清水混凝土应用技术规程与相关技术讲解.doc

清水混凝土应用技术规程与相关技术讲解清水混凝土的定义清水混凝土（Fair-faced Concrete）是指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工程。清水混凝土是混凝土材料中最高级的表达形式，它显示的是一种最本质的美感，体现的是素面朝天的品位。清水混凝土具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味，与生俱来的厚重与清雅，是一些现代建筑材料无法效仿和媲美的。材料本身所拥有的柔软感、刚硬感、温暖感、冷漠感不仅对人的感官及精神产生影响，而且可以表达出建筑情感。因此建筑师们认为，这是一种高贵的朴素、看似简单其实比金碧辉煌更具艺术效果的材料。世界上越来越多的建筑师采用清水混凝土工艺。如世界级建筑大师贝聿铭、安藤忠雄等都在他们的设计中大量地采用了清水混凝土，如悉尼歌剧院、日本国家大剧院 巴黎史前博物馆等世界知名的艺术类公建 均采用这一建筑艺术。清水混凝土发展的几个历史阶段原始清水混凝土阶段清水混凝土技术最早应用于桥梁、水利工程以及工业构筑物等,其观感质量标准要求较低,主要要求无蜂窝、麻面和漏筋等质量缺陷。其模板采用小钢模或钢框竹胶模板。随着经济飞速发展和质量标准提高,促进了新型模板技术发展 ,增大了单块模板面积,减少了模板拼缝,提高模板强度和刚度,使混凝土表面质量有了较大提高,但在工业和民用建筑工程中仍需抹灰,仅降低了抹灰层厚度。清水混凝土阶段1995年后,随着一系列模板标准的颁布出台以及专业模板公司的出现,清水混凝土技术发展进入了一个崭新的阶段,质量达到了不抹灰直接批腻子,涂面漆的效果。目前模板方案的确定已由专业模板公司参与,专业模板公司 (以北京、上海最多)是具有科研、设计、生产、经营等综合功能的企业,其有着拳头产品和特有的模板工法,使清水混凝土技术在民用工程中的应用得到了长足发展。工业及桥梁方面清水混凝土技术发展也极为迅速,但多为各施工企业根据自己所承建项目特点自行开发研制。 镜面混凝土阶段 2000年前后,清水混凝土技术日趋成熟,被业界认可和青睐。“镜面清水混凝土”是清水混凝土发展新阶段,其标准是混凝土观感质量在光泽和平整等如 “镜面”效果,并更加注重细部和整体艺术效果,主要适用于工业建筑中不做饰面工程。主要成熟的模板工艺是采用优质的竹(木)胶合板表面粘贴PVC板技术,每一构件每个面的模板无拼缝,阳角为倒圆或八字角,艺术效果极佳。彩色混凝土阶段它是未来清水混凝土发展的趋势,采用特殊的材料、模板、浇筑及养护工艺技术,外观图案及造型包括镜面、木纹及条纹效果等,达到特殊的整体建筑美学外观。其工艺基本上与镜面混凝土相同。关键是适用于柱、梁板等受力构件的彩色清水混凝土的材料选择。颜料应有色度、纯度、亮度和耐碱性等指标;而作为胶结材料的白水泥涉及到了结构的强度和耐久性等安全问题,因此应自行开发研制性能优良的颜料和胶结材料, 据报道,北京某使馆工程首次设计采用了该技术,但使用的颜料等均为推荐的美国产品,并由国外设计院设计。清水混凝土的分类清水混凝土按其表面的装饰效果分为三类：普通清水混凝土、饰面清水混凝土、装饰清水混凝土：1 普通清水混凝土系指混凝土表面颜色基本一致，对饰面效果无特殊要求的混凝土工程。