镜面混凝土配制和工程应用

第３ｌ卷第２期　昆明理工大学学报（理工版）　２００６年４月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　Ｖｏ１．３１　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．２００６　镜面混凝土配制和工程应用　徐清，宋万明，董斌，刘育成　（昆明理工大学建筑工程学院。云南昆明６５０２２４）　摘要：镜面混凝土集结构装饰于一体，结实坚固，美观耐久．受云南省送变电公司委托，我们利用　云南省地方材料。在实验室对镜面混凝土所用原材料、配比及工艺制作方面进行了试验研究，并　将其研究成果应用于大理凤仪５ｏ０　ｋＶ变电站设备基座及禄丰２２０　ｋＶ变电站预制梁和设备基座，　镜面混凝土镜面效果较好．　关键词：镜面混凝土；模板工程；混凝土工程；云南　中图分类号：ＴＵ３７７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—８５５ｘ（２００６）０２一Ｏ０８６—０４　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ＸＵ　Ｑｉｎｇ，ＳＯＮＧ　Ｗａｎ—ｍｉｎｇ，ＤＯＮＧ　Ｂｉｎ，ＬＩ　Ｕ　Ｙｕ—ｃｈｅｎｇ　（Ｆａｃｕｌｔｙ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ。Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２２４。Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｒｒｏｒ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｈａｓ　ａ　ｖａｒｉｅｔｙ　ｏｆ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ，ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ。ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ａｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｆｕｎｄｅｄ　ｂｙ　Ｙｕｎｎａｎ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｅｌｅｃｔｉｃａｌｒ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｍｐａｎｙ，ｉｓ　ｄｅ　ｓｃｒｉｂｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ。ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｍｉｒ。　ｒｏｒ—ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｔｈｅ　ｌａｂ—ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｉｎ　ａ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒ０ｊｅｃｔｓ　ｅ．ｇ．ａｎ　ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　５００　ｋＶ　ｌｏｃａｔｅｄ　ｉｎ　ＦｅｎｇＹｉ　ｏｆ　Ｄａｌｉ　ａｎｄ　ａｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｓｔａ。　ｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　５００　ｋＶ　ｌｏｃａｔｅｄ　ｉｎ　ＬｕＦｅｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｉｒｏｒ－ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｍｏｄｅｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｙｕｎｎａｎ　０引言　和普通混凝土相比，镜面混凝土不但强度高。