摘要: 清水混凝土由于其獨特質感在世界上得到了快速發(fā)展。文章通過介紹不同工程領域清水混凝土的應用情況, 分別分析了清水混凝土的施工工藝、造價、質量標準、混凝土的配制、模板設計、成品保護等方面的問題, 展望了清水混凝土在我國的應用前景。
關鍵詞: 清水混凝土; 工程; 應用
中圖分類號: TU528.38 文獻標識碼: B 文章編號: 1007- 7359(2008)01- 0046- 03
0 前言
清水混凝土( Fair- faced Concrete) 又稱裝飾混凝土, 因其極具裝飾效果而得名。它屬于一次澆注成型, 不做任何外裝飾, 直接采用現(xiàn)澆混凝土的自然表面效果作為飾面, 因此不同于普通混凝土, 表面平整光滑, 色澤均勻, 棱角分明, 無碰損和污染, 表面涂一層或兩層透明的保護劑, 顯得天然而莊重。
1 清水混凝土的發(fā)展概況
清水混凝土產生于20 世紀20 年代, 隨著混凝土廣泛應用于建筑施工領域, 建筑師們逐漸把目光從混凝土作為一種結構材料轉移到材料本身所擁有的質感上, 開始用混凝土與生俱來的裝飾性特征來表達建筑傳遞出的情感。到20 世紀60 年代,越來越多的清水混凝土出現(xiàn)在歐洲、北美州等發(fā)達國家, 如著名的耶魯大學英國藝術館、紐約肯尼迪國際機場航空大樓等。
在亞洲, 日本的清水混凝土技術得到了很大的發(fā)展, 通過技術處理使混凝土表面達到非常精致的水平, 同時又充分展現(xiàn)出混凝土本身特有的原始和樸素的一面, 傳達出一種其他人工建筑材料無法模仿的天然質樸與厚實, 世界上越來越多的建筑師采用清水混凝土工藝, 如建筑大師貝聿銘、安藤忠雄等都在他們的作品中大量地采用了清水混凝土。
在我國20 世紀70 年代, 在內澆外掛體系的施工中, 清水混凝土主要應用在預制混凝土外墻板反打施工中。后來, 由于人們將外裝飾的目光都投向面磚和玻璃幕墻, 清水混凝土的應用和實踐幾乎處于停滯狀態(tài)。直至首都機場、上海浦東國際機場航站樓、東方明珠的大型斜筒體等都采用了清水混凝土, 使清水混凝土重獲發(fā)展, 現(xiàn)在我國清水混凝土已發(fā)展到了一個新的階段。
2 清水混凝土在工程中的應用
混凝土因其力學特性優(yōu)異而作為結構材料廣泛應用于建筑施工領域, 鋼筋混凝土越來越多成為結構主體, 但內外都需要重新裝飾, 存在飾面顏色不一致、掉落不安全、涂料會變色等問題。清水混凝土作為一種最自然的材料, 由于其一次澆注完成, 制作完后不做任何裝飾, 使清水混凝土呈現(xiàn)出它本應反映的紋理與質感。隨著人們環(huán)保意識的不斷提高, 返樸歸真的思想深入人心, 清水混凝土已不再局限于道路橋梁、廠房和機場,在工業(yè)與民用建筑中也得到了廣泛的應用。
2.1 清水混凝土在高層建筑中的應用
2.1.1 北京健翔新村高層住宅樓
北京健翔新村B 座高層住宅樓, 為塔式公寓, 檐高102m,地上34 層, 建筑面積36000m2, 全現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構, 便于大模板設計與施工, 為采用清水混凝土工藝創(chuàng)造必要條件。在高層住宅中, 清水混凝土工藝流程為: 測量放線→墻體鋼筋綁扎→預埋梁口→沿墻邊彈線貼海綿條→安裝門窗洞口模板并固定校正→安裝墻體大模板并校正→澆筑墻體混凝土→拆墻體模板→彈50 線、梁口邊線及頂板底?？刂凭€→切割梁口和墻頂→清理梁口內雜物和墻頂雜物→沿頂板控制線貼海綿→支頂板模及梁?！壴敯寮傲轰摻睢鷿仓敯寤炷?。
施工單位為確保清水混凝土質量, 在各工序質量控制過程中采取了一系列技術措施, 經北京市“長城杯”評委會的專家現(xiàn)場評定, 其施工質量達到北京市主體結構清水混凝土的質量要求。
2.1.2 青島卓亭廣場
青島卓亭廣場總投資3 億元, 工程采用混凝土框架剪力墻結構形式, 建設規(guī)模約10×104m2, 工程包括2 座公寓、1 座辦公樓共3 座單體建筑, 高度100m。卓亭廣場的施工成功應用了飾面清水混凝土技術。該工程清水混凝土造價1300 元/m2, 而普通混凝土造價1000 元/ m2 左右, 但要加上600 元左右的石材鋪裝, 總賬算下來, 使用清水混凝土可以節(jié)省300 元/m2, 有很高的推廣價值。
