摘要: 清水混凝土由于其獨(dú)特質(zhì)感在世界上得到了快速發(fā)展。文章通過介紹不同工程領(lǐng)域清水混凝土的應(yīng)用情況, 分別分析了清水混凝土的施工工藝、造價(jià)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、混凝土的配制、模板設(shè)計(jì)、成品保護(hù)等方面的問題, 展望了清水混凝土在我國的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞: 清水混凝土; 工程; 應(yīng)用
中圖分類號(hào): TU528.38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào): 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(hù)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(chǎn)生于20 世紀(jì)20 年代, 隨著混凝土廣泛應(yīng)用于建筑施工領(lǐng)域, 建筑師們逐漸把目光從混凝土作為一種結(jié)構(gòu)材料轉(zhuǎn)移到材料本身所擁有的質(zhì)感上, 開始用混凝土與生俱來的裝飾性特征來表達(dá)建筑傳遞出的情感。到20 世紀(jì)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(dá)國家, 如著名的耶魯大學(xué)英國藝術(shù)館、紐約肯尼迪國際機(jī)場(chǎng)航空大樓等。
在亞洲, 日本的清水混凝土技術(shù)得到了很大的發(fā)展, 通過技術(shù)處理使混凝土表面達(dá)到非常精致的水平, 同時(shí)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(dá)出一種其他人工建筑材料無法模仿的天然質(zhì)樸與厚實(shí), 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(jì)70 年代, 在內(nèi)澆外掛體系的施工中, 清水混凝土主要應(yīng)用在預(yù)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(yīng)用和實(shí)踐幾乎處于停滯狀態(tài)。直至首都機(jī)場(chǎng)、上海浦東國際機(jī)場(chǎng)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(gè)新的階段。
2 清水混凝土在工程中的應(yīng)用
混凝土因其力學(xué)特性優(yōu)異而作為結(jié)構(gòu)材料廣泛應(yīng)用于建筑施工領(lǐng)域, 鋼筋混凝土越來越多成為結(jié)構(gòu)主體, 但內(nèi)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(huì)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(yīng)反映的紋理與質(zhì)感。隨著人們環(huán)保意識(shí)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(jī)場(chǎng),在工業(yè)與民用建筑中也得到了廣泛的應(yīng)用。
2.1 清水混凝土在高層建筑中的應(yīng)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(jié)構(gòu), 便于大模板設(shè)計(jì)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(cè)量放線→墻體鋼筋綁扎→預(yù)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、梁口邊線及頂板底模控制線→切割梁口和墻頂→清理梁口內(nèi)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(zhì)量, 在各工序質(zhì)量控制過程中采取了一系列技術(shù)措施, 經(jīng)北京市“長城杯”評(píng)委會(huì)的專家現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定, 其施工質(zhì)量達(dá)到北京市主體結(jié)構(gòu)清水混凝土的質(zhì)量要求。
2.1.2 青島卓亭廣場(chǎng)
青島卓亭廣場(chǎng)總投資3 億元, 工程采用混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)形式, 建設(shè)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(chǎng)的施工成功應(yīng)用了飾面清水混凝土技術(shù)。該工程清水混凝土造價(jià)1300 元/m2, 而普通混凝土造價(jià)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(jià)值。
目前, 眾多建筑企業(yè)在同一層次競爭, 一個(gè)重要原因就是企業(yè)技術(shù)水平檔次差距不大, 技術(shù)特點(diǎn)、特色不明顯。只有通過不斷推廣應(yīng)用建筑業(yè)“四新”技術(shù), 提高以技術(shù)創(chuàng)新為核心的市場(chǎng)競爭力, 才能形成獨(dú)具特色的競爭優(yōu)勢(shì), 擴(kuò)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(yīng)用
2.2.1 上海浦東國際機(jī)場(chǎng)航站樓
由法國設(shè)計(jì)大師安德魯設(shè)計(jì)的上海浦東國際機(jī)場(chǎng)航站樓工程采用清水混凝土, 其用量達(dá)5.5×104m3, 且形式復(fù)雜多樣,僅結(jié)構(gòu)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(zhì)量要求極高。
