摘要：清水混凝土具有高工作性，耐久性、高外观饰面要求等诸多优越性能的混凝土。为配制这种混凝土提出优选原材料和利用正交设计原理优化混凝土配合比设计等措施，提高了混凝土的施工性能和饰面效果等，并有显著的经济效益。
关键词：清水混凝土；正交设计；样板构件；泌水
1．清水混凝土配合比设计目标
清水混凝土有很高的表面色泽和光洁度的质量要求，要求浇筑饰面清水混凝土要保持自然色，表面色泽均匀，颜色一致，在配合比设计时优选出满足强度等级要求，施工性能良好的混凝土是确保混凝土的施工质量控制的关键措施。
试验以砂率、水泥用量、粉煤灰用量、外加剂掺量等4 个因素进行C30 混凝土合理正交设计，以新拌混凝土工作性、硬化混凝土强度为考核指标，同时辅以观察样板构件的外观、色泽质量以达到优化清水混凝土配合比设计的目的。
2．原材料的选用
2.1 对水泥的要求
水泥的选用为整个混凝土工程生产施工的基础，选用的水泥应具有活性好，标准稠度用水量小，水泥与外加剂间的适应性良好，并且原材料色泽均匀一致的特性，水泥含碱量小以防止混凝土硬化收缩而引起的开裂，拟选用河北唐山冀东水泥厂生产的P.O.42.5R 普通硅酸盐低碱水泥，要求采用同一批熟料，其主要技术参数见表1。
2.2 对骨料的要求
粗骨料选用的原则是强度高,连续级配好,低碱活性,并且同一颜色的碎石、产地、规格必须一致，而且含泥量小于1.5%，骨料不得带杂物。细骨料选用中粗砂，细度模数在2.3 以上，颜色一致，其含泥量要控制在1.5%以内，泥块含量要小于1%。[2]
石子选用河北三河机碎石，最大粒径为25mm，砂选用北京密云中砂，细度模数为2.7。砂主要性能和筛分结果见表2。
2.3 对外加剂的要求
选用的外加剂必须减水效果明显，有非引气、低碱、有效控制混凝土泌水及增强性能，同时具有减少混凝土收缩等特点，经过比较选用北京慕湖外加剂有限公司生产的SM 型三聚氰胺系减水剂。经净浆流动度试验确定其最佳掺量为2.1%。外加剂性能见表4。
2.4 超细掺合料
掺和料应能增强混凝土的和易性，节约水泥用量，改善混凝土的流动性，减少水泥石中的毛细孔数量和分布状态，提高混凝土的密实度，且有助于对碱-集料活性的抑制，有利于提高混凝土的耐久性。
粉煤灰选用天津军电合利Ⅰ级粉煤灰,其主要性能符合国家标准《粉煤灰混凝土应用技术程》，其主要技术指标见表5。
2.5 水
自来水
3．配合比优化设计
混凝土配合比设计应在满足对混凝土强度和抗渗等级控制碱-集料反应的前提下必须具有良好的施工性能和满足清水混凝土的特殊要求。考虑到清水混凝土中掺加粉煤灰掺量过多会在振实混凝土过程中粉煤灰与水泥分离、使分布不均匀，影响混凝土的镜面效果，故需经过试验确定其最佳掺量；由于掺加外加剂容易产生气泡，在不大量增加混凝土气泡的情况下改善混凝土的和易性，满足混凝土产生镜面效果的条件来确定外加剂的最佳掺量。
3.1 正交试验
本试验以砂率、水泥用量、粉煤灰用量、外加剂用量4 个因素进行试验研究，以新拌和易性、坍落度、硬化混凝土强度为考核指标，辅以观察样板构件的外观、色泽质量优化清水混凝土配合比。正交设计的因素与水平表见表6；正交试验方案L9(43)见表7；正交试验结果见表7；部分试验极差计算结果见表8。
3.2 试验结果讨论：
分析表9 可知各因素对新拌混凝土工作性和硬化混凝土强度的影响顺序和最优配合比：
a)影响90min 坍落度损失顺序为外加剂、水泥、砂率、粉煤灰（DBAC），最优配合比A3B3C1D1；
b)影响泌水率顺序为水泥、粉煤灰、外加剂、砂率（BCDA），最优配合比A1B1C1D3；
c)影响28 d 抗压强度顺序为水泥、外加剂、粉煤灰、砂率（BDCA），最优配合比A1B3C3D1；
由上述90min 内坍落度损失、泌水率、28d 抗压强度的最优配合比和试验记录，经综合分析评价可得到最优配比为：A1B3C1D1，即砂率为41%，水泥用量为338，粉煤灰用量为58，外加剂为7.0%，见表10，该配合比经多次复验，试验结果均很好，同时，浇筑成型的样板构件完全能达到清水混凝土的外观饰面要求：距清水混凝土4 米处看不到明显色差；清水混凝土表面上一平方米面积上的气泡面积总和不大于3x10-4m2，最大气泡直径不大于3mm，深度不大于3mm [1]。
4. 结语
为配制外观饰面良好的清水墙且满足强度及耐久性要求，优选原材料是前提条件，在此基础上利用正交试验方法优选配合比，调整好各材料的用量，混凝土的施工性能、强度、外观饰面效果明显改善。优选配合比浇筑的清水墙面，具有良好的混凝土耐久性、环保性、经济性。
参考文献
[1] 顾勇新.清水混凝土工程施工技术及工艺[M].中国建筑工业出版社.2006.08: 23～27.
[2] 吴月华等.建筑施工清水混凝土技术规程[S].北京市建设委员会.2007:19.
[3] 栾军.现代试验设计优化方法[M].上海.上海交通大学出版社.1994.
