站和紫竹高新区技术新区等关键区域。线路连接了上海西站和南站的枢纽，完成了综合交通枢纽与铁路运输网络的有机连接。本标准段的相关内容包括梅岭北路站、铜川路站、上海西路站、武威东路站、古浪路站、祁安路站、丰祥路站、锦秋路站、顾村公园站，总数有九个生产环节。按照最新的印刷统计数字，混凝土板的数量为16863枚，每枚混凝土板8.25立方毫米。
1 管片混凝土性能指标要求及配合比研究
1.1 管片清水混凝土及其配合比要求
混凝土配合比应满足设计指标：强度等级C55、抗渗等级分别不小于 P10（浅、中、深埋）和P12（超深埋）不小于P12，氯离子扩散系数Dcl-≤3*10-8cm2/s（RCM法），设计使用寿命为100年。
夏季宜使用坍落在40至70毫米的混凝土之间，冬季宜采用30至60毫米之间的混凝土。管片混凝土拌合物具有较好的和易性、保水性并具有一定的黏度，能保证振动5分钟内不分层、不离析，振动时浆水不能飞溅，振捣后管片表面砂浆层厚度不能超过1厘米。
混凝土密实的标准：混凝土表面停止沉落或者沉落不显著；混凝土表面气泡不再显著发生或在振捣器周围没有气泡冒出；混凝土表面呈水平，并有灰浆出现；混凝土已将模板边角部位填满充实并有灰浆出现。
基于管片混凝土的技术标准、流水线施工的混凝土性能等方面考虑，清水混凝土在保证工作性能、力学性能、耐久性能等前提下，无离析泌水，色泽亮白均匀、气泡少、无明显表观质量缺陷，其最显著的特征为：內实外美。
1.2 管片清水混凝土配合比研究
1.2.1 适宜的浆体比及水胶比
浆体比直接影响到机械性能、耐用性能、气泡排除困难程度、表观质量和光泽程度以及颜色的均匀性。泥浆的组成，如水胶比，对混凝土的力学性能和耐久性会造成有很大影响。当泥浆体积较大时，混凝土易于施工，混凝土表面质量相对易于控制。当泥浆体积较小时，混凝土中的气泡不方便排出，影响混凝土的表观质量。
一般情况下，水胶相对比较低，水混凝土强度变高而且水混凝土耐久性好，水混凝土的力学性能和耐久性较低。然而，当水胶比低时，泥浆的粘度较大，泥浆的粘度影响清水混凝土的表观质量。泥浆体积过大，混凝土内部气泡不易排出，管板与混凝土之间的界面薄弱，容易导致气泡堆积，使得混凝土的外观质量受到影响。泥浆的粘度太小，即便混凝土容易建造，气泡相对比较容易排出，然而管道混凝土易于分层，从而混凝土的表面均匀性受到影响。
1.2.2 密实的骨料堆积
固体骨料的堆积对提升混凝土的内密性和性能是十分有利的。混凝土具有连续的分级和压实的集料，能以较少的泥浆获得优异的性能。骨料的压实作用增加了骨料颗粒之间的机械咬合力，提高了混凝土的力学性能。骨料的密实堆积可以降低混凝土体积的改变，提高混凝土体积的相对稳定性，降低混凝土开裂的可能性，从而降低清水混凝土的耐久性。
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1.3 清水混凝土配合比设计方法
在研究目前混凝土混合比设计措施的情况下，按照清水混凝土混合比的特点和混凝土混合比的设计，依据清水混凝土混合比的具体设计方案，详细设计步骤如下：
（1）通过自然堆积的石头，以便获得石头的质量和孔隙度。
（2）使用砂石填充缝隙，获得砂石的质量平方米、砂石的孔隙率、砂石和砂石的孔隙率以及0.315毫米以上一些砂石的质量。
（3）按照强度设计理论，保证水胶的配比，根据各种粘合剂的配比，制备水泥浆，测量水泥浆的密度。
（4）计算0.315毫米以上砂石的比表面积和砂石的一些比表面积。
（5）依据石的质量m1和石的比表面积计算石的表面积，按照砂的质量至少0.315毫米和砂的表面积至少0.315毫米计算砂的表面积。
（6）采用水胶净浆比0.3毫米或0.4毫米均匀包裹砂石，计算砂石体积。如果净泥浆的体积、0.315毫米以上部分的砂体积和石头的体积大于石头体积的总和，那么所使用的砂和石头的数量以同样的比例减少
（7）如果净泥浆的体积、净泥浆的体积与净泥浆的体积之和小于单位体积之和，则该部分大于0.315毫米的体积；如果净泥浆的体积大于0.315毫米的部分的体积小于单位体积之和，将净泥浆加入到单位体积中.
