C30彩色地坪混凝土的制备与工程应用

聚羧酸减水剂通用性不够好？

掺入量敏感，混凝土易泌水？

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【机构】 中建商品混凝土成都有限公司；

【摘要】 通过调整胶凝材料组成与用量、选用优质粉煤灰、掺入高性能聚羧酸减水剂、优选性能稳定的无机颜料,研制出工作性能与力学性能良好、颜色均匀一致的C30水泥基彩色地坪混凝土,并通过采取一系列质量控制措施,将该混凝土成功应用于成都东区音乐公园工程中,取得了良好的实施效果。 更多还原

【关键词】 水泥基彩色混凝土； 地坪； 工程应用； 

0 前言

随着社会与经济的发展，地坪的作用在建筑项目中日渐凸显，现代化的装饰地坪不仅能够满足建筑环境具体功能性要求，个性化的装饰效果也十分重要。彩色混凝土由于具有改进传统黑白灰单一色调的地面装饰性能，以其丰富的色彩、多样的形式和良好的应用效果活跃于装饰地坪领域，且越来越受到人们的亲睐。

彩色混凝土地坪发展历程中存在的形式主要有彩色沥青混凝土、彩色防滑路面及彩色耐磨压花地坪，彩色沥青混凝土因脱色沥青的生产工艺复杂、污染严重、耐久性能差等已被淘汰；彩色防滑路面以改性树脂等有机物作为粘结剂，存在着粘结力小、污染环境、成本高等问题，而限制了其大面积推广使用^[1]；彩色耐磨压花地坪能非常逼真的模仿许多高档建筑装饰材料的质地及色泽，具有较好的艺术效果（亦称彩色压花艺术地坪）和物理性能，是目前彩色混凝土地坪主要采用的一种形式^[2]，但是由于原材料成本高、工艺复杂等问题，其推广应用受到一定的限制，因此造价低且性能优越的彩色混凝土地坪是行业内设计者与应用者的共同目标。

本文研究的水泥基彩色混凝土地坪主要是将无机颜料、普通硅酸盐水泥、矿物掺合料、集料、外加剂和水等投入搅拌机混合搅拌均匀，用混凝土运输车运往施工现场进行浇筑，经摊铺、振捣、整平、收光，形成能满足工程要求的平整度、装饰性及强度的地坪。该彩色混凝土地坪原材料来源广泛、成本低，成型施工工艺简单、易操作，色彩丰富，具有较好装饰与应用功能，是一种易于进行大面积推广使用的装饰地材。

1工程概况

成都东区音乐公园项目，在原成都东郊国营红光电子管厂遗址上进行改造，占地300余亩，建筑面积17万m²，总投资50亿元。该项目中的酒吧区地坪设计使用C30水泥基彩色（红色）混凝土，地坪面积约5000m²，共计约500m³，分五次施工，每次施工约1000m²。此类型的彩色混凝土地坪施工，在国内尚属首例。

2原材料的选择

（1）颜料

用于C30水泥基彩色地坪混凝土的颜料必需具备较好的分散性和较强的着色能力，对外界破坏因素具有良好的稳定性，能耐碱、耐光、耐风化、在大气中长期不褪色，与水泥有很好的相容性，不会发生有害反应^[3]。无机颜料相对于有机颜料耐久性好，常用于生产水泥基彩色混凝土。为保证彩色混凝土颜色均匀一致，同一彩色混凝土工程的颜料要选择同一厂商，且宜为同一批次。

氧化铁系列颜料稳定性好，是无机彩色颜料中产量和需求量最大的一类产品，因此，本试验选用国外某厂家红色氧化铁颜料，其关键性能指标如表1。彩色混凝土随颜料掺量的增大呈色提高，但掺量过大，会对混凝土性能产生不利影响，如导致外加剂掺量高、工作性能损失大、抗压强度下降等，经试验确定较佳掺量为4%。

（4）骨料

应用于彩色混凝土的骨料有三类：白色砂石；颜色较浅的普通砂石；彩色砂石。

为了便于组织生产，采用颜色较浅的普通骨料即可。粗骨料为连续级配碎石，其最大粒径应小于地坪厚度的1/4，且控制在31.5mm以下，含泥量小于1.0%；细骨料选用中砂，含泥量控制在1.0%以下。为保证混凝土的颜色均匀一致，含泥量是粗细集料控制的重点。

（5）减水剂

由于彩色混凝土的坍落度不宜太大，且减水剂带入的碱应尽量少，以减少构件成品表面泛碱，因此，减水剂的减水率一般控制在20%左右，掺量相对普通混凝土可适当降低。本试验选用聚羧酸高性能减水剂，减水率为22%，固含量为11%。

3配合比设计

该混凝土应用于地坪，为保证水泥基彩色混凝土表观效果，对其粘聚性和保水性提出较高的要求，试验通过调整胶凝材料组成与用量、选用优质的粉煤灰、掺入高性能聚羧酸减水剂、优选性能稳定的无机颜料，经过大量的试验对比与验证，最终确定的C30水泥基彩色混凝土配合比见表4，其性能指标见表5。

