清水混凝土生产与质量控制
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前言
清水混凝土具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味，与生俱来的厚重与清雅是一些现代建筑材料无法效仿和媲美的。清水混凝土产生于20世纪20年代，我国在上世纪70年代开始应用于预制混凝土外墙板中，1997年北京市设立了“结构长城杯工程”奖，推广清水混凝土施工，使清水混凝土发展逐渐广泛。清水混凝土是名副其实的绿色混凝土：混凝土结构不需要装饰，舍去了涂料、饰面砖等化工产品，清水混凝土结构一次成型，不剔凿修补、不抹灰，减少了大量建筑垃圾，有利于保护环境。
随着绿色建筑的客观需求，人们环保意识的不断提高，返璞归真自然思想的深入人心，我国清水混凝土工程的需求已不再局限于道路桥梁、机场，在工业与民用建筑中也得到了广泛的应用。清水混凝土从混凝土原材料选择、搅拌工艺控制、运输到现场施工以及养护，各个环节都需要精心策划，严格执行施工方案才能达到最终清水效果。笔者根据清水混凝土的特点要求，结合原材料的实际情况从原材料选择、配合比设计、生产过程、运输供应等方面介绍了预拌混凝土企业生产清水混凝土时需要注意的质量要点与措施，并通过工程实例进行了实践。结果表明，预拌混凝土企业生产清水混凝土通过全过程的生产质量控制，能达到理想的清水效果。
1原材料选择的原则及控制
1.1水泥
要求使用同一厂家、品种、强度等级、同一熟料磨制，保持颜色均匀。搅拌站在生产清水混凝土期间，尽可能专用同一个仓位的水泥，事先与水泥厂进行沟通，装入同一批次的水泥，尽量降低色差出现几率。使用时水泥温度控制不超过60℃，并保持与水泥厂的质量沟通，防止助磨剂中掺入引气组分，导致混凝土气泡过多，影响结构外观质量。本试验使用琉璃河水泥厂生产的P·O42.5水泥，其主要技术性能指标见表1。
1.2粉煤灰
使用II级以上粉煤灰，严格控制需水量比，本试验选用北京金龙达通商贸有限公司供应的天津蓟县I级粉煤灰。其物理力学性能指标见表2。
1.3矿粉
选用S95级矿粉，保证同一厂家、固定品质、固定颜色，防止出现混凝土外观色差问题。本试验选用三河天龙S95级矿粉，其物理力学性能指标见表3。
1.4骨料
符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52-2006）中各项技术指标要求的粗细骨料；粗骨料的最大粒径不宜大于25mm，细骨料应使用中砂，骨料均应级配良好，颜色一致、洁净；严格控制骨料中混入影响混凝土性能的有害物质，如冰、雪、泥块和烧结物等，不得使用潜在碱活性或高碱活性骨料。
本试验石子骨料选用北京首云矿业公司供应的5mm～25mm山碎石，压碎指标为5.6%，针片状含量4.0%，含泥量、泥块含量为0%。各项性能指标均符合《清水混凝土应用技术规程》（JGJ169-2009）的规定。
砂：采用滦平县赢盘砂石经销站供应的II级中砂，细度模数2.8，含泥量1.8%，泥块含量为0%。
1.5外加剂
混凝土外加剂常用聚羧酸高性能外加剂，严格执行关于氯离子、碱含量、氨含量有关标准要求，外加剂应不改变混凝土的颜色，在混凝土硬化后表面也不会导致出现析霜或返潮现象。本试验选用北京金隅水泥节能科技有限公司研发的聚羧酸高性能减水剂。减水率34%，28d收缩率比99%，28d抗压强度比189%。确保混凝土在大坍落度情况下具有较好的粘聚性。
1.6水
符合《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）规定的质量要求。
2配合比设计要求
2.1标准依据
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；
《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55-2011）；
《清水混凝土应用技术规程》（JGJ169-2009）；
《建筑施工清水混凝土技术规程》（DB11/T464-2007）。
2.2主要控制项目
新拌混凝土的粘度、流动性，硬化混凝土外观、色差、气泡情况。
2.3配合比设计
