1、何为清水混凝土
清水混凝土(fair-faced concrete)是直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土。其典型特征是混凝土表面平整光滑、质感强烈。
2、清水混凝土的发展现状
★2.1 清水混凝土在国外的发展
真正意义上的现代清水混凝土出现于20世纪20年代,当时随着混凝土材料广泛应用于建筑施工领域,设计师们的目光逐渐将混凝土作为一种结构材料转移到材料本身所拥有的质感上,并用混凝土与生俱有的装饰性来表达建筑情感。
早期应用清水混凝土的设计师主要是英国的Louis kahn、美国的Eero searinen,前者设计了耶鲁大学艺术馆,后者设计了纽约肯尼迪国际机场环球航空大楼和华盛顿达拉斯国际机场候机大楼等。到了20世纪60年代,欧洲、北美等发达国家和地区在建设设计中越来越青睐清水混凝土结构。发展到20世纪80年代,新兴的设计师不仅延续了之前的国际主义风格,更将高科技注入到建筑结构中,形成了所谓的“高技派”,其中的代表人物有Richard George Rogers和Norman Forster,典型作品有香港汇丰总部大楼。
在亚洲,日本走在了使用清水混凝土进行建筑设计的前列,同时也是世界上最早采用这一技术的国家之一。第二次世界大战之后,日本百废待兴,大量建筑结构省去了抹灰与装饰工序,直接投入使用,从而演变成了日本今天清水混凝土大力发展的局面。在日本使用清水混凝土的著名设计师安藤忠雄,设计了举世闻名的光之教堂,之后日本的设计师纷纷效仿,促进了日本清水混凝土结构的跨越式发展。
★2.2 我国清水混凝土的发展现状
我国的清水混凝土于20世纪70年代开始起步,但是发展缓慢,且主要应用于预制构件中,直到1997年北京为了促进清水混凝土的发展而设立“结构长城杯工程”,清水混凝土的发展才迎来快速发展的曙光,从那时起国内设计师才渐渐意识到清水混凝土的优良特性和质感美,并在施工技术方面开展了大量的研究,取得了较大的进步。21世纪是我国基础设施快速发展的黄金时期,国家也越来越重视绿色建筑,因此具有返璞归真的清水混凝土得到了广泛的应用,首都机场、奥运场馆、上海浦东国际机场航站楼等均大量采用清水混凝土结构,联想研发基地是我国首座大面积使用清水混凝土的建筑结构,标志着我国的清水混凝土技术已经取得了长足的进步,是我国发展清水混凝土重要的里程碑。
总的来说,我国的清水混凝土经历了以下四个阶段:原始清水混凝土、清水混凝土、镜面清水混凝土和彩色混凝土。原始清水混凝土对外观质量要求较低,主要要求无蜂窝、麻面、露筋等质量缺陷;1995年以后,相关模板标准的颁布和专业模板公司的出现,清水混凝土的外观质量进一步提高,达到了不用抹灰就能直接批腻子粉;进入新千年,清水混凝土被广泛的认可和青睐,大量工程要求必须使用清水混凝土,且要求感观质量在光泽和平整度上达到“镜面”效果,这个阶段的清水混凝土结构更强调细节和艺术;在上述基础上发展起来的彩色混凝土,是未来清水混凝土发展的主要方向,采用特殊的材料、工艺达到特殊的美学效果,外观更加丰富多彩。
3、清水混凝土工程赏析
★3.1 梅赛德斯-奔驰博物馆
梅赛德斯-奔驰博物馆位于德国斯图加特,收藏了许多过去使用的豪华车辆,由世界著名的荷兰建筑师Ben Van Berkel和Caroline Bos创立的“UN studio”公司所创立,总投资2亿多欧元,于2016年05月20日开放。
室内使用清水混凝土的主要原因是混凝土墙面为汽车的展示提供了理想的背景衬托。设计师认为把光鲜精致的展品放在一个对比强烈的背景效果要更好。
★3.2 重庆铁山坪休闲山庄
重庆铁山坪休闲山庄柱体和墙面均采用清水混凝土结构,该工程利用清水混凝土“素面朝天”的质感,结合周围的青山绿水,设计师的理念是让生活亲近自然,让心灵返璞归真。
