清水混凝土近年來被廣泛應(yīng)用于建筑造型中。其特點(diǎn)是可以根據(jù)模具的幾何曲線制作任意形狀的人造石,既能滿足結(jié)構(gòu)要求,又能滿足造型要求。清水混凝土的設(shè)計(jì)和制造成本較高,但混凝土表面的黑點(diǎn)往往會在很大程度上降低其光學(xué)視覺效果,尤其是在冬季。
研究人員根據(jù)硬化混凝土的表面結(jié)構(gòu)、表面相鄰部位的微觀結(jié)構(gòu)以及礦物成分的不同特性,對清水混凝土的這種變色現(xiàn)象進(jìn)行了研究。在實(shí)驗(yàn)室中,通過改變混凝土的制備條件和周圍環(huán)境,可以相應(yīng)地改變表面變色的程度,找出變色形成的主要影響因素。根據(jù)從施工現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室獲得的結(jié)果之間的相關(guān)性,很明顯硬化混凝土中的遷移和結(jié)晶過程是清水混凝土表面變色的原因。
清水混凝土的設(shè)計(jì)和施工成本,尤其是資金投入非常高。但這類混凝土往往表面有不良變色,影響清水混凝土的光學(xué)視覺效果。
長期以來,這種清水混凝土表面變色的現(xiàn)象既無法提前預(yù)見,也無法利用混凝土制備工藝、成型模具和施工工藝的知識進(jìn)行有效預(yù)防。從建筑的實(shí)際使用中得知,清水混凝土表面的黑色斑紋現(xiàn)象在冬季加重,而大多數(shù)清水混凝土的表面顏色在夏季是均勻的。到目前為止,人們還完全不知道冬季在什么條件下會導(dǎo)致清水混凝土表面變色;在什么條件下,清水混凝土表面在冬季才能有顏色均勻的視覺效果?
在已建成的四棟建筑上表面不同顏色的清水混凝土區(qū)域(未變色區(qū)域和黑色斑駁區(qū)域),取下試件進(jìn)行分析,并確定其特征。取樣時,這些建筑物的年齡在四個月到四年之間。
對于從舊建筑中獲得的不同表面顏色的清水混凝土樣品,分別用能量色散X射線分析儀、掃描電子顯微鏡(雷姆)和光學(xué)顯微鏡測量了其表面礦物、表面結(jié)構(gòu)和表面附近微觀結(jié)構(gòu)的特征值。
分析結(jié)果表明,不同顏色區(qū)域樣品的礦物組成差異很大。當(dāng)清水混凝土成分相同時,變色區(qū)的鈣硅比明顯高于非變色區(qū)。掃描電鏡對變色區(qū)域的觀察結(jié)果排除了混凝土中方解石骨料較多導(dǎo)致鈣含量增加的推測。