目前, 眾多建筑企業(yè)在同一層次競爭, 一個重要原因就是企業(yè)技術水平檔次差距不大, 技術特點、特色不明顯。只有通過不斷推廣應用建筑業(yè)“四新”技術, 提高以技術創(chuàng)新為核心的市場競爭力, 才能形成獨具特色的競爭優(yōu)勢, 擴大企業(yè)的生存和發(fā)展空間。
2.2 清水混凝土在公共建筑中的應用
2.2.1 上海浦東國際機場航站樓
由法國設計大師安德魯設計的上海浦東國際機場航站樓工程采用清水混凝土, 其用量達5.5×104m3, 且形式復雜多樣,僅結構柱就有橢圓形、E 形、U 形、T 形、L 形等十幾種截面形式, 施工難度和質量要求極高。
由于國內尚無統(tǒng)一的清水混凝土施工質量標準和驗收標準, 經施工單位認真研究, 參考國外的專業(yè)文獻, 并參照《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》和《建筑裝飾工程質量驗收規(guī)范》等資料, 制定了清水混凝土外觀質量標準: 軸線通直、尺寸準確、棱角方正、線條順直、表面平整光滑、色澤均勻一致, 無蜂窩麻面、露筋、夾渣裂縫、對拉螺桿位置和施工縫預留設有規(guī)律性且美觀, 達到或接近高級抹灰面的質量標準。按照此標準施工的航站樓工程被評為上海市“白玉蘭”特別獎和中國建筑工程魯班獎。
2.2.2 國家體育場
國家體育場是2008 年第29 屆北京奧林匹克運動會的主體育場, 俗稱“鳥巢”。國家體育場看臺板原設計為預制混凝土板, 由于預制板的施工投入大、加工周期長, 為確保工期, 項目部經過仔細論證, 提出了“將預制看臺板改為現(xiàn)澆清水看臺板”的建議, 并得到了各方的認可和批準。為確保所有清水混凝土一次澆筑成功, 項目部召開多次專題會議研究施工方案, 商討施工流程和質量控制的各種細節(jié), 經過反復研究, 通過4 次看臺板樣板施工, 最后制定出了有11 道工序的現(xiàn)澆看臺板施工的工藝流程, 總結出混凝土的配合比和原材料的選擇、看臺板清水混凝土表層抹壓成型、混凝土早期硬化期間的養(yǎng)護是施工的關鍵。
如今, 一塊塊精致漂亮的看臺板已在“鳥巢”安家落戶。走在國家體育場看臺上, 一道道光滑平整、色澤一致、線條均勻、錯落有序的看臺板, 美觀大方, 給人一種清新自然, 顯現(xiàn)混凝土本色美的享受。
2.2.3 武漢琴臺大劇院
武漢琴臺大劇院位于漢江以南, 月湖以北的琴臺文化藝術區(qū)里, 總建筑面積66954m2, 投資15.7 億元, 設備先進、檔次高。外形酷似一架“古琴”的琴臺大劇院, 頂部四條飄帶自西向東輕盈繞過, 呼應南面千年古琴臺, 凸現(xiàn)“琴鍵飛奔, 水袖飛舞”的意境, 設計者為四個飄帶的“外衣”選定清水混凝土, 以增強其古樸、渾然天成的表現(xiàn)力。
由于施工不易, 設計單位準備改成石材, 但專家學者提出石材表達不出劇院的陽剛個性。清水混凝土板如果做厚了比石材重, 板做薄后又缺了混凝土的粗獷, 承包方通過一遍遍試驗,將清水混凝土板平均厚度定格在5cm, 外觀和重量都滿足要求了, 外掛的16500 多塊清水混凝土板中, 一次性模板的異型板超過5000 塊, 很多部位工人無法進入板的背面調整只能靠外側“盲裝”, 最終經過精心施工, 順利完成了任務。
2.3 清水混凝土在橋梁工程中的應用
2.3.1 在高速公路橋梁中應用
橋梁作為高速公路的重要組成部分,其內實外美的要求越來越受到人們的關注, 要求混凝土達到高質清水的效果。盡管多數(shù)施工單位在橋梁墩柱、蓋梁以及護欄等部位施工過程中采用了優(yōu)質鋼模板、好的脫模劑以及精益求精的施工工藝,但混凝土拆模后蜂窩麻面、水線、魚鱗斑等缺陷仍很難避免,從而嚴重影響混凝土的外觀質量。
山東濱大高速公路全長28.8km, 總投資8.45 億元, 設計行車速度120km/h。在濱大高速公路橋梁施工中, 施工方通過多次試驗, 采取限制混凝土拌和物的最大振動粘度系數(shù)和最小坍落度, 保證混凝土的易密性和良好的排氣能力; 限制混凝土的最大坍落度和最小振動粘度系數(shù)來保證混凝土拌和物的抗離析泌水的能力; 控制泵送混凝土的壓力泌水率來滿足泵送施工的要求, 使得橋梁清水混凝土達到施工最佳工作性能, 有效地保證了混凝土的外觀質量。
2.3.2 廣州地鐵四號線
