外觀質(zhì)量是混凝土結(jié)構(gòu)工程的重要屬性之一，也是清水混凝土工程最被關(guān)注的一項(xiàng)指標(biāo)?；炷猎牧辖?jīng)過拌合、澆筑、振搗和養(yǎng)護(hù)等過程，混凝土內(nèi)起著填充作用的膠凝材料---水泥漿包裹著骨料，使得水泥的本色主導(dǎo)混凝土構(gòu)件表面的顏色[1]。除了水泥的本色，混凝土最終呈現(xiàn)的顏色與其表面結(jié)構(gòu)(如表層密實(shí)程度、平整程度及孔隙結(jié)構(gòu))有關(guān)[2,3]，也與表面混凝土含水率等因素有關(guān)。外觀質(zhì)量一致性是評(píng)價(jià)混凝土建筑工程質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。
而混凝土表面色差是最容易被識(shí)別的混凝土結(jié)構(gòu)外觀缺陷之一，減少表面色差一直是實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)工程的難點(diǎn)?；炷镣庥^顏色或深或淺，色差區(qū)域面積或大或小，嚴(yán)重影響著混凝土的外觀質(zhì)量，已成為影響工程創(chuàng)優(yōu)的一大障礙[4-6]。
鑒于此，本文詳細(xì)介紹導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)色差的原因，并就混凝土色差的防治問題提出可操作性的有效措施，希望對(duì)實(shí)際工程預(yù)防混凝土表面色差現(xiàn)象，提高混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量有所裨益。
2 混凝土表面色差的成因
2.1 原材料
2.1.1 膠凝材料
水泥工廠因工藝、技術(shù)及原材料來(lái)源不同，導(dǎo)致其生產(chǎn)的水泥存在質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象。水泥質(zhì)量不穩(wěn)定主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是水泥細(xì)度變化大，其中水泥顆粒太細(xì)會(huì)造成水泥單位需水量變大，達(dá)到相同工作性時(shí)，混凝土水灰比也隨之增大，進(jìn)而使得混凝土局部表面顏色發(fā)生變化，引起色差；二是水泥化學(xué)成分出現(xiàn)波動(dòng)，水泥中氧化鐵和氧化鎂的含量不同，影響水泥本身的顏色，同時(shí)氫氧化鈣等水化產(chǎn)物生成量存在差異，可進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)色差。
同理，混凝土中摻加的礦物摻合料的種類、細(xì)度、化學(xué)成分、燒失量等的變化，同樣會(huì)導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)色差；摻合料計(jì)量不準(zhǔn)引起的實(shí)際摻量發(fā)生變化，也會(huì)導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)色差。
2.1.2 骨料
針片狀石子含量高，不僅會(huì)影響混凝土的流動(dòng)性，也可導(dǎo)致水分分布不均，使得混凝土表面顏色產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象。另一方面，粗、細(xì)骨料中含泥量較高，也會(huì)導(dǎo)致混凝土的顏色加深[7]。
2.1.3 拌合水
拌合水對(duì)混凝土外觀有一定影響。被污染的河水、地下水等，因含有高價(jià)金屬離子，或油污、表面活性劑等，會(huì)通過影響混凝土用水量的穩(wěn)定性、含氣量以及生成顯色氧化物等，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生色差。
2.2 新拌混凝土現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)
混凝土拌和物工作性出現(xiàn)異常，會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生色差現(xiàn)象。新拌混凝土發(fā)生離析后，內(nèi)部各種組分不均勻沉降，伴隨而來(lái)的是混凝土中水和外加劑以及密度較小的粉煤灰等摻合料在混凝土表面的富集，使得混凝土的表面顏色與正常混凝土之間產(chǎn)生差異。在實(shí)際工程中，外加劑和水泥相容性差時(shí)可能導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生滯后泌水現(xiàn)象，很易引起混凝土產(chǎn)生色差?；炷羶?nèi)部泌出的自由水向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶走大量的水泥漿，致使上部混凝土中水泥漿的總量顯著高于底部。根據(jù)文獻(xiàn)[1,4]，水泥漿相對(duì)含量越多則生成氫氧化鈣晶體（呈白色）的量越多，造成混凝土結(jié)構(gòu)上部的顏色比下部淺，因而產(chǎn)生顯著深淺“分層”。