在搅拌站内原有配合比试配的基础上，采用随机设计方法，有针对性的调整配合比参数（水胶比、砂率、掺和料用量、外加剂种类及用量等），通过多次试配，进行配合比优化，确定最终配合比，满足混凝土工作性能、外观要求、抗压强度、耐久性等指标。主要试验配合比见表4；配合比试验结果见表5。
试验过程中留置了150mm×150mm试块，便于观察试块表面状态，其中主要参数对清水混凝土影响如下。
（1）砂率：对混凝土状态影响较大，砂率过大或过小，影响新拌混凝土的流动性和保水性，容易出现泌水情况，容易导致硬化混凝土麻面、气泡、砂线等问题。试验表明宜选用比普通混凝土稍大砂率。
（2）掺和料：单掺粉煤灰的性能状态要优于矿粉、粉煤灰双掺的混凝土。
（3）水胶比：水胶比过大，影响混凝土强度，硬化后容易出现细密气泡，水胶比过小，影响泵送及施工，尤其钢筋较多的结构，容易出现大的孔洞，通过试验证明稍微偏大水胶比对清水混凝土效果有力。
最终选用A-2配合比用于实际生产。按照事先制定的保障措施，生产过程中严格控制，混凝土结构拆模后表观感极佳，达到了清水效果。
3混凝土生产过程控制
首先要保证原材料供应，稳定的材料要有足够的储备，保证同一工程原材料不变。试验室对原材料验收试验后，在生产过程中要加强砂石含水的检测次数，加强混凝土的质量监控，以确保混凝土质量。原料投料前，必须确认搅拌机内是清洁的，控制混凝土的搅拌时间，充分搅拌均匀，搅拌时间比普通混凝土延长20s～30s。出机的混凝土拌合物工作性能优良，无离析泌水现象。
搅拌运输车每次清洗后应排净筒内的积水，避免影响水胶比。合理安排车辆调度，避免在浇筑过程中混凝土积压或供应不足，引起过大的坍落度损失。
4混凝土的供应与运输
混凝土罐车从搅拌站到施工现场过程中，必须保持慢慢转动，保证混凝土不离析、不分层，满足坍落度要求。按照连续浇筑单位时间需要用混凝土量，按照交通路线和运距，结合现场实际条件，确定运输罐车配备数量，重点加强联系和调度工作。保证浇筑的连续性，尽量缩短浇筑间隔，避免分层而产生冷缝。混凝土搅拌车，卸料前要快速转动2min，确保混凝土在运输过程中不会产生离析现象，出料必须干净；从搅拌站结束搅拌到施工现场浇筑不宜超过2h。
5混凝土的浇筑跟踪
混凝土浇筑前须先清理模板内垃圾，保持模内清洁、无积水。混凝土浇筑时，振捣的方法应按样板构件试验确定振捣的方法及工艺要求进行，混凝土应能充满模板，达到流平、密实的程度，减少表面气泡。混凝土先后两次浇筑的间隔时间不超过30min，第二次浇筑前，要将下层混凝土顶部的150mm厚的混凝土层重新振捣，以便使两次浇筑的混凝土结合成密实的整体。
6实际工程应用
华能北京热电厂新建燃气热电机组工程是由华能北京热电有限公司投资建设，华北电力设计院工程有限公司设计，中建一局集团第二建筑有限公司施工总承包的热电厂厂房及配套建筑工程项目，建筑面积57171m2。其中，燃机基础正负零米以上混凝土结构及汽机底板以上混凝土结构设计为清水混凝土，强度等级为C35，模板采用18mm厚镜面清水模板。
根据工程施工要求，结合搅拌站原材料实际现状，进行材料选择与清水混凝土设计与配合比试配，最终使用上文表4中提及的A-2配合比，生产和运输过程严格按照清水混凝土控制要求进行。施工过程顺利，拆模结构观感良好，完全满足设计要求的清水混凝土效果（如图1所示）。
结束语
清水混凝土结构是一个系统工程，需要搅拌站和施工方人员密切协作，切不可各顾一方。搅拌站在生产清水混凝土前一定要制定严格的生产方案，在制定方案过程中要考虑到施工方的施工条件，在每个环节设定控制措施并专人负责方案的实施。施工方在施工浇筑振捣过程、模板和脱模剂的选用上要前后一致，如过程中确需要更换，需与搅拌站协商确定。预拌混凝土交付前的质量控制是基础，需要预拌混凝土企业全过程质量控制，保证材料来源单一稳定、混凝土配合比及性能稳定是最终清水效果的重要决定因素。施工方后期养护保护等措施要执行到位，并建议延长养护时间，已保证混凝土结构的清水效果。
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企业简介
Company Information
江西格雷斯科技股份有限公司成立于2013年，专业从事新型环保建材研发、混凝土技术服务的国家高新技术企业，目前主要生产产品为聚羧酸系混凝土外加剂。