廣州地鐵四號線有長達21km 的高架線路, 為了盡量減輕地鐵高架橋對城市景觀與周邊環(huán)境的影響, 對高架橋外觀質量提出了較高的要求, 在橋墩正式施工前, 承建單位對清水混凝土的原材料、配合比、模板、澆筑、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)進行了全面的模擬試驗, 正式施工的墩柱取得了較好的外觀效果。
施工單位總結認為: 原材料控制和配合比設計是清水混凝土的質量控制重點; 清水混凝土的質量絕非僅取決于混凝土材料本身, 還必須從模板、鋼筋、混凝土等施工全過程采取有效措施加以控制; 正式施工前應進行現(xiàn)場模擬試驗, 以掌握清水混凝土的施工技術要點, 如此才能保證清水混凝土的施工質量。
2.3.3 武漢市輕軌一號線
輕軌一號線工程是武漢市的重點工程,全長10km, 沿線均為城市繁華地帶, 對混凝土外觀質量要求高, 業(yè)主和施工單位都決心將輕軌橋梁建成為武漢市一道亮麗的風景線。該工程通過采用清水混凝土技術,橋墩和箱梁混凝土內實外光,表面平整且光潔如鏡,達到了預期的質量目標。
模板對混凝土結構外型尺寸的精確和美觀起著重要的作用, 也是清水混凝土施工技術的關鍵。因此必須把握好模板的設計和加工等各個環(huán)節(jié)。經過比較分析, 施工方最后選定: 橋墩和箱梁外模采用由螺栓拼接的定型大塊鋼模板, 外面涂刷防銹漆二度, 里面按規(guī)定要求涂刷專用優(yōu)質脫模劑, 箱梁內模采用小塊鋼模板拼制, 用鋼管腳手架支撐。所有模板采用在混凝土內無拉筋設計, 模板安裝時確保位置準確、牢固可靠、接縫嚴密、保護好脫模劑, 以確保混凝土的施工質量。
2.4 清水混凝土在電力工程建筑中的應用
2.4.1 吉安變電站工程
廣東順德220kV 吉安變電站工程曾獲得“廣東省廣電集團優(yōu)良樣板工程”稱號以及“廣東省優(yōu)良樣板工程”稱號, 為保證主變基礎在設備安裝及運行過程中基礎面不產生開裂、脫皮現(xiàn)象, 主變基礎采用了清水混凝土工藝。為達到清水混凝土美觀、實用的特點, 確保清水混凝土質量, 施工方根據(jù)工程情況, 做好模板的制作與安裝、混凝土的材料選擇與施工、成品保護這三項工作。
在混凝土的養(yǎng)護保護時, 拆模時間定在7d, 拆模板之前對混凝土充分灑水進行養(yǎng)護, 待拆模后, 在混凝土表面再灑一遍水, 然后用彩條布覆蓋, 邊角接茬部位要嚴密并壓實, 養(yǎng)護時間不少于7d, 基礎邊角制作木框護角, 待設備安裝完畢后拆除, 設備進場及安裝階段由專人監(jiān)護, 防止習慣性違章造成成品損壞。
2.4.2 蘭溪電廠主廠房
浙江蘭溪電廠主廠房工程鋼筋混凝土框架結構,業(yè)主要求達到突破性的高標準鏡面清水混凝土標準。為此,施工單位在該工程框架柱中取消傳統(tǒng)的穿越結構內部的對拉螺栓, 改用型鋼在模板外采用對拉螺栓對模板體系進行支撐,從而消除框架柱表面的對拉螺栓孔以及由對拉螺栓孔引起的起砂、漏漿缺陷, 為了消除以往工程中出現(xiàn)鋼筋保護層墊塊印痕的缺陷,采用了淺灰色弧形塑料墊塊, 墊塊僅和模板有少量點接觸,拆模后基本無印痕, 從而提高了混凝土表面觀感質量, 使混凝土表面質量達到鏡面效果, 并節(jié)約了一定的經濟成本, 獲得較大的效益。
3 結束語
由于我國目前尚無統(tǒng)一的清水混凝土施工質量標準和質量驗收標準, 且工藝要求高, 給施工單位帶來了一些困惑, 很多國內建筑師也曾嘗試著進行設計, 但業(yè)主往往缺乏信心。另外造價也是一個問題, 雖然清水混凝土結構精工細作, 工期拉長,結構施工階段投人的人力、物力加大, 但舍去抹灰、吊頂、裝飾面層等內容, 減少了維保費用, 最終降低了工程總造價, 但往往業(yè)主看不到這點, 還需在觀念上有所轉變。
隨著我國建筑業(yè)與國際接軌的日益加速, 綠色建筑日漸受到重視, 清水混凝土在我國的應用將會有一個較大的發(fā)展。如果在組織設計、安排施工、項目管理等各個環(huán)節(jié)都運行良好, 展現(xiàn)出清水混凝土的優(yōu)點與優(yōu)勢是順理成章的事。實踐證明, 清水混凝土技術不僅能創(chuàng)造經濟效益, 提高工程質量帶來社會效益, 而且對推動建筑業(yè)的質量, 以及對加快建筑業(yè)應用新技術的步伐也有積極意義, 具有廣泛的推廣應用前景。
參考文獻
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