另一方面，在混凝土結(jié)構(gòu)物的施工縫附近也會(huì)產(chǎn)生色差現(xiàn)象。如呈條帶狀的斑塊，俗稱水線，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物的外觀有較大影響。其主要形成原因如下：
1) 工地澆筑作業(yè)不連續(xù)。
2) 施工中遇到雨水等原因造成混凝土表面局部有積水現(xiàn)象。
3) 在振搗過程中振動(dòng)棒有時(shí)會(huì)碰到模板。模板受到振動(dòng)后會(huì)產(chǎn)生縫隙，積水就沿著縫隙往下流，帶走水泥漿體而形成一條條松弱的流水痕跡(即水線)。另外，模板接縫不嚴(yán)密也會(huì)導(dǎo)致漏漿，漏漿帶走砂漿和水泥漿也會(huì)造成水線。
4) 相鄰兩層混凝土澆筑時(shí)間間隔太長(zhǎng)。在混凝土分層澆筑過程中，在第一層混凝土振搗完畢后，頂面產(chǎn)生較多砂漿（甚至凈漿）。若第二層澆筑時(shí)間太晚，比如當(dāng)?shù)谝粚踊炷烈烟幱诎氤跄隣顟B(tài)時(shí)，才開始澆筑第二層混凝土。這時(shí)很難將第一層混凝土頂面中較多的砂漿與第二層混凝土混合均勻。而相對(duì)于整體混凝土而言，這部分砂漿的顏色是有偏差的，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)在施工縫處產(chǎn)生色差[8]。
2.3 模板及脫模劑
由于結(jié)構(gòu)混凝土澆筑所采用的模板不太可能是整體模板，模板拼接后存在接縫。不論是鋼模板還是木模板，由于制造、使用、保養(yǎng)等都會(huì)使模板存在（產(chǎn)生）一定變形，所以模板之間的接縫往往不嚴(yán)密。混凝土在澆筑過程中，會(huì)透過不嚴(yán)密接縫漏漿、漏水，導(dǎo)致混凝土上下分布不均，引起色差。
實(shí)際工程中，鋼模板銹斑污染可直接影響混凝土表面的顏色。這是由于模板在潮濕環(huán)境中會(huì)發(fā)生銹蝕，銹蝕產(chǎn)物（即鐵的氧化物）很容易粘附在混凝土表面，形成銹斑，且顏色多呈黃褐色，嚴(yán)重影響混凝土表面顏色。
另外，工地使用的脫模劑種類也很多，質(zhì)量參差不齊。常用的油質(zhì)脫模劑都具有一定的著色作用，可污染混凝土表面。例如，當(dāng)采用柴油作脫模劑時(shí)，混凝土表面顏色多發(fā)暗；而采用機(jī)油作脫模劑，混凝土表面顏色有發(fā)白現(xiàn)象。
2.4 外界環(huán)境
由于混凝土材料既親水又親油，因而是一種極易受到污染的材料，尤其在污水處理廠、發(fā)電站和重工業(yè)區(qū)等污水、煙塵和粉塵較多的地方，往往被污染得很嚴(yán)重。
另一方面，水泥的水化反應(yīng)過程與環(huán)境溫度有較大關(guān)系。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，水化反應(yīng)較慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)較慢，混凝土達(dá)到較高強(qiáng)度花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，水化反應(yīng)充分，析出的氫氧化鈣較少，因此混凝土成型后的外觀顏色就呈現(xiàn)青色。相反，當(dāng)溫度較高時(shí)，混凝土原料吸熱較多，溫度較高，混凝土入模溫度較高，水化反應(yīng)較快，較高的水化熱致使混凝土內(nèi)部溫度迅速升高，析出的氫氧化鈣較多，顏色趨向于灰白色。因此，在連續(xù)澆筑施工情況下，往往由于不同部位澆筑時(shí)環(huán)境溫差較大而引起色差。
3 混凝土色差控制措施
3.1 嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量
針對(duì)原材料質(zhì)量的控制，可采取以下措施：
1）嚴(yán)格控制水泥來(lái)源，避免不同廠家不同種類的水泥混用。所用水泥必須選用生產(chǎn)工藝先進(jìn)，生產(chǎn)供應(yīng)能力強(qiáng)的廠家，保證其質(zhì)量長(zhǎng)期穩(wěn)定，組分不發(fā)生劇烈波動(dòng)。
2）加強(qiáng)水泥顏色的檢測(cè)。要求現(xiàn)場(chǎng)每進(jìn)一批水泥，都要對(duì)其顏色進(jìn)行目測(cè)對(duì)比，并與混凝土本色進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)不同批次間水泥的顏色發(fā)生較大變化時(shí)，應(yīng)予以更換。
3）嚴(yán)格控制礦物摻合料的來(lái)源，保證品種、等級(jí)、細(xì)度、化學(xué)成分和顏色的穩(wěn)定性，當(dāng)不同批次間礦物摻合料的顏色發(fā)生較大變化時(shí)，應(yīng)予以更換。
4）嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行減水劑（或/和其它外加劑）與水泥適應(yīng)性的檢驗(yàn)，要求通過調(diào)整減水劑產(chǎn)品各成分含量比例，以提高其與水泥的適應(yīng)性。
