论文部分内容阅读
摘 要：混凝土表面是由水泥浆体包裹骨料而形成的，但是由于水泥本身的颜色、粗细骨料的选择、脱模剂、养护工艺等各种原因造成混凝土表面出现白斑或同批产品外观颜色差异较大，导致在工程评优过程中出现外观质量上的不合格问题，为此，就混凝土表面颜色差异为题做了一个全面的分析，并作出了相应的控制的措施。
关键词：颜色差异、色斑、控制、措施
一、前言
随着高铁时代的快速发展，环形混凝土等径支柱在铁路上被大量的使用，而外观颜色的差异使得整齐统一性很难保证，尤其是高强混凝土在外观上很难控制。从水泥、粗细骨料、脱模剂、养护工艺等各方面都是其影响的主要因素，以下是对其影响因素的分析。
二、影响因素
1.脱模剂
现在市场上使用的油质性脱模剂都是有一定的染色剂，会对混凝土表面造成一定的污染，影响其外观质量。现对市场上经常使用的油质性脱模剂做一个具体的分析，采用柴油做脱模剂，混凝土表面颜色多发暗，采用机油，表面颜色多发白，而相比之下，液压油是油质性脱模剂最好的选择，也是污染最小的，但是考虑到成本较高，很多厂家都不大量使用。现在市场上专用的脱模剂是环氧树脂型，也有配合使用的，用柴油和机油按照2：5的比列配制，而且现在使用的脱模剂大多数是未经稀释的，大部分在使用时厂家工人自己稀释，所以在比例上每批都有所差异，浓度的不同，也会引起表面颜色的差异。
2.成型工艺
混凝土表面颜色形成机理是水泥浆体包裹在混凝土表面，形成致密的外表，其实混凝土在凝固过程中，会有部分水蒸发出来，在表面形成微小的孔隙，水泥水化生成的氢氧化钙晶体从这些微小孔隙中析出来，使得表面泛白。混凝土表面基色是水泥本身的颜色，而空隙中析晶出来的氢氧化钙结晶体淡化了混凝土表面水泥的颜色。尤其是对于离心成型工艺中，混凝土的密实情况关系着微小孔隙的分布，在大量试验中发现，经过二次蒸养的混凝土表面颜色都泛白，
3、粗细骨料的影响
另外影响混凝土表面颜色的因素还有就是粗细骨料，在水泥水化过程中由于水分的蒸发，形成的孔隙，使得骨料形成了反射，出现骨料的颜色掺和，导致外观颜色的暗淡。尤其是在沙子的选用，若沙子采用石粉代替，会有较明显的混凝土便面颜色较浅，出现白色的现象，而且在振捣或离心不到位的时候更容易出现花斑现象。
3.水泥
水泥作为混凝土的基色，对颜色的影响尤为重要，水泥因各组分含量的不同导致颜色不同，尤其是氧化铁和氧化镁的含量，是影响混凝土颜色的直接原因，如果这两种成分比例失调，将会在混凝土表面形成色斑，颜色差异较大。在水泥制作过程中，如果过烧，将会改变水泥中化学成分，如果欠烧，将会出现水泥黄心现象，这些都将会影响混凝土颜色。不同厂家生产的水泥不能混用，因为制作工艺、原材料成分有一定的差异，使得水泥颜色存在着一定的差异。不同品种的混凝土不能掺和使用，普通硅酸盐水泥为青灰色，而矿渣水泥、粉煤灰水泥因为掺了矿渣粉、粉煤灰，虽然颜色也是灰色，但是跟普通硅酸盐水泥有一定的颜色差异。
4.水灰比
从混凝土表面形成机理来看，混凝土颜色受水灰比的影响较大，水灰比越大，颜色越浅，水灰比越小，颜色越深。从水泥水化机理分析：
3（CaO·SiO2）+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O（胶体）+3Ca（OH）2（晶体）
2（2CaO·SiO2）+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca（OH）2（晶体）
3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O（晶体）
4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O（胶体）
在水化过程中，CSH凝膠体生成量占60%-70%，CH晶体占20%，水灰比越大，水泥水化越快，生成的CH晶体越多，晶体从水分蒸发形成的毛细孔隙中析出，导致混凝土表面泛白。在高温养护下，毛细孔隙会更多，氢氧化钙晶体会大量的析出。