2 饰面清水混凝土系指以混凝土本身的自然质感和有规律的对拉螺栓孔眼、明缝、蝉缝组合形成的自然状态作为饰面效果的混凝土工程。3 装饰清水混凝土系指混凝土表面形成装饰图案、镶嵌装饰物或彩色的清水混凝土工程。清水混凝土的强度等级混凝土的强度等级不宜低于C25，对于伸缩缝间距大于国家现行标准混凝土结构设计规范GB50010第9.1.1条所规定的钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的结构，混凝土强度等级不宜高于C40。相邻清水混凝土结构的混凝土强度等级宜一致，如不同，相差不宜大于10MPa。 现浇楼盖的混凝土强度等级不宜高于C40。对于超长结构，限制使用过高的混凝土强度等级，主要是控制混凝土的水化热，减少和限制裂缝的发生。原材料和配合比原材料产地必须统一,所用水泥尽可能用同一厂家同一批次的;砂、石的色泽和颗粒级配均匀。控制混凝土所用的水泥配合比要严格一致;新拌混凝土须具有极好的工作性和粘聚性,绝对不允许出现分层离析的现象。清水混凝土的配合比设计原材料1 混凝土的原材料应有足够的存储量，同一视觉范围的混凝土原材料的颜色和技术参数宜一致；2 宜选用强度不低于42.5等级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。同一工程的水泥宜为同一厂家、同一品种、同一强度等级；3 粗骨料应连续级配良好，颜色均匀、洁净，含泥量小于1%，泥块含量小于0.5%, 针片状颗粒不大于15%；4 细骨料应选择连续级配良好的河砂或人工砂，细度模数应大于2.6(中砂)，含泥量不应大于1.5%, 泥块含量不大于1.0%；5 掺和料应对混凝土及钢材无害，拌合物的和易性好，同一工程所用的掺和料应来自同一厂家、同一品种。粉煤灰宜选用I级；可选用S95级矿渣粉。6 对室外部位或室内易受潮部位的混凝土，骨料宜选用非碱活性骨料。规范规定的配合比设计要求1 应按照设计要求配制试块确定混凝土表面颜色；2 应按照混凝土原材料试验结果确定外加剂型号和用量；3 采用引气剂时混凝土引气量宜在24%；4 配合比应考虑工程所处环境，根据中性化、冻害和碱骨料反应等材料的耐久性进行设计；5 基本组成材料应包括矿物质细掺料，提高清水混凝土的工作性和耐久性。需要注意的是混凝土配合比中粉煤灰掺量不宜过大。需要大量掺加矿物细粉时可以采用粉煤灰和矿渣粉同掺的方法。清水混凝土的制备与坍落度控制应强制搅拌，每次搅拌时间宜比普通混凝土延长2030秒。同一视觉范围内所用混凝土拌合物的制备环境、参数应一致。制备成的混凝土拌合物应工作性能稳定，无离析泌水现象，90分钟的坍落度经时损失应小于30%。混凝土拌合物入泵坍落度值：柱混凝土宜为15010mm,墙、梁、板的混凝土宜为17010mm。清水混凝土的运输混凝土拌合物的运输宜采用专用运输车，装料前容器内应清洁、无积水。混凝土拌合物从搅拌结束到混凝土入模前不宜超过120分钟，严禁添加配合比以外用水或外加剂。到场混凝土应逐车检查坍落度，不得有分层、离析等现象。清水混凝土的浇注与振捣混凝土拌合物的运输宜采用专用运输车，装料前容器内应清洁、无积水。浇筑前应先清理模板内垃圾和模板内侧的灰浆，保持模板内清洁、无积水。竖向构件浇筑时，应严格控制分层浇筑的间隔时间和浇筑方法。分层厚度不宜超过500mm。应在根部浇筑50mm厚与混凝土强度同配合比减石子水泥砂浆。