5）控制砂石料的含泥量、泥塊含量及含水率，確保砂石料含泥量、泥塊含量符合要求，可有效控制混凝土色差現(xiàn)象的出現(xiàn)[9]。
6）嚴(yán)格控制拌合水的來(lái)源，按標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)拌合水的性能，不得使用有污染的河水和地下水。
3.2 嚴(yán)格控制混凝土澆筑質(zhì)量
澆筑和振搗混凝土?xí)r，應(yīng)盡量減少與鋼筋等內(nèi)埋物件的沖撞，避免混凝土骨料與漿體分離。若澆筑高度過高或鋼筋過于密集，應(yīng)采取加串筒、溜槽等減少?zèng)_力的措施。同時(shí)，粘附于模板上的骨料和漿體分離后易造成石子跑邊、堆積，因此應(yīng)盡量避免飛濺。因包裹石子的漿體過少，振搗過程中不流動(dòng)或流動(dòng)性差，容易產(chǎn)生蜂窩和顯露石子痕跡的顏色深淺不一的花斑紋。在混凝土澆注過程中應(yīng)確?；炷恋暮鸵仔约熬|(zhì)性，不得隨意加水或更改材料用量，同時(shí)要確?；炷恋倪B續(xù)澆注，如中斷時(shí)間過長(zhǎng)，雖未超過混凝土的初凝時(shí)間，但極易在結(jié)合面之間形成水印及青白顏色的色差。對(duì)于采用全面分層及分段分層澆注的混凝土，澆注前要計(jì)算分層用量和混凝土供應(yīng)速度，同時(shí)摻加緩凝劑以延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間，避免出現(xiàn)間斷色差[6,10]。
在連續(xù)施工過程中，還應(yīng)盡量減少施工環(huán)境溫度的影響，如在夏季施工時(shí)可以采取降低入模溫度、設(shè)置冷卻水管等方式來(lái)降低混凝土內(nèi)部溫度，將每次澆筑的混凝土的溫度控制在較小的溫度范圍內(nèi)。
3.3 使用優(yōu)質(zhì)的脫模劑
長(zhǎng)期使用摻機(jī)油或柴油的脫模劑，鋼模容易發(fā)生銹蝕，故應(yīng)禁止在脫模劑中摻機(jī)油或柴油。應(yīng)采用有防腐、防銹功能的優(yōu)質(zhì)混凝土脫模劑，其可以保護(hù)鋼模，使混凝土更易脫離鋼模，有利于提高混凝土外觀質(zhì)量，有效防止混凝土表面產(chǎn)生黑斑或污跡。目前施工中使用較多的是環(huán)氧樹脂型脫模劑，其具有不污染混凝土、表面光潔等優(yōu)點(diǎn)，可有效減少混凝土產(chǎn)生色差的概率。
3.4 加強(qiáng)鋼模的防銹及處理
新出廠或長(zhǎng)期不使用的鋼模，一定要對(duì)內(nèi)膽做好防銹處理，可采用涂抹有抗氧化、防銹功能的液壓油等措施。搬運(yùn)、存放和拼裝模板，以及安裝鋼筋網(wǎng)籠時(shí)，嚴(yán)禁撞、碰、砸傷鋼模內(nèi)膽。必要時(shí)可采用磨光機(jī)對(duì)鋼模內(nèi)壁進(jìn)行打磨，把鋼模內(nèi)的水泥漿徹底清除，使鋼模內(nèi)膽保持平滑，從而提高混凝土外觀質(zhì)量。
3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)
養(yǎng)護(hù)應(yīng)采用統(tǒng)一的養(yǎng)護(hù)方法，保持混凝土養(yǎng)護(hù)條件一致，避免因養(yǎng)護(hù)條件不同而造成的色差。灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)灑水均勻并清除外表污物，不得采用易掉色的覆蓋物。應(yīng)做好成品混凝土的保護(hù)工作，防止污染、碰撞和劃傷等[10]。
清水混凝土、裝飾混凝土等對(duì)表面質(zhì)量要求較高的混凝土，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離污染源（粉塵、青苔和污水等），凈化空氣質(zhì)量，以保護(hù)混凝土顏色不受或少受侵害。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著人們生活水平的提高和審美觀的進(jìn)步，混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量越來(lái)越受到關(guān)注。為了提高混凝土構(gòu)件的外觀質(zhì)量，同時(shí)又能滿足經(jīng)濟(jì)、美觀、耐久的使用要求，應(yīng)當(dāng)從多方面入手。在實(shí)際生產(chǎn)過程中采取本文所述措施，混凝土表面色差現(xiàn)象能夠得到有效控制效果顯著。但需注意的是，國(guó)內(nèi)外對(duì)于混凝土色差的研究并不多，且多采用控制變量法對(duì)比原材料差異、環(huán)境溫度與澆筑制度等對(duì)混凝土產(chǎn)生色差程度的影響，具有一定的經(jīng)驗(yàn)性，尚無(wú)法揭示色差產(chǎn)生的本質(zhì)原因。相關(guān)研究結(jié)論的普適性及應(yīng)用的廣泛性有待驗(yàn)證。
因此，對(duì)混凝土色差產(chǎn)生的機(jī)理與相關(guān)防治措施的進(jìn)一步研究是十分必要的。
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