清水混凝土的发展与应用

    摘要：清水混凝土是名副其实的绿色混凝土。随着绿色建筑观念的深入人心，清水混凝土的应用越来越多。在我国，近期已有首座大面积清水混凝土建筑工程面世。但清水混凝土的发展还需要制定明确的质量标准与施工定额，以统一人们对它的认识。

    关键词：清水混凝土；绿色混凝土；装饰；特点；发展历程；施工技术；质量标准

    1、清水混凝土简介
    
    1.1什么是清水混凝土
    清水混凝土（As-cast Finish Concrete/BareConcrete）又称装饰混凝土，因其极具装饰效果而得名。它属于一次浇注成型，不做任何外装饰，直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，因此不同于普通混凝土，表面平整光滑，色泽均匀，棱角分明，无碰损和污染，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得十分天然、庄重。
    
    1.2清水混凝土的特点
    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。
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幸铭、安藤忠雄等都在他们的设计中大量地采用了清水混凝土。悉尼那角如院、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。

    2、清水混凝土的发展历程

    2.1国外清水混凝土发展历程
    清水混凝土产生于20世纪20年代，随着混凝土广泛应用于建筑施工领域，建筑师们逐渐把目光从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，开始用混凝土与生俱来的装饰性特征来表达建筑传递出的情感。此时多为国际主义风格。最为著名的是路易·康（lovis  kahn）设计的耶鲁大学英国艺术馆，美国设计师埃罗·沙里宁（Eero Searinen）设计的纽约肯尼迪国际机场环球航空大楼、华盛顿达拉斯国际机场候机大楼等。到20世纪6O年代，越来越多的清水混凝土出现在欧洲，北美州等发达国家。到了80年代，一批新起的建筑师延续了国际主义风格，强调高技术、强调建筑结构的科学技术含量，形成了“高技派”，它们的代表人物有理查德·罗杰斯、诺曼·福斯特等，典型作品如香港汇丰银行。在亚洲，日本最先走到了建筑前列。第二次世界大战以后，百废待兴，部分混凝土建筑省掉了抹灰、装饰的工序而直接使用，演绎到今天，日本的清水混凝土技术已经得到了很大的发展。在混凝土应用上，日本改变了以前的不加以修饰的水泥表面手法，利用现代的外墙修补技术，将水泥墙面拆掉模板后进行处理，使水泥表面达到非常精致的水平，同时又充分展现出水泥本身特有的原始和朴素的一面。一种被认为更接近于东方禅学无为而为的思想，被以有“清水混凝土诗人”之称的安藤忠雄为代表的日本建筑师融人在其设计中，充分体现了东方文化色彩。

    2.2我国清水混凝土发展历程
    在我国，清水混凝土是随着混凝土结构的发展不断发展的。20世纪70年代，在内浇外挂体系的施工中，清水混凝土主要应用在预制混凝土外墙板反打施工中，取得了进展。后来，由于人们将外装饰的目光都投诸于面砖和玻璃幕墙中，清水混凝土的应用和实践几乎处于停滞状态。直至1997年，北京市设立了“结构长城杯工程”奖，推广清水混凝土施工，使清水混凝土重获发展。近年来，少量高档建筑工程如海南三亚机场、首都机场、上海浦东国际机场航站楼、东方明珠的大型斜筒体等都采用了清水混凝土。

    随着绿色建筑的客观需求，人们环保意识的不断提高，返朴归真的自然思想的深人人心，我国清水混凝土工程的需求已不再局限于道路桥梁、厂房和机场，在工业与民用建筑中也得到了一定的应用。由中建一局二公司作为总承包商建设的联想研发基地，被建设部科技司列为“中国首座大面积清水混凝土建筑工程”，标志着我国清水混凝土已发展到了一个新的阶段，是我国清水混凝土发展历史上的一座重要里程碑。

    3、发展清水混凝土的意义
    清水混凝土是名副其实的绿色混凝土：混凝土结构不需要装饰，舍去了涂料、饰面等化工产品；有利于环保：清水混凝土结构一次成型，不剔凿修补、不抹灰，减少了大量建筑垃圾，有利于保护环境；