自由下料高度应控制在2m以内。同一柱子宜用同一罐车的混凝土。门窗洞口的混凝土浇筑，宜从洞口两侧同时浇筑。混凝土振捣时，振捣棒插入下层混凝土表面的距离应大于50mm。要求振捣均匀，严禁漏振、过振、欠振。要严格控制振捣点间的间距，间距太小容易砼过 振，然而间距过大又容易造成砼漏振，所以振捣 点间的间距宜控制140mm200mm左右；清水混凝土的模板清水混凝土施工用的模板要求十分严格,需要根据建筑物进行设计定做,且所用模板多数为一次性的,成本较高,转角、梁与柱接头等重要部位最好使用进口模板。模板必须具有足够的刚度,在混凝土侧压力作用下不允许有一点变形,以保证结构物的几何尺寸均匀、断面的一致,防止浆体流失;对模板的材料也有很高的要求,表面要平整光洁,强度高、耐腐蚀,并具有一定的吸水性;对模板的接缝和固定模板的螺栓等,则要求接缝严密,要加密封条防止跑浆;固定模板的拉杆也需要用带金属帽或塑料扣,以便拆模时方便,减少对混凝土表面的破损等等。 清水混凝土的模板选型表序号模板类型清水混凝土分类普通清水混凝土饰面清水混凝土装饰清水混凝土1木梁胶合板模板2铝梁胶合板模板3木框胶合板模板4钢框胶合板模板（包边）5钢框胶合板模板（不包边）6全钢大模板7全钢不锈钢贴面模板8全钢不锈钢装饰模板950厚木板模板10铸铝装饰内衬模板11胶合板装模板12玻璃钢模板13塑料模板模板处理研究结论与传统的混合油对比，亚克力板、透水模板布、玻璃贴纸和BT-20更环保、保护模板，混凝土构件外观质量都能满足清水混凝土的外观质量要求。 以玻璃贴纸处理模板，混凝土颜色均匀，表面有少量小气泡，能满足一般清水混凝土的质量外观要求。在对外观要求一般的混凝土工程中，建议可以使用玻璃贴纸。BT-20模板漆在外观质量要求一般时，更具经济适用价值。 以透水模板布方式处理模板，混凝土表面颜色均匀一致，呈青色，表面无明显气泡，能满足要求较高的清水混凝土要求，且对提高混凝土表面密实性和耐久性很有好处。亚克力板的成镜效果好，且保持镜面效果的时间长。亚克力板的成本约为20元/m3，对于外观质量要求高的清水混凝土可以使用亚克力板。总体上看低造价时选择模板漆、墙纸，高造价时选择模板布、压克力板做模板。清水混凝土的养护清水混凝土如养护不当,表面极容易因失水而出现微裂缝,外观质量和耐久性。因此,对裸露的混凝土表面,应及时采用粘性薄膜或喷涂型养护膜覆盖,进行保湿养护。混凝土拆模后应立即养护，对同一视觉范围内的混凝土应采用相同的养护措施。不得采用对混凝土表面有污染的养护材料和养护剂。清水混凝土养护用覆盖塑料薄膜和浇水相结合的自然养护方法 ,养护时间为 7 -14d,混凝土拆除模板后 ,及时进行覆盖并安排专人浇水养护。塑料布叠缝铺放,保证塑料布内有明水,以保证混凝土表面润湿。混凝土养护:由于清水混凝土要求其表面色泽一致,因此不能采用传统的覆盖草垫或草袋的方法进行养护,以免造成永久性黄颜色污染。梁、板等水平构件可采用塑料薄膜严密覆盖养护,墙、柱侧立面喷涂养生液进行养护。柱子养护采用两层控制，紧贴柱子用一层5- 8mm厚的饱水纯白无纺布，外面包裹一层塑料薄膜并用透明胶带临时粘紧，同时用8号铁丝穿过螺栓孔将两侧的方木拧紧固定，以确保柱子不出现裂缝。冬施期间 在外裹一层矿棉被保温。拆模后对已浇筑好的柱子进行成品保护，在柱子的四角全高范围内均贴上钉好的覆膜多层板。混凝土养护时间14d。