试述清水混凝土原材料的选择与配合比的设计
摘要：本文作者概述了混凝土拌合物的性能要求及清水混凝土原材料的选择与配合比设计方法。
关键词：清水混凝土 原材料选择 原材料配合比
前言
清水混凝土是相对于普通混凝土而言的，在混凝土的力学性能方面， 二者是统一的， 都是满足混凝土标准要求的各项性能指标， 不同的是清水混凝土更强调了外观。我们一般这样看待清水混凝土： 一次成型， 不做任何外装饰， 混凝土表面平整光滑、 色泽均匀、施工缝的设置整齐、 美观， 不允许出现普通混凝土的质量通病 (如蜂窝、 麻面、 砂线等) ， 混凝土表面不受损和污染，各项性能均符合国家标准的高性能混凝土。
良好的混凝土外观依赖于良好的拌合物性能。混凝土拌合物的性能主要指拌合物的稠度、 表观密度、 凝结时间、和易性等。对于清水混凝土最主要的拌合物性能指标是和易性。混凝土的和易性是指混凝土拌合物的施工操作难易程度和抵抗离析作用的性质。和易性是由流动性、 黏聚性、保水性等性能组成的一个总的概念。 流动性是指：混凝土拌合物在本身自重或施工振捣的情况下， 能产生流动性， 并且均匀密实的填满模板中各个角落的性能。 流动性好则操作方便， 易于振捣和成型。黏聚性是指： 混凝土拌合物在施工过程中， 相互之间有一定的黏聚力， 不分层， 能保持整体的均匀性能。因为混凝土拌合物是由密度和粒经不同的固体颗粒和水分组成，在外力作用下，各组成材料的沉降各有不同， 如果混凝土拌合物中各材料配比不当， 粘聚性较小， 则在施工中易发生分层、 离析、 泌水 (又称析水) 的情况， 致使混凝土硬化后产生 \"蜂窝\" 、 \"麻面\" 、 等缺陷， 影响混凝土的强度、 耐久性、和外观质量。保水性是指： 混凝土拌合物保持水分不析出的能力，混凝土拌合物的水， 一部分是保证水泥水化所需水量， 另一部分是为了使混凝土拌合物具有足够流动性， 便于浇捣所需的水量。 前者与水泥水化物形成晶体和胶凝， 将永远存在于混凝土中。 后者在混凝土运输、 浇捣中，在硬化凝结前很容易聚集到混凝土表面， 引起表面疏松、或积聚在骨料或钢筋的下面， 这种现象成为泌水性。 泌水是材料离析的一种表现形式， 即保水性差。
一、 原材料的选择
良好的混凝土拌合物性能依赖于良好的原材料的性能，以及它们之间的相互作用。因此清水混凝土工程，在工程开工前一定要根据工程的特点、 气候、 原材料的供应情况，对原材料进行科学的选择。 原材料的选择包括水泥、 粗、 细骨料、 掺合料、 外加剂等。
1. 水泥： 水泥的选择从以下几个方面考虑：
1.1. 如果无特殊要求， 水泥应首选硅酸盐水泥。因为在我国， 硅酸盐水泥厂家多， 规模大， 生产批量也大， 适宜挑选适合工程需要的水泥。
1.2. 因清水混凝土对色差要求比较严格，而水泥凝化后的颜色基本上大致决定了混凝土的颜色，因此，一般在选择好水泥厂家及水泥的强度等级以后，为了色差的一致， 不要随便更换水泥，对于比较重要的部位，即外观要求比较严谨的地方， 最好能早备料， 做到使用同一批号的水泥。
1.3. 如果工程使用外加剂，最好选用 C3A 含量低， C3S 含量高，细度较细的水泥。 这种水泥对外加剂的适应性比较强， 能充分发挥减水剂的分散， 塑化和减水效应。
2. 粗骨料： 粗骨料的选择考虑以下几个方面：
2.1. 粗骨料的级配要合理：好的级配可用较少的水泥净浆制得流动性好、 泌水少、 不离析的混凝土拌合物。硬化后能得到外观和内部结构都比较好的混凝土， 虽然我国的粗集料比较丰富，但由于开采加工和运输的问题， 使得市场上销售的粗骨料级配不良， 空隙率大，给清水混凝土的施工带来一定的难度。 在进行混凝土的试配中， 除进行筛分试验以外， 还要测定石子的表观密度和堆积密度， 计算出石子的空隙率。在石子表观密度一定的情况下堆积密度越大，空隙率越小， 石子的级配越好。一般碎石的空隙率要控制在 44%以内为宜。最好使用连续级配的石子， 如果无连续级配的， 可以将两种单粒级配混合成连续级配级配。但不排除特殊情况下使用单粒级配的可能。
2.2. 控制石子的最大粒径：石子粒径的大小对混凝土的性能有一定的影响： 通过试配我们发现， 把石子的最大粒径控制在一定范围内，混凝土的外观和内部结构都比较优良。因为随着骨料粒径的增大， 混凝土的离散性增大，和易性变差， 混凝土内外部缺陷增多; 粒径过小， 混凝土的粘聚性增强。使得混凝土中气泡周围的张力增大， 气泡不宜排出。对(5-10)㎜; (5-16.5)㎜;(5-25 ㎜ ) ;(5-31.5 ㎜ ) ;(5-40 ㎜ ) 系列连续级配的石子进行混凝土的试配， 只对外观作了定性的观察试验， 在保持工艺相同、 试验人员相同保持不变的情况下，试配时塌落度为：(100±20 ㎜ ) 拆模后发现， (5-20 ㎜ ) 和 (5-25 ㎜ )外观质量最好， (5-31.5 ㎜ ) ;(5-16.5) 的稍次， (5-10 ㎜ ) ;(5-40 ㎜ ) 的次之。因此， 清水混凝土用石子的粒径最好为：(5-20 ㎜ ) ;(5-25 ㎜ ) ;(5-31.5 ㎜ ) 。
2.3. 选择最佳的颗粒形状：粗骨料的颗粒形状以圆球或立方体为最佳。 含有较多的针状、 片状颗粒， 将增加混凝土的空隙率， 集料界面粘结力下降， 降低混凝土拌合物的和易性。 并且针片状颗粒受力时容易折断， 影响混凝土的强度。
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