三、控制措施
经过对影响因素的分析，为了使混凝土表面色斑的现象减少，解决因为色差导致外观质量的下降，制定以下管理措施皆以控制：
1.应该严格控制原材料，首先应当控制水泥的质量，不同品牌、不同厂家生产的水泥不应当掺和使用，同一厂家不同一批次生产的水泥应严格要求水泥颜色。在选择厂家供应水泥的时候，应当选择产能较大，能够及时供应的厂家，避免因供不应求使用其他厂家或其他种类的水泥掺和、代替使用。严格控制砂石料的含水率和颗粒级配问题，避免因水灰比过大，水分蒸发过多，出现贯通的毛细孔隙，在反射和折射作用下出现骨料颜色，同时大量的氢氧化钙晶体析出较多，使表面颜色变淡，甚至泛白。若果粗细骨料的颗粒级配不好，在振捣密实或离心密实过程中会出现混凝土离析现象，表面浆体过多，水化不完全生成氢氧化钙晶体析出，表面泛白。
2.避免使用劣质的脱模剂，或使用油质型的脱模剂，严格把控脱模剂的质量。在涂刷脱模剂的时候，应当均匀的涂抹，避免涂抹不均匀而导致的花斑现象。如果在能够在自然养护的条件下养护，避免在高温养护下出现表面泛白，后期强度较低 。
四.结论
为了提高模具的周转、施工进度的要求以及混凝土设计的要求，既要蒸汽养护，又要保持混凝土的流动性，这样对混凝土表面颜色的控制是一个挑战，蒸汽养护相对于自然养护本身颜色较浅，再加上对混凝土流动性要求较高，对水灰比自然要严格的控制，在这样的情况下，要对蒸汽养护工艺严格要求，同时在高流动性混凝土中合理的选择高效减水剂的使用。清理干净模具，选择合适的脱模剂，做好环境温度对混凝土表面颜色的影响，合理的采取降温、升温措施。在制作工艺中，严格按照振捣时间或离心时间，避免因时间过长而出现混凝土离析现象，出现骨料基色或是表面泛白。混凝土粗细集料的选择对颜色的影响也特别大，但考虑到环境条件和成本的因素下，对于骨料的选择局限性较大，鉴于此，可以采用掺加粉煤灰或硅灰来加深颜色。
参考文献：
[1] GBJ10 《混凝土结构设计规范》标准
[2] GB175 《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》标准
[3] 周永强《无机非金属材料专业实验》哈尔滨工业大学出版社
关键词：颜色差异、色斑、控制、措施
一、前言
随着高铁时代的快速发展，环形混凝土等径支柱在铁路上被大量的使用，而外观颜色的差异使得整齐统一性很难保证，尤其是高强混凝土在外观上很难控制。从水泥、粗细骨料、脱模剂、养护工艺等各方面都是其影响的主要因素，以下是对其影响因素的分析。
二、影响因素
1.脱模剂
现在市场上使用的油质性脱模剂都是有一定的染色剂，会对混凝土表面造成一定的污染，影响其外观质量。现对市场上经常使用的油质性脱模剂做一个具体的分析，采用柴油做脱模剂，混凝土表面颜色多发暗，采用机油，表面颜色多发白，而相比之下，液压油是油质性脱模剂最好的选择，也是污染最小的，但是考虑到成本较高，很多厂家都不大量使用。现在市场上专用的脱模剂是环氧树脂型，也有配合使用的，用柴油和机油按照2：5的比列配制，而且现在使用的脱模剂大多数是未经稀释的，大部分在使用时厂家工人自己稀释，所以在比例上每批都有所差异，浓度的不同，也会引起表面颜色的差异。
2.成型工艺
混凝土表面颜色形成机理是水泥浆体包裹在混凝土表面，形成致密的外表，其实混凝土在凝固过程中，会有部分水蒸发出来，在表面形成微小的孔隙，水泥水化生成的氢氧化钙晶体从这些微小孔隙中析出来，使得表面泛白。混凝土表面基色是水泥本身的颜色，而空隙中析晶出来的氢氧化钙结晶体淡化了混凝土表面水泥的颜色。尤其是对于离心成型工艺中，混凝土的密实情况关系着微小孔隙的分布，在大量试验中发现，经过二次蒸养的混凝土表面颜色都泛白，
3、粗细骨料的影响
另外影响混凝土表面颜色的因素还有就是粗细骨料，在水泥水化过程中由于水分的蒸发，形成的孔隙，使得骨料形成了反射，出现骨料的颜色掺和，导致外观颜色的暗淡。尤其是在沙子的选用，若沙子采用石粉代替，会有较明显的混凝土便面颜色较浅，出现白色的现象，而且在振捣或离心不到位的时候更容易出现花斑现象。