耐久性好。而且坚固密实。表面平整光滑。色泽均匀。明亮　如镜，犹如花岗岩饰面。可与大理石媲美．镜面混凝土可用于民用建筑现浇梁、板、柱结构。也可用于道路、　桥梁及构筑物等结构．镜面混凝土集装饰和结构为一体．它可以简化施工工序。缩短施工工期，而其装饰效　果和耐久性更为人们普遍好评．　镜面混凝土的镜面效果与混凝土本身的密实度有着直接的关系．混凝土愈密实，表面愈平整。则其镜　面效果愈好．因此，镜面混凝土所用原材料的质量、外加剂、配比、模板及振捣工艺等方面对镜面混凝土的　镜面效果有着很大的影响．受云南省送变电公司委托。我们利用云南省地方材料，在实验室对镜面混凝土　所用原材料、配比及工艺制作方面进行了试验研究。并将其研究成果应用于大理凤仪５００　ｋＶ变电站设备基　座及禄丰２２０　ｋＶ变电站预制梁和设备基座。镜面混凝土镜面效果较好．　１材料选用　与普通混凝土一样。镜面混凝土也是由水泥、普通砂石骨料、水、外加剂配制而成．不同的是，镜面混凝　土对砂石骨料质量要求。外加剂品种及用量选用方面，要求更高．　收稿日期：２００５—０６—２０．　第一作者简介：徐清（１９６５一）。女，硕士，副教授，主要研究方向：高性能混凝土　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　徐清，宋万明，董斌，等：镜面混凝土配制和工程应用　１．１砂　评定砂的质量，主要考虑砂的粗细　表１水洗机制砂的性能指标　Ｔａｂ．１　Ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ａｎｄ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｓａｎｄ　和级配．本试验用砂为云南大理风仪机　制砂，通过试验发现，该砂由于存在粉尘　含量较大，颗粒级配不好等缺点，对镜面　及表２所示．　项目堆积密度／ｋｇ・ｉｎ　视密度／ｌｃｇ・ｉｎ　空隙率／％含泥量／％　实测值　１　５２０　２　６４４　４２　１．７　混凝土的镜面质量有着不利的影响．我们对该砂进行了水洗处理，水洗后砂的性能指标和级配情况如表１　表２水洗机制砂的级配　Ｔａｂ．２　Ｇｒａｉｎ—ｓｉｚｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｙ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｓａｎｄ　１．２外掺料与外加剂　镜面混凝土的镜面效果与混凝土本身的密实度有着直接的关系．与普通混凝土相比，要求镜面混凝土　表面平整密实，无气孔．因此配制混凝土时，应采用低水灰比．为了保证混凝土获得施工所需要的工作性以　及较高的密实性，外掺料和外加剂的选用非常关键．　１＿２．１矿物细掺料　利用优质粉煤灰超量取代水泥，极大地改善了混凝土拌合物的和易性，使混凝土的泌水率降低很多＋　同时因水泥用量的减少，可降低混凝土的温升及收缩开裂，提高混凝土的体积稳定性，使混凝土硬化后表　面平整光滑，无气孔，以保证镜面效果¨　Ｊ．　本试验分别采用了曲靖电厂的Ⅱ级灰和昆明硅酸盐制品厂的Ｉ级磨细粉煤灰超量取代水泥．粉煤灰　化学组成和细度如表３所示．　试验结果表明，分别用两种粉煤灰超量取代水泥制作的镜面混凝土试件都有镜面效果．但用昆明硅酸　盐制品厂一级磨细粉煤灰超量取代水泥拌制的混凝土，可采用更小的水灰比，密实度更高，镜面效果更好．　其原因是优质粉煤灰的需水量比（掺３０％粉煤灰的水泥浆的标准稠度用水量和纯水泥浆标准稠度用水量　比）小于１．Ｏ，则在保持相同的坍落度时，混凝土用水量随粉煤灰掺量的增加而降低．因此可在保证获得所　需工作性的前提下，采用较低水灰比，减少离析和泌水，提高密实度，降低气孔含量．　１．２．２外加剂的选用　外加剂的正确选择是决定镜面混凝土工艺成功与否的关键因素．镜面混凝土的特点不但要求混凝土　表面平整光滑，还要求有一定的亮度．把外加剂品种的选择和使用量作为技术攻关的难点，经过多次试配　调整，终于找出了一种适宜镜面混凝士的外加剂．该外加剂不引气，具有较强的减水、保塑和增亮效　果［　引．　表３粉煤灰化学组成和细度　Ｔａｂ．３　Ｆｉｎｅｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｐｆ　Ｆｌｙ　Ａｓｈ　维普资讯 http://www.cqvip.com