★3.3成都来福士广场
成都来福士是由世界著名建筑大师Steve Holl主导设计,包括甲级写字楼、商场、五星级酒店、服务式公寓和Boutique Office。该建筑外墙采用清水混凝土结构,与玻璃幕墙相得益彰,彰显了设计师让商业清新脱俗的质感美。
4、清水混凝土施工关键点控制
清水混凝土能否取得良好的效果,与混凝土原材料、混凝土配合比、模板、脱模剂、混凝土浇筑、振捣和养护等因素关系很大。2009年3月4日,住房和城乡建设部颁布了《清水混凝土应用技术规程》JGJ 169-2009,对清水混凝土的设计、施工(模板工程、钢筋工程、混凝土工程)等作出了较详细的规定。对规程的规定和要求,笔者不再累述。下面,笔者结合实际的施工经验,对清水混凝土的施工关键控制点进行总结归纳,以飨读者。
★4.1 根部漏浆防治
清水混凝土模板要有足够的刚度,在混凝土侧压力下不允许有变形;模板接缝要严密,防止漏浆;柱体模板支设前,先用1:2水泥砂浆找平,确保水平和下口方正平直;根部应留设排水孔,有利于排出内部积留水;浇筑混凝土之前必须进行接浆处理,控制好各结构接头。
★4.2 表面气泡防治
清水混凝土浇筑前应保持模板内清洁、无积水;清水混凝土应分层浇筑,分层振捣,分层厚度不宜超过500mm;竖向构件浇筑时,应严格控制分层浇筑的间隔时间;混凝土振捣应插点均匀,严禁漏振、过振、欠振,振捣棒插入下层混凝土表面的深度应大于50mm;振捣时应快插慢拔且控制好振捣时间,一般控制在20s~30s之间;严格控制振捣棒与模板之间的距离,防止振动棒棒头碰触模板,并应均匀分布振动间距,防止气泡在模板处聚集;通过试验严格控制混凝土含气量。
★4.3 表面色差防治
清水混凝土的模板表面需平整光洁,保证模板自身无色差且厚薄一致;通过试验确定适宜的脱模剂种类,保证脱模剂不改变混凝土的本色,且不在混凝土表面留下污斑和色差;浇筑同一结构部位的混凝土,必须保证所有原材料稳定、一致;在工期允许的情况下,尽可能延迟拆模时间;清水混凝土在模内的养护时间一般不得少于48h,混凝土拆模后应立即用塑料薄膜覆盖混凝土进行养护,不允许用草袋铺盖;对同一视觉范围内的清水混凝土应采用相同的养护措施;养护过程中要防止粉尘、砂、污水与结构表面接触;钢筋绑扎后应有防雨水冲淋等措施,防止钢筋锈水污染清水混凝土表面。
★4.4 预埋件不平、歪斜和内陷防治
预埋件若需要焊接则可能受热不均而导致变形,因此预埋件入场前必须逐一检查,合格后方可使用;入场合格的预埋件必须采用合适的安装方法,避免在混凝土浇筑时发生歪斜和内陷;为了确保预埋件本身方正、尺寸准确、无毛刺,对于平面钢板埋件采用剪板机剪取,对于角钢等型钢埋件可以采用切割机切取。
★4.5 模板接缝与混凝土错台防治
组合拼装模板时,严禁模板缝、PVC内贴板缝与方木结合缝二缝合一,方木加固要与模板拼缝垂直设置;加固用钢管箍或者槽钢箍严禁挠曲、变形,且需要有足够的强度和刚度,同时要确保表面干净平整。
5、结语
清水混凝土是一种高技术的新型混凝土,它一次浇筑成型,不需要做任何装饰装修,极具装饰效果,让建筑更亲近自然,体现了一种无为而治、素面朝天的质感美。清水混凝土是最朴素的建筑语言,也是混凝土材料最高级的表达形式,它体现出了朴实无华的外观韵味,具有与生俱来的厚重与典雅。
清水混凝土不仅是一种建筑材料,更是一种建筑艺术。当今世界上,不管是著名建筑设计师还是地标建筑都或多或少的采用清水混凝土的上述特性,完美表达了人类共同的建筑语言,因此清水混凝土在今后的建筑发展中也必将大展身手、大有可为。
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