由于國內(nèi)尚無統(tǒng)一的清水混凝土施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn), 經(jīng)施工單位認(rèn)真研究, 參考國外的專業(yè)文獻(xiàn), 并參照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》和《建筑裝飾工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等資料, 制定了清水混凝土外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn): 軸線通直、尺寸準(zhǔn)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(duì)拉螺桿位置和施工縫預(yù)留設(shè)有規(guī)律性且美觀, 達(dá)到或接近高級(jí)抹灰面的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。按照此標(biāo)準(zhǔn)施工的航站樓工程被評(píng)為上海市“白玉蘭”特別獎(jiǎng)和中國建筑工程魯班獎(jiǎng)。
2.2.2 國家體育場(chǎng)
國家體育場(chǎng)是2008 年第29 屆北京奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的主體育場(chǎng), 俗稱“鳥巢”。國家體育場(chǎng)看臺(tái)板原設(shè)計(jì)為預(yù)制混凝土板, 由于預(yù)制板的施工投入大、加工周期長, 為確保工期, 項(xiàng)目部經(jīng)過仔細(xì)論證, 提出了“將預(yù)制看臺(tái)板改為現(xiàn)澆清水看臺(tái)板”的建議, 并得到了各方的認(rèn)可和批準(zhǔn)。為確保所有清水混凝土一次澆筑成功, 項(xiàng)目部召開多次專題會(huì)議研究施工方案, 商討施工流程和質(zhì)量控制的各種細(xì)節(jié), 經(jīng)過反復(fù)研究, 通過4 次看臺(tái)板樣板施工, 最后制定出了有11 道工序的現(xiàn)澆看臺(tái)板施工的工藝流程, 總結(jié)出混凝土的配合比和原材料的選擇、看臺(tái)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(hù)是施工的關(guān)鍵。
如今, 一塊塊精致漂亮的看臺(tái)板已在“鳥巢”安家落戶。走在國家體育場(chǎng)看臺(tái)上, 一道道光滑平整、色澤一致、線條均勻、錯(cuò)落有序的看臺(tái)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(tái)大劇院
武漢琴臺(tái)大劇院位于漢江以南, 月湖以北的琴臺(tái)文化藝術(shù)區(qū)里, 總建筑面積66954m2, 投資15.7 億元, 設(shè)備先進(jìn)、檔次高。外形酷似一架“古琴”的琴臺(tái)大劇院, 頂部四條飄帶自西向東輕盈繞過, 呼應(yīng)南面千年古琴臺(tái), 凸現(xiàn)“琴鍵飛奔, 水袖飛舞”的意境, 設(shè)計(jì)者為四個(gè)飄帶的“外衣”選定清水混凝土, 以增強(qiáng)其古樸、渾然天成的表現(xiàn)力。
由于施工不易, 設(shè)計(jì)單位準(zhǔn)備改成石材, 但專家學(xué)者提出石材表達(dá)不出劇院的陽剛個(gè)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(yàn),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(jìn)入板的背面調(diào)整只能靠外側(cè)“盲裝”, 最終經(jīng)過精心施工, 順利完成了任務(wù)。
2.3 清水混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用
2.3.1 在高速公路橋梁中應(yīng)用
橋梁作為高速公路的重要組成部分,其內(nèi)實(shí)外美的要求越來越受到人們的關(guān)注, 要求混凝土達(dá)到高質(zhì)清水的效果。盡管多數(shù)施工單位在橋梁墩柱、蓋梁以及護(hù)欄等部位施工過程中采用了優(yōu)質(zhì)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(yán)重影響混凝土的外觀質(zhì)量。
山東濱大高速公路全長28.8km, 總投資8.45 億元, 設(shè)計(jì)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(yàn), 采取限制混凝土拌和物的最大振動(dòng)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(dòng)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(dá)到施工最佳工作性能, 有效地保證了混凝土的外觀質(zhì)量。
2.3.2 廣州地鐵四號(hào)線
廣州地鐵四號(hào)線有長達(dá)21km 的高架線路, 為了盡量減輕地鐵高架橋?qū)Τ鞘芯坝^與周邊環(huán)境的影響, 對(duì)高架橋外觀質(zhì)量提出了較高的要求, 在橋墩正式施工前, 承建單位對(duì)清水混凝土的原材料、配合比、模板、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了全面的模擬試驗(yàn), 正式施工的墩柱取得了較好的外觀效果。
施工單位總結(jié)認(rèn)為: 原材料控制和配合比設(shè)計(jì)是清水混凝土的質(zhì)量控制重點(diǎn); 清水混凝土的質(zhì)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(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn), 以掌握清水混凝土的施工技術(shù)要點(diǎn), 如此才能保證清水混凝土的施工質(zhì)量。
2.3.3 武漢市輕軌一號(hào)線
輕軌一號(hào)線工程是武漢市的重點(diǎn)工程,全長10km, 沿線均為城市繁華地帶, 對(duì)混凝土外觀質(zhì)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(fēng)景線。該工程通過采用清水混凝土技術(shù),橋墩和箱梁混凝土內(nèi)實(shí)外光,表面平整且光潔如鏡,達(dá)到了預(yù)期的質(zhì)量目標(biāo)。
