“彩色清水混凝土性能精准调控及生产应用关键技术研究”科技成果鉴定会召开
鉴定会现场(视频)
上海建工建材科技瞿威汇介绍项目情况
上海建工建材科技瞿威汇报了本项目研究工作及科技成果。近年来,彩色清水混凝土建筑逐渐进入大众视野,不仅保留了混凝土厚重、清雅的原始特点,在取消建筑室外装饰后,仍能表现出建筑色彩以及建筑风格,迎合现代人们的审美要求。在城市建设方面,公共建筑的内外墙较多地采用了彩色清水混凝土,此外在宗教、艺术馆、音乐厅、广场及人行道都有采用。因其视觉效果好,且强度性能得到不断完善,被广泛选用和推广,美国、英国、澳大利亚等国家已广泛采用这一技术。
20世纪70年代,清水混凝土的材质和技术传入我国,在“十二五”期间,中国清水混凝土产量增长迅速。本课题针对彩色清水混凝土性能精准调控及生产应用关键技术进行研究,由于彩色清水混凝土的原材料选择、配合比设计、配色技术等对混凝土工作性能和力学性能产生了重要的影响,直接影响了工程应用。同时现有的彩色清水混凝土还存在模具设计不匹配、混凝土表观质量不佳等问题。因此针对这些问题,本课题对彩色清水混凝土性能调控进行研究,旨在探究出工作性能稳定、表观质量优良、表面色彩观感度良好的彩色清水混凝土制品制备技术,实现彩色清水混凝土规模化推广应用。
本项目技术结构
一、彩色清水混凝土性能调控技术
针对彩色清水混凝土原材料选择、彩色清水混凝土配色技术、彩色清水混凝土配合比设计、彩色清水混凝土力学性能、彩色清水混凝土工作性能等展开系列研究,分析了原材料和配合比设计对混凝土各项性能的影响,针对工作性能优化外加剂配方,并通过配色技术研究优化彩色清水混凝土表观色彩。
采用混凝土整体着色法,通过原材料优选结合配色技术,对混凝土表观颜色进行调控,在调配颜色过程中,探明了不同原材料对表观色彩的影响规律,进而不断优化完善了混凝土配合比设计。最终建立起了材料、配合比与染料三者之间的关系,既使彩色清水混凝土表面美观,又使得混凝土达到理想的工作状态和力学性能要求。 自主研发了高和易性抗泌水外加剂,采用了酯类和六碳型聚醚母液,降低了聚羧酸体系外加剂存在的生产敏感性问题。以纳米纤维素作为载体,利用其巨大的比表面积增加了整个混凝土体系的锁水能力,从根本上改善混凝土的泌水问题。纳米纤维素与体系中的泌水抑制剂和引气剂共同作用,有效的控制了混凝土体系中自由水的分离,相较于传统通过混凝土配合比增加胶凝材料以及配合比中增加细料。使用该款外加剂,2h内混凝土工作性损失小于20%。 基于颜色调配技术、原材料优选技术、外加剂配制技术,针对不同应用场景所需的彩色清水混凝土性能调控中易遇到的保坍性差、泌水,以及表观质量差等问题,开展了综合试验分析。通过优选骨料,调整矿物掺合料的比例,调配染料颜色,可配制出C40的白色自密实清水泵送混凝土,该混凝土扩展度为650±50mm,28d强度高于48MPa,所配制的混凝土能有效抑制泌水、降低、整体的粘度,以及具备良好的保坍功能等特点。
通过不同类型彩色清水混凝土技术特点以及现浇彩色清水混凝土表观质量难控制等问题,针对性的研发适合其本身的模具。采用钢模板作为底模,底模铺设专用的自粘性防爆聚酯基片膜,开发了适用于大型镜面彩色清水混凝土构件模具。该薄膜具有光泽度高、抗张强度和抗冲击强度高等具有优异的机械性能和表面光洁度等优良特性,且其具有自粘性,更易粘贴于钢底模上,减少薄膜与底模贴合气泡或褶皱等不足,保证混凝土有更好浇筑效果。
通过优选粗细骨料品种,在满足力学性能的前提下,自主研发了C40高性能清水混凝土。利用该款混凝土,搭配双层板施工工艺,采用15mm厚自然纹路木纹板在混凝土表面拓印,形成自然木纹肌理图案,拆模后的混凝土成品表面密实、气泡少、无色差、纹理清晰。上述工艺技术在赋予构件表面表观的同时,大大拓宽了彩色清水混凝土制品应用范围,丰富了建筑饰面的艺术效果。
针对彩色清水混凝土表面易产生泛碱、光泽度下降、油渍灰尘污染等问题,对比了多种表面防护剂的防护效果,确认了烷类防护剂的“荷叶效应”可在混凝土表面有效成膜,使得具备疏水效果,污染物也易清除。
创新开发了一种清水混凝土表面防护剂施工方法,防护剂采用由下至上的施工方向,使得施工区域与未施工区域之间有明显的界限,保证了防水剂喷涂的均匀,同时明确了涂敷多种防护剂时的先后顺序、间隔时间,该涂敷技术不仅能够使清水混凝土构件的表面达到防水透气、易于清洁的保护效果,而且有效保证了成型的混凝土表面防污效果,提高了表面观赏性,延长了使用寿命。
通过分析混凝土生产过程中的制备、浇捣、运输、成品保护等各阶段的工艺技术,探明了易出现质量下降的关键节点,根据该阶段制备特点,提出相应的质量保护措施,形成彩色清水混凝土全过程品质控制工艺。
不同保护剂防护下清水混凝土经多种来源污染后冲洗效果
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本次会审结束后,协会将对成果鉴定结果进行公示,公示10天后,如无异议,将向成果完成单位颁发《科技成果鉴定书》。
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