８８　昆明理工大学学报（理工版）　第３１卷　２镜面混凝土的配制　镜面混凝土的配　表４镜面混凝土的原材料和技术要求　Ｔａｂ４　Ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｍｉｒｒｏｒ—ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　制。是根据工程对混　凝土性能的要求（强　度、耐久性等）和镜　面混凝土表面特征的要求（平整光滑、色泽均匀、明亮如镜），选择适宜的原材料比例。设计出经济、质优、　镜面效果好的镜面混凝土．与传统施工的普通混凝土相比，镜面效果是镜面混凝土配制的重点和关键．本　次试验按混凝土强度等级Ｃ３０，混凝土假定表观密度为２　４００　ｋｇ／ｍ　，坍落度８０—１００　ｍｍ进行试配．试验在　优选原材料的前提下，通过多次试配，测试了配比参数（水胶比、砂率、外掺料、外加剂用量）的变动对镜面　混凝土工作性和镜面效果的影响，终于得出最佳配方，为镜面混凝土镜面效果提供了可靠的技术保障．表　４及表５分别列出了镜面混凝土的原材料和技术要求及实验室配合比。仅供参考．　３工程应用　将所研制的镜面混凝土实验室　表５　Ｃ３０镜面混凝土的实验窒配合比　配比应用于大理风仪５００　ｋＶ变电站　Ｔａｂ．５　Ｔｈｅ　ｌａｂ　ｍｉｘ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｒｒｏｒ—ｓｕｒｆａｃｅ（２３Ｏ　设备基座及禄丰２２０　ｋＶ变电站预制　材料名称　水泥　水　砂　石　粉煤灰外加剂　梁和设备基座，在施工现场进行中　用量／ｋｇ・ｉｎ　３５０　１８０　６８１　ｌ　１１０　１００　５．７　试，通过不断摸索发现，影响镜面混凝土镜面效果成型施工工艺的关键工序主要有模板工程、混凝土工程　及预埋件的埋设．　３．１模板工程　镜面混凝土要求表面平整光滑，因此模板的选用和制作非常关键．本试验首先在实验室选用了几种模　板进行小试．考虑镜面效果、施工可行性及经济，最后选定了ＰＶＣ模板在施工现场进行中试．中试选用模　板体系为１８　ｍｍ厚的胶合板大模板，模板内表面粘贴０．７　ｍｍ厚的ＰＶＣ板，在转角部位加设木线条，使拆模　后的转角更为美观且不易损坏．　３．２混凝土工程　镜面混凝土浇筑必须达到清水混凝土施工工艺要求：构件尺寸准确，大截面结构棱角倒圆，表面平整，　颜色一致，无蜂窝麻面，无明显气泡．通过在实验室和施工现场多次试配，不断摸索，总结出镜面混凝土浇　筑时应注意的几个问题：　１）深而窄的构件或部位，先在底部浇筑一层厚５０—１００　ｍｍ的水泥砂浆（配合比与混凝土中的砂浆相　同），然后再浇筑混凝土．或者在底部先浇筑一部分“减半石混凝土”，这样在浇筑混凝土过程中混凝土顶　部始终保持有一层砂浆，再加上注意捣固，就不容易产生蜂窝麻面．　２）振捣是混凝土生成镜面的关键因素．为此，镜面混凝土振捣时间比普通混凝土振捣时间长，同时在　贴近模板位置（捣棒距模板约５—１０　ｃｍ）宜采用二次振捣法．振捣时振捣棒不宜紧靠模板振动，避免刮坏　模板，影响表面平整度和光滑度．振捣器最好选用高频振捣器，７０棒为主，５０棒为辅．每棒都要深入下层混　凝土１０　ｃｍ，振捣时间控制在３０　ｓ左右，每棒的移动距离为４０　ｃｍ．每一层浇筑振捣完后３０　ｓ开始第二次振　捣，避免出现气泡．　３）混凝土浇筑完毕后，应在４８　ｈ以后拆模．拆模后，混凝土表面立即用草袋覆盖．昼夜２４　ｈ浇水养护，　养护时间不少于１４　ｄ．有条件可采用养生液进行养护．　３．３预埋件的埋设　预埋件埋设时应严格控制其表面平整和标高．位于梁柱侧面及梁底的预埋件均需开　６孔（铁件四角　开孔距角部２　ｃｍ）．埋件每边长度２００　ｍｍ以下时，开２个孔．埋件每边长度２００—４００　ｍｍ时，开３个孔．埋件　每边长度４００～６００　ｍｍ时，开４个孔．安装时构件底部和侧面预埋件应用西５螺栓与模板连接牢固．　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　徐清。宋万明，董斌，等：镜面混凝土配制和工程应用　４质量效果　从已拆出模板的混凝土构件表面看，镜面混凝土不但质量好，结　实坚固，而且表面平整光滑，棱角圆润，色泽均匀，能照见人影，犹如　花岗岩饰面，用手触摸，光滑如玻璃（见图１）。