清水混凝土拆模与养护 为了避免或减少清水混凝土表面色差,拆模时间比一般结构的拆模时间晚,以保证拆模过程中不掉边角。其时间大致为终凝时间的两倍。做好混凝土早期的养护十分重要,表面湿度低,易产生砂化,使硬度下降,同时会形成一定的色差。本工程采用的养护方法为,先包裹一层水饱和状态的无纺布挂帘,然后再加塑料布包裹,用钢丝严密绑扎。养护的时间不少于 14d。关于保护层厚度的规定钢筋的混凝土保护层厚度，应符合国家现行标准混凝土结构设计规范GB50010 第 9.2节的规定。处于露天环境的混凝土结构，纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度，板、墙、壳构件不宜小于25mm，梁、柱构件不宜小于35mm，对双向受力的板、墙、壳构件，外层钢筋的混凝土保护层厚度，当环境类别为二a时，不宜小于20mm，环境类别为二b时，不宜小于25mm。对设有明缝的饰面清水混凝土结构，当明缝深度为10mm时，保护层厚度宜另增加5mm。关于表面涂刷涂料工程应选用对混凝土表面具有保护及具有局部调整色差作用的透明涂料，涂料具有防污染性、憎水性、防水性和耐久性；耐人工气候老化性（白色和浅色）指标不低于3500小时，失光率不大于20%。普通清水混凝土表面宜涂刷透明保护涂料，饰面清水混凝土和质量验收标准高于饰面清水混凝土的装饰清水混凝土表面应涂刷透明保护涂料。 关于冬季施工掺入混凝土的防冻剂，应经试验对比，使混凝土表面不产生明显色差。应在塑料薄膜外覆盖对清水混凝土无污染、阻燃的保温材料。混凝土罐车和输送泵应有保温措施，混凝土入模温度不应低于5C。混凝土施工过程中应有防风措施，当室外气温低于-15C，不得浇注混凝土。加强对混凝土强度增长速度的监控，作好同条件试块的留置和混凝土的测温工作。关于混凝土成品保护 浇筑混凝土时不应污染成品清水混凝土。拆模后应对易磕碰的阳角部位采用多层板、塑料等硬质材料保护。挂架、脚手架、吊篮等与成品清水混凝土表面接触时应使用垫衬保护。严禁随意剔凿成品清水混凝土表面，如需剔凿，应制定专项施工方案。清水混凝土施工中存在问题和对策 清水混凝土的应用范围、力度和效果受设计方案的制约。 清水混凝土是设计和施工二者相结合的体现, 建议政府出台相应措施,大力倡导、宣传推广绿色建筑、清水混凝土饰面建筑的深远意义;建筑设计师也应大胆创新清水混凝土建筑设计方案,大家共同营造建筑与人和自然的和谐与完美,为该技术的应用提供广阔的空间。饰面效果差表现在各种埋件漏设计、漏埋,造成二次剔凿;设计师与施工单位配合不好,施工前未进行饰面效果设计,结果达不到预期目标。应采取的措施为:设计师与施工单位以及设计院各专业间应密切配合,加强预控和策划,进行明缝、禅缝、对拉螺栓设计等方面专项设计,必要时利用混凝土的拓印特性,在其表面镶嵌装饰物等,使清水混凝土建筑真正成为时代工艺品和艺术品。 清水混凝土的细部质量不够美观和精细，如层间过渡缝、阳角线条、滴水线、门窗套和电梯井筒等部位,主要原因是施工单位不够重视,细部模板设计不合理,致使清水混凝土质量不够完美,严重者可能造成重新抹灰,结果得不偿失、劳民伤财。建议加强细部专项模板设计、研发工作。 模板的专业化发展不够,限制了清水混凝土技术的发展空间。反映在模板工程方案、体系、配置、投入量和支拆等不够科学、合理和完善。要解决这些问题,就要大力促进模板施工向专业化方向发展