3.水泥
水泥作为混凝土的基色，对颜色的影响尤为重要，水泥因各组分含量的不同导致颜色不同，尤其是氧化铁和氧化镁的含量，是影响混凝土颜色的直接原因，如果这两种成分比例失调，将会在混凝土表面形成色斑，颜色差异较大。在水泥制作过程中，如果过烧，将会改变水泥中化学成分，如果欠烧，将会出现水泥黄心现象，这些都将会影响混凝土颜色。不同厂家生产的水泥不能混用，因为制作工艺、原材料成分有一定的差异，使得水泥颜色存在着一定的差异。不同品种的混凝土不能掺和使用，普通硅酸盐水泥为青灰色，而矿渣水泥、粉煤灰水泥因为掺了矿渣粉、粉煤灰，虽然颜色也是灰色，但是跟普通硅酸盐水泥有一定的颜色差异。
4.水灰比
从混凝土表面形成机理来看，混凝土颜色受水灰比的影响较大，水灰比越大，颜色越浅，水灰比越小，颜色越深。从水泥水化机理分析：
3（CaO·SiO2）+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O（胶体）+3Ca（OH）2（晶体）
2（2CaO·SiO2）+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca（OH）2（晶体）
3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O（晶体）
4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O（胶体）
在水化过程中，CSH凝膠体生成量占60%-70%，CH晶体占20%，水灰比越大，水泥水化越快，生成的CH晶体越多，晶体从水分蒸发形成的毛细孔隙中析出，导致混凝土表面泛白。在高温养护下，毛细孔隙会更多，氢氧化钙晶体会大量的析出。
三、控制措施
经过对影响因素的分析，为了使混凝土表面色斑的现象减少，解决因为色差导致外观质量的下降，制定以下管理措施皆以控制：
1.应该严格控制原材料，首先应当控制水泥的质量，不同品牌、不同厂家生产的水泥不应当掺和使用，同一厂家不同一批次生产的水泥应严格要求水泥颜色。在选择厂家供应水泥的时候，应当选择产能较大，能够及时供应的厂家，避免因供不应求使用其他厂家或其他种类的水泥掺和、代替使用。严格控制砂石料的含水率和颗粒级配问题，避免因水灰比过大，水分蒸发过多，出现贯通的毛细孔隙，在反射和折射作用下出现骨料颜色，同时大量的氢氧化钙晶体析出较多，使表面颜色变淡，甚至泛白。若果粗细骨料的颗粒级配不好，在振捣密实或离心密实过程中会出现混凝土离析现象，表面浆体过多，水化不完全生成氢氧化钙晶体析出，表面泛白。
2.避免使用劣质的脱模剂，或使用油质型的脱模剂，严格把控脱模剂的质量。在涂刷脱模剂的时候，应当均匀的涂抹，避免涂抹不均匀而导致的花斑现象。如果在能够在自然养护的条件下养护，避免在高温养护下出现表面泛白，后期强度较低 。
四.结论
为了提高模具的周转、施工进度的要求以及混凝土设计的要求，既要蒸汽养护，又要保持混凝土的流动性，这样对混凝土表面颜色的控制是一个挑战，蒸汽养护相对于自然养护本身颜色较浅，再加上对混凝土流动性要求较高，对水灰比自然要严格的控制，在这样的情况下，要对蒸汽养护工艺严格要求，同时在高流动性混凝土中合理的选择高效减水剂的使用。清理干净模具，选择合适的脱模剂，做好环境温度对混凝土表面颜色的影响，合理的采取降温、升温措施。在制作工艺中，严格按照振捣时间或离心时间，避免因时间过长而出现混凝土离析现象，出现骨料基色或是表面泛白。混凝土粗细集料的选择对颜色的影响也特别大，但考虑到环境条件和成本的因素下，对于骨料的选择局限性较大，鉴于此，可以采用掺加粉煤灰或硅灰来加深颜色。
参考文献：
[1] GBJ10 《混凝土结构设计规范》标准
[2] GB175 《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》标准
[3] 周永强《无机非金属材料专业实验》哈尔滨工业大学出版社