（8）根据净泥浆的体积和0.315毫米以下的砂的体积，得到泥浆的体积。根据泥浆的体积和密度，衡量泥浆的质量、每种橡胶材料的质量和耗水量。结合砂平方米和石平方米的质量，得到了混凝土与混凝土的比例。清水混凝土的比配比设计方法充分体现了“内真外美”的特点。
2 优选质量稳定的原材料
管片清水混凝土应进行全过程质量控制，材料、施工工艺应保持一致。提前与水泥、粉煤灰、矿粉的生产厂家沟通，尽量降低色差出现几率，防止混凝土出现色差。骨料应级配良好，颜色一致、洁净；严格控制骨料中有害物质，如氯离子等，不得使用潜在碱活性的骨料。严肃把控新拌混凝土的黏度、流动性，硬化混凝土外观、色差、气泡等相关状况。
2.1 胶凝材料组成的影响
为研究不同胶凝材料比例对清水混凝土性能的影响，固定胶凝材料用为440千克/立方米、水胶比为0.34，设置了掺入不同比例的粉煤灰、矿粉的配合比。以未掺入矿物掺合料的纯水泥体系为基准，采用双掺矿物掺合料替代水泥，调整减水剂用量将各组混凝土的坍落度控制在30至70毫米范围。纯水泥混凝土流动性略差，其硬化混凝土表面呈现灰黑色，大气泡多，触感十分粗糙，无光泽度；掺入不同比例的矿粉、粉煤灰，硬化混凝土表面呈现亮白色，气泡少，触感光滑，光泽度好。
按照该工程中所采用的原材料相关的性能和特点、管片流水线施工的混凝土要求及清水混凝土配合比设计，该工程中最后选择了管片清水混凝土配合，按气温分夏秋配合比以及冬春配合比来计算。
3 混凝土生产过程控制
混凝土浇筑前须确保模板内清洁、脱模剂涂抹均匀，钢筋笼、预埋件位置准确。混凝土浇筑时，先低频（65hz）振捣至混凝土充满模板后，改为高频（76hz）振捣，混凝土达到提浆、密实的程度，减少表面气泡。
保证原材料供应，每批次原材料质量应稳定可控，稳定的材料要有足够的储备。试验室对原材料按批次验收，试验合格后方可进场。每批进场的砂应过筛，筛除大颗粒及部分杂质，每批进场的碎石应清洗，清洗后进地仓晾干。在生产过程中，必须加强对沙水含量的检测和混凝土的质量控制，以确保混凝土的质量。控制混凝土的混合时间，搅拌均匀。搅拌时间为15秒+150秒。混凝土混合料的工作性能优良，无水分泌物。每次清洗后，混凝土运输车应清除车辆内的水，防止影响新混合的混凝土。
4 结论
综上所述，本文通过对管片混凝土的特征及配合比设计的研究，探讨了关于控制原材料质量、加强生产现场监管等措施，以期对以后的工程有所帮助。
参考文献：
[1]《清水混凝土制备技术研究》王龙志，路林海，崔鑫，郭伟，王桂玲
论文作者:朱芸
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/25
标签：混凝土论文; 泥浆论文; 管片论文; 体积论文; 气泡论文; 质量论文; 骨料论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;