模板對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)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(shù)的關(guān)鍵。因此必須把握好模板的設(shè)計(jì)和加工等各個(gè)環(huán)節(jié)。經(jīng)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(zhì)脫模劑, 箱梁內(nèi)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(nèi)無拉筋設(shè)計(jì), 模板安裝時(shí)確保位置準(zhǔn)確、牢固可靠、接縫嚴(yán)密、保護(hù)好脫模劑, 以確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量。
2.4 清水混凝土在電力工程建筑中的應(yīng)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(tuán)優(yōu)良樣板工程”稱號(hào)以及“廣東省優(yōu)良樣板工程”稱號(hào), 為保證主變基礎(chǔ)在設(shè)備安裝及運(yùn)行過程中基礎(chǔ)面不產(chǎn)生開裂、脫皮現(xiàn)象, 主變基礎(chǔ)采用了清水混凝土工藝。為達(dá)到清水混凝土美觀、實(shí)用的特點(diǎn), 確保清水混凝土質(zhì)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(hù)這三項(xiàng)工作。
在混凝土的養(yǎng)護(hù)保護(hù)時(shí), 拆模時(shí)間定在7d, 拆模板之前對(duì)混凝土充分灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù), 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(yán)密并壓實(shí), 養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d, 基礎(chǔ)邊角制作木框護(hù)角, 待設(shè)備安裝完畢后拆除, 設(shè)備進(jìn)場(chǎng)及安裝階段由專人監(jiān)護(hù), 防止習(xí)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(jié)構(gòu),業(yè)主要求達(dá)到突破性的高標(biāo)準(zhǔn)鏡面清水混凝土標(biāo)準(zhǔn)。為此,施工單位在該工程框架柱中取消傳統(tǒng)的穿越結(jié)構(gòu)內(nèi)部的對(duì)拉螺栓, 改用型鋼在模板外采用對(duì)拉螺栓對(duì)模板體系進(jìn)行支撐,從而消除框架柱表面的對(duì)拉螺栓孔以及由對(duì)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(hù)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(diǎn)接觸,拆模后基本無印痕, 從而提高了混凝土表面觀感質(zhì)量, 使混凝土表面質(zhì)量達(dá)到鏡面效果, 并節(jié)約了一定的經(jīng)濟(jì)成本, 獲得較大的效益。
3 結(jié)束語
由于我國目前尚無統(tǒng)一的清水混凝土施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn), 且工藝要求高, 給施工單位帶來了一些困惑, 很多國內(nèi)建筑師也曾嘗試著進(jìn)行設(shè)計(jì), 但業(yè)主往往缺乏信心。另外造價(jià)也是一個(gè)問題, 雖然清水混凝土結(jié)構(gòu)精工細(xì)作, 工期拉長,結(jié)構(gòu)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(nèi)容, 減少了維保費(fèi)用, 最終降低了工程總造價(jià), 但往往業(yè)主看不到這點(diǎn), 還需在觀念上有所轉(zhuǎn)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(yīng)用將會(huì)有一個(gè)較大的發(fā)展。如果在組織設(shè)計(jì)、安排施工、項(xiàng)目管理等各個(gè)環(huán)節(jié)都運(yùn)行良好, 展現(xiàn)出清水混凝土的優(yōu)點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)是順理成章的事。實(shí)踐證明, 清水混凝土技術(shù)不僅能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益, 提高工程質(zhì)量帶來社會(huì)效益, 而且對(duì)推動(dòng)建筑業(yè)的質(zhì)量, 以及對(duì)加快建筑業(yè)應(yīng)用新技術(shù)的步伐也有積極意義, 具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
[ 1] GB50204- 2002,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工驗(yàn)收規(guī)范[S].北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2002.
[ 2] 李強(qiáng).我國清水混凝土技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀、存在問題以及對(duì)策[J].建筑技術(shù),2007(1) .
[ 3] 王鳳起.清水飾面混凝土施工技術(shù)研究[J].城市建設(shè)與技術(shù),2006(1).
[ 4] 王兵.清水飾面混凝土的施工技術(shù)及應(yīng)用[J].山西建筑, 2006(10).
