彩色混凝土的研究及应用

一克拉的幸福6 2016-11-16

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彩色混凝土是为了改进混凝土的装饰性能，在近几十年内逐渐发展起来的一种新型装饰混凝土。我国对彩色建筑混凝土的研究和应用尚处于初级阶段，相关的研究成果少，工程实例积累少，但国际上彩色建筑混凝土的设计越来越流行，因此，对彩色建筑混凝土进行应用研究有着很现实的意义。

生产彩色混凝土的难点在于其原材料的选择及生产过程中对于泛碱、色差、质感的控制。因此，我们做了大量的试验进行研究，并应用于实际工程。

1 原材料的选择

1.1 颜料

彩色混凝土所需颜料必需是具备较好的分散性和较强的着色能力，对混凝土性能影响小，对温度、日照、大气中的各类气体具有良好的稳定性，能耐碱、耐光、耐风化，在大气中长期不褪色，不与混凝土成分发生有害反应。因此，宜选择性能稳定的氧化铁系列颜料。在一定掺量范围内，随着掺量增大，颜料呈色提高，但掺量过大，混凝土强度下降，且成本增大。一般应控制在水泥用量的3%～5%。

1.2 水泥

当生产黄、绿、蓝等彩色混凝土时，最好使用白水泥，而且在选择白水泥时，宜选择同一批的水泥，减少生产带来的颜色的波动。另外，白水泥宜使用P.O 42.5，白度控制在80%以上，同一批水泥使用日期不宜超过45d（从生产到使用完）。生产灰色系列的彩色混凝土时，可以选择普通硅酸盐水泥，但普通硅酸盐水泥要求保水性好。

1.3 骨料

砂、石含泥量要小，以避免集料色泽对颜料呈色的干扰。粗骨料的粒型是影响彩色混凝土质感的一个很重要的因素。为了能生产出质感好的彩色混凝土构件，使用破碎的石子是最好的选择，且粒径宜控制在20mm以下。

1. 4 高效减水剂

外加剂尽量选择聚羧酸系高效减水剂。由于彩色混凝土的坍落度不能太大，因此，减水剂的减水率一般控制在20%左右即可。另外高效减水剂带入的碱应尽量少，以减少构件成品的反碱。

2 颜料对混凝土的影响

颜料对混凝土的影响从以下两方面考虑：1）两种水泥混凝土中分别加入推荐掺量氧化铁红颜料对强度的影响；2）颜料的耐久性能。

2. 1 颜料对强度的影响

试验配合比和混凝土拌和物性能分别如表1、2所示。试验结果表明：两种水泥混凝土加入推荐掺量无机氧化铁颜料后，对混凝土拌合物性能及强度无明显影响。

2. 2 颜料的耐久性能

为了验证彩色混凝土的耐久性，我们制作了混凝土试件，放置于自然环境中，历时近1年，试件颜色基本没有变化，混凝土表面完好。

3生产中对于泛碱、色差、质感的控制

3.1 泛碱控制

生产出来的构件泛碱，对于彩色混凝土构件尤为明显。因此，在生产彩色混凝土构件时如何控制泛碱成为一个难点。对于控制泛碱，我们经过大量试验，对影响泛碱的因素进行了分析研究，发现：粉料是带入碱的一个原因。因此，在选择水泥时尽量选择低碱水泥。矿物掺合料尽量选择碱含量低的矿物掺合料。另一个将碱带入混凝土中的因素就是外加剂。因此，要求外加剂厂严格控制外加剂的碱含量。除了原材料本身带入碱外，可以对构件成品进行碱封闭，使得碱不泛出。为此，我们对构件表面进行了防护处理。通过不同的防护剂试验，找出一种可以防止泛碱的防护剂做为对构件防泛碱的最后一道工序。

值得注意的是，随着时代的发展，混凝土的密实度越来越好，因此，在使用防护剂的时候一定要进行试验，否则，防护剂的掺量不当，会造成相反的效果。

3.2 色差控制

对于彩色混凝土的色差控制，我们从颜料的采购、混凝土的搅拌、振捣入手进行了研究。

3.2.1 颜料的采购

颜料的生产批次不一样，会产生一个色差值，因此，在购买颜料时尽量选择同一批次的颜料，以减少颜料的批次不同产生的色差。

3.2.2 混凝土搅拌

混凝土在搅拌时有一个最佳搅拌顺序及最佳搅拌时间。为此，我们在试验室用搅拌机做了试验，试验结果见表3。

根据实验结果，在实际生产过程中根据搅拌机的特点确定了合理的搅拌时间，生产出来的成品很均匀。

3.2.3 混凝土振捣

混凝土振捣也是影响色差一个很重要的因素。因此，应严格要求操作工人严格按操作规程进行振捣。而且在整个生产过程中振捣工人要固定。

3.3 质感的控制

这里所说的彩色混凝土的质感是指构件表面的纹理，不包括构件表面的各种处理。通常情况下，如果能隐约现出石子斑驳的印痕是最佳的。

因此，为生产出这种效果的构件，挑选石子是最关键的。其次就是振捣，振捣的时间长短、密实程度都决定构件表面的质感。

通过以上措施的控制，我们生产出了令人满意的产品。

4 工程实例

某新建使馆工程于2004年上旬开工，2005年中旬首期工程结束。首期工程由3个单体建筑物组成，建筑面积3万m²。其外檐和部分内檐采用了彩色建筑混凝土，总方量约为1万m³。该工程外观形式多样，混凝土的颜色主要有米黄色等几种，外观图案及造型包括镜面效果、木纹效果及条纹效果等几种不同形式。采用上述方法进行质量控制取得良好效果。