作为一家科技先导型企业，凭借着自身独特的发展模式，成立以来始终坚持以科技引导生产的理念，形成了一套属于江西格雷斯自己核心竞争力。公司引进国际先进的聚羧酸系混凝土外加剂生产设备技术，与国际顶尖科技公司强强合作，所生产的混凝土外加剂产品达到国际一流水平；智控生产优势，全自动数控操作，从母液到成品一次性完成，严格按照ISO9001质量标准体系要求，无人工误差，保证了产品的精准性、合理性、科学性，相比于市场上同类外加剂产品减水率提高3%以上；节能减耗优势，先进的无热源生产设备，改变了传统的作业方式，节约能源，实现了科技环保和减低成本相结合；绿色环保优势，科学的净水供给系统和欧洲无尘车间作业环境，完全符合出口欧盟产品的生产标准;公司拥有稳定的上下游企业资源，年产减水剂5万吨，产品被广泛应用高铁、高速公路等大型工程项目，与南方水泥、万年青水泥、亚东水泥在内的国内大型企业建有长期的合作关系。
公司每年将销售额的10%投入到产品研发当中，建立了一套完整的从研发到检测的产品生产流程，从来料检测到成品出货实行严格监控、检测，品质100%保障。公司坚持走产学研一体化道路，与贵州大学空间结构研究中心合作，成立了以马克俭院士为核心的院士工作站科研团队，研究人员26人，其中中国工程院院士1人，教授3人，副教授6人，博士研究生6人，取得了包括国家自然科学基金、国家科学进步奖在内的多项国家科研成果，拥有自主知识产权的专利几十项。不仅如此，为了开拓国家市场，公司通过“海智计划”积极寻求与国外先进科技团队合作，引入并改进目前先进的聚羧酸减水剂生产工艺，引进Ukrpolimerbeton混凝土外加剂外籍专家科技团队共有8人，包括教授1人，副教授1人，博士2人，副博士2人，研究生2人。承担着江西格雷斯科技股份有限公司混凝土外加剂的新型原料合成技术开发和海外市场的开拓调研任务。依托于先进的科研技术实力，公司不仅着眼于国内市场，还立足于建筑外加剂国际市场前沿的竞争，改变了包括德国BA SI FU、瑞士西卡等世界500强企业一家独大的国际市场产品态势，凭借着优质的产品和高性价比打破了国外大型化工企业的垄断地位，将产品出口至俄罗斯、罗马尼亚、巴基斯坦等国，改变了中国建筑外加剂乃至于化工产品在国际市场上的地位。
公司拥有着经验丰富并富有进取精神的管理团队，是中国早期的混凝土添加剂、减水剂生产及解决方案供应商之一，研发及项目管理队伍都具有十年以上专业 经验，市场开拓极 富进取精神；产品和项目方案实现能力强是全国少有的既有大规模制造能力、高端行业系统集成能力、项目方案设计及施工一体化，又有全国销售渠道及自有产品的公司；良好的客户体验和成功的服务经验 丰富的实践经验和成熟的客户体验，上千家重要行业客户的成功服务经验；卓越的专业服务和领先的解决方案卓越的本地化专业服务能力，以及和国际同步的技术水准和成熟的数字信息显示环境解决方案；丰富的项目经验和完善的服务体系在混凝土添加剂、减水剂等方面有着丰富的项目经验和完整的售后服务体系,在国内屈指可数。
在企业文化和发展规划上，公司以先进的文化理念作为发展的底蕴，创新超越是首要原动力 ，以“到处是创造之地，每天是创造之时，每人是创造之人”作为发展理念，鼓励创新，支持创新，在人才的引进和企业素质的提升上不惜余力。在发展规划上，格雷斯总体发展目标定位于混凝土添加剂、减水剂高端供货商。坚持" 缔造历史，驱动未来"，引领"高铁、建筑、水利、市政建设"等产业潮流。在业务大方向上坚持公共民用建筑事业产品与国家基础建筑事业产品共同发展，不断拓宽业务品种。在市场开拓上，建立标准化的产品营销策略，通过全国和全球的渠道促销，搭配专业的行业公关团队，建立全网络、简约化的电子商务平台。
随着“One BELT One ROAD”战略以基础设施互联互通为先导和突破口，依托国际大通道积极打造国际经济合作走廊，构建安全高效的现代化交通运输网络。中西部地区将以此为契机，进一步提升交通、通讯、电网、管道等基础设施水平，显著增强沿线经济带和城市群的连接性，形成横贯东中西、联结南北方的对外经济走廊，为要素集聚和产业发展创造良好条件。伴随着“One BELT One ROAD”国家重要战略的推行，以及南昌、武汉、长沙“中三角”崛起的推动，中部地区基础设施建设又进入一个新的井喷期，包括高铁、高速公路、大型基础设施建设等等都需要大量的混凝土及其外加剂，这也为混凝土外加剂的发展带来了机遇。在海外，公司已先期与巴基斯坦帕格尔公司达成了建立混凝土技术联合研究中心的合作意向。