得到了有关业内人士及　专家的充分肯定．　５结束语　图１镜面混凝土镜面效果　镜面混凝土集结构装饰于一体，结实坚固，美观耐久，克服了工Ｆｉｇ．１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｍｉｒｒｏｒ－ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　程装饰过程中需要进行材料的二次搬运，增加工期，以及由于涂料易于老化脱色，需要经常维修保养等一　系列问题．这充分体现了新技术工艺带来的经济效果．该试验成果已准备用于云南大理凤仪送变电站和禄　丰变电站设备基座．如能把此项技术推广运用于水电站、构筑物、以及市政工程、工业与民用建筑等方面，　必将为云南的经济发展产生深远的意义．　参考文献：　［１］吴炳修．火电厂镜面混凝土工艺简介及建设经济分析［Ｊ］．电力科技论文期刊，２００２，３．　［２］冯浩，朱清江．混凝土外加剂工程应用手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００１．　［３］宋功业，邵界立．混凝土工程施工技术与质量控制［Ｍ］．北京：中国建材工业出版社，２００３．　［４］冯乃谦，邢锋．高性能混凝土技术［Ｍ］．北京：原子能出版社，２００２．　［５］王胜辉，袁勇．喷射混凝土试验方法述评［Ｊ］．昆明理工大学学报：理工版，２００５，３０（４）：５５．　（上接第８５页）　４结束语　本文以单级倒立摆为例，采用线性矩阵不等式方法，设计了状态反馈Ｈ　控制器。仿真结果表明取得　了较好的控制性能．ＬＭＩ方法在控制领域中获得了广泛应用，是当前的研究热点之一，在此仅介绍了ＬＭＩ　的基础概念和基本应用，它在控制中的典型应用有不确定系统、时滞系统、非线性系统等．　参考文献：　［１］王广雄，王新生，何连．Ｈ　控制器的ＬＭＩ算法分析［Ｊ］．电机与控制学报，２００２，６（１）：４６－４９．　［２］高金风，俞立．线性矩阵不等式及其在控制工程中的应用［Ｊ］．控制工程。２００３。１０（１）：１４５—１４８．　［３］ＶＡＮＡＮＴＷＥＲＰ　Ｊ　Ｇ，ＢＲＡＡＴＺ　Ｒ　Ｄ．Ａ　ｔｍｏｉｆＭ　ｏｎ　ｌｉｎｅａｒ　ａｎｄ　ｂｉｌｉｎｅａｒ　ｍａｔｒｉｘ　ｉｎｅｑｕａｌｉｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｍｌ，２０００，　１０：３６３—３８５．　［４］ＬＡＭ　Ｈ　Ｋ，ＬＥＵＮＧ　Ｆ　Ｈ　Ｆ，ＴＡＭ　Ｐ　Ｋ　Ｓ．Ａ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｍａｔｉｒｘ　Ｉｎｅｑｕａｌｉｔｙ　Ａｐｐｒｏａｃｈ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｕｎｃｅｒｔａｉｎ　Ｆｕｚｚｙ　Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．　ＩＥＥＥ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｍａｇａｚｉｎｅ。Ａｕｇｕｓｔ，２００２：２０—２５．　［５］俞立．鲁棒控制一线性矩阵不等式处理方法［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００２：６—６４．　［６］徐昕。李涛，伯晓晨．Ｍａｔｌａｂ工具箱应用指南一控制工程篇［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２０００：８２—１６８．　［７］ＳＩＥＢＥＲ　Ｊ，ＫＲＡＵＳＫＯＰＦ　Ｂ．Ｃｏｍｐｌｅｘ　ｂａｌａｎｃｉｎｇ　ｍｏｔｉｏｎｓ　ｆｏ　ａＪｌ　ｉｎｖｅｒｔｅｄ　ｐｅｎｄｕｌｕｍ　ｓｕｂｊｅｃｔ　ｔｏ　ｄｅｌａｙｅｄ　ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｃｏｎｔｏｒｌ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｄ，２００４，１９７：３３２—３３５．　［８］余昌盛．基于Ｍａｌｆａｂ的非精确倒立摆系统模糊控制［Ｊ］．江南大学学报：自然科学版，２００４，３（２）：１５６—１６３．