当地材料制备装饰混凝土的应用研究

杨青，季龙泉，王成尧，江新理

（山东大元实业股份有限公司，山东 潍坊 361000）

随着现代化建设的迅速发展，装饰混凝土被国内外的不同工程项目所应用，广泛采纳于各个领域，如：巴黎的体育馆、马赛的博物馆、荷兰的 Caland 桥......它们在满足混凝土的持久、坚固、耐用的同时，又体现出了装饰建筑的柔美和艺术气息。

1 装饰混凝土配合比

1.1 试配强度等级确定

首先查阅了大量资料，研读国内外文献，学习有关规程标准，使装饰混凝土能满足混凝土强度和装饰性线性、纹理、质感的效果。

确定装饰混凝土主要代替大理石地面砖用于广场地面、立体雕塑、公园景观小品等，将强度等级确定为C60、C70。

1.2 原材料选用

选用能满足要求的当地常用材料。

1.2.1 水泥

水泥选用当地 P·O52.5 水泥，性能指标见表 1。

表1 水泥性能指标

1.2.2 骨料

骨料粒径是由装饰混凝土性能及尺寸决定的，装饰混凝土板材厚度一般在 4～6cm，骨料粒径太大，容易影响板材性能，易出现裂缝。粒径 5～10mm 的粗骨料拌合物和易性相对好，确定用粒径 5～10mm 的粗骨料试配。

经对当地石灰岩和玄武岩材质细骨料对比，要求洁净、坚硬、不含有杂质。5～10mm 的石灰岩粗骨料石粉含量相对多，强度相对低，确定用玄武岩质粗骨料，性能指标见表 2。

表2 玄武岩粗骨料性能指标

1.2.3 外加剂

装饰混凝土除满足混凝土性能外，更要满足装饰外观的要求，试验研究专门研制了满足要求的减水、增强等性能的自制高效复合聚羧酸外加剂，掺量 1.8%～2.3%。

1.2.4 掺合料

为使装饰混凝土的内部结构密室，强度、外观达到设计要求，采用了添加Ⅰ级粉煤灰、矿粉。

1.2.5 水

自来水。

1.2.6 颜料

颜料应选用不溶于水，与水泥不发生化学反应，耐碱、着色牢固的矿物颜料。其掺量不应降低混凝土的强度，一般不超过胶凝材料的 6%。

1.3 装饰混凝土配合比设计

根据 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》方法计算。

（1）配制强度

C60 配制强度：ƒcu,o≥1.15ƒcu,k＝69.0(MPa)。

C70 配制强度：ƒcu,o≥1.15ƒcu,k＝80.5(MPa)。

（2）水胶比：0.28～0.34

C60 选取 0.34；C70 选取 0.30；试拌时增减间隔0.02。

（3）胶凝材料用量：480～560kg/m3

C60 选取 500kg/m3；C70 选取 540kg/m3；粉煤灰掺量 8%，矿粉掺量 14%。

（4）砂率：35%～42%

砂率选取 38%。

（5）外加剂：高效复合聚羧酸外加剂掺量 1.5%。

C60 和 C70 混凝土理论配合比见表 3。

表3 理论配合比 kg/m3

2 装饰混凝土配合比试配及性能检测

2.1 试配及性能检测

根据以上理论配合比，试拌观察，拌合物和易性良好，留制标准立方体抗压试件，检测结果见表 4。

表4 配合比试拌拌合物和易性及性能

2.2 配比选定与注意事项

（1）从结果看，C60 选定水胶比 0.34、胶凝材料500kg/m3的配合比；C70 选定水胶比 0.30、胶凝材料540kg/m3的配合比。

（2）水胶比低、混凝土粘度大，浇筑成型后覆膜保水养护。

（3）混凝土粘度大，浇筑成型时要边浇筑边振动，大尺寸的模具，要从一边开始浇筑。边振动，边让混凝土自己流动减少试件表面的气泡，以防影响外观。

3 装饰混凝土色彩

装饰混凝土色彩效果的好与差，着色是关键，这与颜料性质、掺量和掺加方法有关。掺加到混凝土中的颜料，暴露在空气中要耐久不褪色。彩色混凝土的着色方法有添加无机氧化物颜料、添加化学着色剂及添加干撒着色硬化剂等。我们采用直接在混凝土加入无机氧化物颜料，将砂、颜料、粗骨料、胶凝材料充分干拌均匀，然后加水搅拌的方法，制作了一件立体雕塑。颜料外观见图 1，制作的立体雕塑见图 2。

图1 颜料堆

图2 搅拌制作

4 装饰混凝土成型

装饰混凝土采用的是表面处理技术，它在混凝土基层面上进行表面着色强化处理，以达到装饰混凝土的效果。同时，对着色强化处理过的地面进行渗透保护处理，以达到洁净地面与保养地面的要求。因此，装饰混凝土的构造模式为基层（混凝土）、彩色面层（强化料和脱模料）、保护层（保护剂）这三个基本层面构造。

采用立轴式试验机搅拌，通常普通混凝土生产先加砂石搅拌，再加胶凝材料搅拌，最后加水和外加剂，搅拌 30s 就可停止搅拌放料。装饰混凝土生产，需将细骨料和 50% 的用水量加入搅拌机拌合 30s，再加胶凝材料、外加剂拌合 40s，最后加入剩余用水量拌合 50s 放料装入模具内。试验研制的立体雕塑选用白色水泥，拌均匀后加入剩余用水量慢速拌合 50s，排除气泡，放料装入模具内，把模具放到振动台，边振动边装料，脱模后经人工修饰，涂保护剂。混凝土成型现场见图 3。

图3 现场制做成型图

5 应用效果

经试验复试和现场留制同条件试件，和易性、强度和外观均满足要求。结构层采用了同上试验的配合比，颜料选用多种品牌进行对比，选择了与水泥和外加剂适应性好的颜料，面层配合比以基层配比为基准去除粗骨料，水胶比减小 0.02，内掺 6% 的颜料。拆模后的装饰混凝土外观颜色均匀美观，达到预期效果。图 4、图 5为成品图。

图4 地面砖

图5 景观小件

6 结语

（1）用当地常用材料，掺 1.0%～1.5% 高效复合性能外加剂，可以配制强度等级 C60、C70 高强混凝土满足生产需求。

（2）配制的高强混凝土表面平整光洁，颜色均匀一致。

（3）装饰混凝土生产工艺和成型工艺要求更严格精细，应特别注意。

（4）外加剂内复合消泡剂，成型前慢速搅拌排除气泡，成型时边振动边装料，装饰混凝土外观光滑美观。