    消除了诸多质量通病：清水装饰混凝土避免了抹灰开裂、空鼓甚至脱落的质量隐患，减轻了结构施工的漏浆、楼板裂缝等质量通病；

    促使工程建设的质量管理进一步提升：清水混凝土的施工，不可能有剔凿修补的空间，每一道工序都至关重要，迫使施工单位加强施工过程的控制，使结构施工的质量管理工作得到全面提升；降低工程总造价：清水混凝土的施工需要投人大量的人力物力，势必会延长工期，但因其最终不用抹灰、吊顶、装饰面层，从而减少了维保费用，最终降低了工程总造价。

    4、清水混凝土的施工技术要点
    在中国，清水混凝土尚处于发展阶段，属于新兴的施工工艺，真正掌握此类建筑的设计和施工的单位不多。清水混凝土墙面最终的装饰效果，60%取决于混凝土浇筑的质量，40%取决于后期的透明保护喷涂施工，因此，清水混凝土对建筑施工水平是一种极大的挑战。

    4.1施工工艺与传统工艺的不同之处
    由于清水混凝土对施工工艺要求很高，因此与普通混凝土的施工有很大的不同，具体表现在：每次打水泥必须先打料块，对比前次色彩，通过仪器检测后才可继续打；必须震捣均匀；施工温度要求十分严格，适合在4-10月间施工；
对施工人员的现场管理也十分重要，每一道工序都必须仔细；
由于清水混凝土一次浇注完成，不可更改的特性，与墙体相连的门窗洞口和各种构件，埋件须提前准确设计与定位，与土建施工同时预埋铺设。由于没有外墙垫层和抹灰层，施工人员必须为门窗等构件的安装预留槽口，并且清水墙体上若安装雨水管，通风口等外露节点也须设计好与明缝等的交接。

    4.2施工技术要点
    清水混凝土施工的技术关键有以下3点：

    4.2.1混凝土配合比设计和原材料质量控制每块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。
    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。

    4.2.2模板工程
    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。

    4.3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，影响外观质量和耐久性。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。

    5我国发展清水混凝土存在的障碍

    5.1无全国标准
    目前国内尚无统一的清水混凝土施工质量标准和质量验收标准，给施工单位和建设单位带来了一些困惑。参考国外有关建筑混凝土的技术标准，在普通结构混凝土验收标准的基础上，我国清水混凝土质量验收应遵循如下标准：
    (l）轴线通直、尺寸准确；
    (2）棱角方正、线条顺直；
    (3）表面平整、清洁、色泽一致；
    (4）表面无明显气泡，无砂带和黑斑；
    (5）表面无蜂窝、麻面、裂纹和露筋现象；
    (6）模板接缝、对拉螺栓和施工缝预留设有规律性；
    (7）模板接缝与施工缝处无挂浆、漏浆。

    5.2项目管理上存在障碍
    清水混凝土施工工艺在国外已是一项成熟的技术，而国内直至今日才有大面积项目的实施，其难点主要体现在项目管理的科学与严谨上。对于一个复杂的工程，最重要的就是有好的适合的运作系统。从组织设计、安排施工到项目管理与监理督检，如果每一个环节都运行良好，实现清水混凝土是顺理成章的事。这也是为什么清水混凝土建筑在国外很普遍而在国内却很少见的原因。

    5.3业主观念上的障碍
    很多国内建筑师都对清水混凝土情有独钟，也曾尝试着进行设计，并说服业主实施，但业主往往一遇到各分项工种之间的配合问题时，就会缺乏决心，常有半途而废的实例出现至使被迫改变方案，无法将建筑师的设计思想贯彻到底。清水混凝土的无穷魅力尚需在不断的实践与创新中确立与发展。另外，造价也是一个问题。普通混凝土完成一方造价在700-800元，使用清水混凝土则在1000元以上，成本要高出20％左右。虽然清水混凝土结构精工细作，工期拉长，结构施工阶段投人的人力、物力加大，但最终舍去抹灰、吊顶、装饰面层等内容，减少了维保费用，最终降低了工程总造价。但往往业主看不到这点，还需在观念上有所转变。

    6、结语
    在我国，清水混凝土的结构设计与施工，还有待理论研究和实践应用。另外，我国清水混凝土施工操作多依赖人工，施工机械化、标准化程度不高。但是，随着与国际接轨的日益加速，随着绿色建筑日渐受到重视，在工业与民用建筑中，清水混凝土在我国的应用将会有一个较大的发展。