试验结果表明，所制备的C30水泥基彩色混凝土，工作性能良好、坍落度损失小，为现场严格有序的施工提供有效保证。混凝土28d抗压强度为49.6MPa，拥有良好的力学性能。混凝土的出机效果及2h工作性能如图1、图2。经样板制作可知，表观颜色均匀一致，见图3。

4工程应用

4.1 质量控制关键措施

4.1.1投料、搅拌工艺

水泥基彩色混凝土生产要求专机专用，所有搅拌机在每次生产前要进行彻底清洗，防止出现混色及杂质、油脂的污染。

为了使颜料发挥最好的效果，防止产生条痕或不均匀，最好是颜料与胶凝材料在搅拌机中搅拌30s后，待颜料与胶凝材料混合均匀，再加水和外加剂继续搅拌30s^[3]。

4.1.2混凝土出机性能

考虑到运距不远，混凝土的出机性能控制在坍落度180-200mm，扩展度480-510mm，混凝土和易性好，不离析、不泌水。

4.1.3运输控制

水泥基彩色混凝土罐车在每次使用前要彻底清洗干净。颜料对外加剂有较强的吸附作用，在运输过程中，混凝土的坍落度相对普通商品混凝土损失较大，因此搅拌站应根据气温条件、运输时间（白天或夜晚）、运输距离及原材料指标等具体情况，适当对原配合比进行微调，以确保混凝土浇筑时能够满足施工要求，不泌水、不离析，确保混凝土供应质量。

4.1.4施工过程控制

水泥基彩色混凝土在夏季施工时应避免太阳直晒，太阳直晒或温度过高会使表面过干，而形成大量的缺陷，如易褪色或形成表面裂纹等。

水泥基彩色混凝土地坪浇筑要分段按顺序进行，每个施工段的混凝土须保证连续浇筑到设计标高，尽量缩短浇筑时间间隔，避免产生分层冷缝。

混凝土的振捣、整平与表面收光是影响色差很重要的因素。先人工将浇筑后的混凝土摊铺均匀，然后用平板振动器进行振捣，振捣到一定密实度与平整度，振捣时间不宜过长，否则将导致表面泌水产生黑色水纹，影响表观效果；为了保证表面光滑平整，使用大面积混凝土抹平收光机对混凝土表面进行两次收光，根据混凝土硬化程度确定收光时间^[4]，在混凝土临近初凝时进行首次收光，在混凝土初凝后终凝前进行二次收光，收光时不可在表面洒水，否则会留下水印。

4.2 实施效果

为保证混凝土施工质量，根据工程部位特点制定了施工组织方案，确定该地坪分五次施工，单次供应量约为100 m³，单次施工面积约为1000m²，从2011年9月1日起施工，9月18日完成全部水泥基彩色混凝土地坪的浇筑。

工程施工时期正是高温天气，选择在温度较低的傍晚或晚上进行彩色混凝土浇筑。生产过程中对坍落度进行较好的控制，彩色混凝土的出机坍落度控制在18±2cm，到达现场的坍落度保持在16±2cm，混凝土均匀性良好，不泌浆。施工现场严禁向混凝土中加水。

使用平板振动器振捣混凝土过程中，在保证密实的前提下，不可过振；混凝土临近初凝时（根据具体施工环境、混凝土配合比而定，从加水时间开始计算，一般在8-10h），进行第一次收光，在初凝后终凝前（根据具体施工环境、混凝土配合比而定，从加水时间开始计算，一般在12-14h），再进行第二次收光。通过采取一系列措施，生产出色彩均匀、表面缺陷少的大面积水泥基彩色混凝土地坪。混凝土的现场施工情况如图4~7。

5 结论

1）通过对比筛选并固定原材料的供应厂家、控制原材料的技术指标等途径优选原材料，同时通过调整胶凝材料组成与用量、选用优质的粉煤灰、掺入高性能聚羧酸减水剂、优选性能稳定的无机颜料等技术手段合理科学地设计配合比，制备出工作性能、力学性能优良，色泽均匀一致的C30水泥基彩色混凝土。

2）为了保证彩色混凝土的表观效果，混凝土应具有良好的出机性能以及施工性能，混凝土拌合物不离析、不泌水；浇筑后，使用混凝土抹平收光机对混凝土表面进行两次收光，根据混凝土硬化程度确定收光时间，在混凝土临近初凝时进行首次收光，在混凝土初凝后终凝前进行二次收光，收光时不可在表面洒水，否则会留下水印。

3）实际工程应用表明，根据水泥基彩色混凝土的性能特点及地坪施工的工艺要求，制备性能良好的混凝土，制定一套有效的生产、运输与施工组织方案，规范混凝土地坪施工，能保证大面积水泥基彩色混凝土在装饰地坪应用中取得较好的实施效果。

参考文献

[1]罗海兵,马丰民.彩色路面技术及彩色防滑路面的方案设计[J].中国市政工程,2007,(2):11-16.

[2]代铮.装饰混凝土概述及其在景观工程中的应用[J].混凝土,2009,(1):112-114.

[3]史忠,葛海涛,吕丽萍.彩色混凝土的研究及应用[J].工程材料与设备,2010,(1):152-154.

[4]姜勇.[J].商品混凝土,2007,(6):47-49.