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清水混凝土施工关键技术分析
摘要：
清水混凝土是绿色混凝土，现浇清水混凝土技术在许多工程中应用，通过不断的实践与研究，清水混凝土的外观质量有很大的提高，混凝土的质量通病得到了有效控制，但清水混凝土的应用尚未形成成套的技术，存在许多问题，本文从清水混凝土设计、模板设计与管理、混凝土原材料与配合比、混凝土养护、钢筋工程、表面修复与保护等方面探讨现浇清水混凝土应用中的关键技术问题。
关键词：
清水混凝土应用关键技术
一、清水混凝土的概念
在《清水混凝土应用技术规程》（征求意见稿）中，清水混凝土定义为“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”。
按混凝土表面装饰效果分为普通清水混凝土、饰面清水混凝土、装饰清水混凝土三类。
普通清水混凝土工程：
系指混凝土表面颜色基本一致，平整度及光洁度高于国家验收规范，对混凝土外观效果无特殊要求的建筑物或构筑物。
饰面清水混凝土工程：
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。
装饰清水混凝土工程：
系指利用混凝土的拓印特性，通过使用特选的模板面板或内衬模，脱模后在混凝土表面形成装饰图案的清水混凝土工程。
在混凝土表面镶嵌装饰片或在混凝土中添加颜料形成彩色的混凝土均属于装饰清水混凝土工程。
这三个分类是根据设计要求的表面饰面效果分类的，它们的质量验收标准不是递进的，其中饰面清水混凝土是质量的最高标准。
这次定义纠正了“清水混凝土，极具装饰效果，又称装饰混凝土”的称呼，明确饰面混凝土、装饰混凝土是清水混凝土的一个类别。
强调“直接利用、自然质感”，同时明确提出清水混凝土缺陷是可以“修饰修补”，为提高混凝土耐久性“表面透明保护膜”的措施是必需的。
“蝉缝”“明缝”的概念引入有造词的感觉，“蝉缝”其实直接使用“模板拼缝痕迹”更好，“明缝”同样不如直接使用“装饰分格线槽”更清楚。
二、清水混凝土的设计
1．清水混凝土的建筑设计
清水混凝土是将“结构”与“装饰”合二为一，“清水混凝土”的效果设计由建筑师负责，需要在图纸中明确的问题：
清水混凝土的类别；对于饰面清水混凝土，蝉缝、明缝、螺栓空眼的位置；对于装饰混凝土，模板形式、图案的具体要求；混凝土的表面气孔是否利用以及处理方法。
现在，普通清水混凝土一般没有设计要求，对于饰面清水混凝土中的蝉缝、明缝、螺栓空眼位置是由施工单位提出建议，清水混凝土要求应用建筑师更多了解混凝土的施工工艺、模板构造，清水混凝土需要工程技术人员与设计师充分沟通。
2．清水混凝土的结构设计
在普通混凝土结构设计规范中，混凝土“强度”和“保护层厚度”是二个关键指标。
“清水混凝土”不仅强度要符合要求，工作性、耐久性也要符合清水混凝土的要求，清水混凝土必然是“高性能混凝土”。
在结构耐久性方面，清水混凝土老化问题并没有做深刻研究，规程通过增加5mm-10mm的保护层厚度来解决；规程认为“明缝”对结构截面削弱影响不大，在北京结构长城杯的评比中，“明缝”处理施工缝是不允许的，采用了“明缝”，必须是结构设计师经过了复核；清水混凝土的表面裂纹的限制也应是结构设计考虑的一个问题。
三、模板工程的设计与管理
1．模板设计需要解决的问题
在清水混凝土模板设计中，拼装和拆除方便、支撑牢固简便，强度、刚度、稳定性等要求同常规的模板工程要求。
清水混凝土模板设计要解决下面的问题：
（1）各类清水混凝土构件的模板面板材料选择；
（2）蝉缝（模板拼缝）位置、对拉螺栓位置、明缝位置；
（3）施工节点设计，处理好与其他分部分项工程交接设计，满足其他分部分项工程建筑安装与装饰的技术要求与质量验收要求。
2．清水混凝土模板选择
（1）清水混凝土的模板选型
各类模板体系对清水混凝土的保证率一定差别，可参考表一。
清水混凝土模板选型表（表一）
序号
模板类型
清水混凝土分类
普通清水
饰面清水
装饰清水
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
50㎜厚木板模板
●
8
铸铝装饰内衬模板
●
9
胶合板装模板
●
10
玻璃钢模板
●
●
11
塑料模板
●
●
●
（2）各类模板面板材料对清水混凝土效果的影响
模板面板选材应考虑面板材料的吸水性、对混凝土饰面效果的影响、需要周转使用的次数等相关重要因素。
清水混凝土模板面板选材表（表2）
面板材料
吸水性能
混凝土饰面效果
注意事项
周转次数
备注
原木板材,表面不封漆
吸水性面板
粗糙木板纹理
色差大,有斑纹
2~3
表面刨平的木板材
平滑的木板纹理,暗色调
多次使用后,纹理和吸水性会减退
3~5
普通胶合板或松木板
弱吸水性面板
粗糙木板纹理，暗色调
多次使用后,纹理和吸水性会减退
3~5
木质光面多层板,三合板
平滑的木板纹理
多次使用后,纹理和吸水性会减退
8~15
具体使用次数与板材的厚度有关
覆膜多层板
平滑表面没有纹理
面层不均匀性和覆膜色调差异
5~30
具体使用次数与板材的覆膜厚度有关（120g~600g/m2）
平面塑料板材
非吸水性板
平滑发亮的混凝土表面
50
塑料、塑胶、聚氨脂内衬膜
根据设计选择制作
20~50
具体使用次数与衬膜厚度和使用部位有关
玻璃钢
平滑表面
混凝土表面易形成气孔和石状纹理
8~10
金属模板
混凝土表面易形成气孔和石状纹理甚至锈痕
80~100
（3）常用清水混凝土模板体系选择
清水混凝土类别
模板体系
普通清水混凝土
木梁、木框、钢框一般胶合板模板，全钢大模板
饰面清水混凝土
木梁、木框、钢框覆膜胶合板模板（不包边），拼装大钢模板
装饰清水混凝土
50mm厚木模板体系、全钢装饰模板、木框覆膜胶合板装饰模板
3．蝉缝、明缝、螺栓眼的设置
蝉缝、明缝、螺栓眼的位置一般应由设计确定，设计未确定时，由施工设计提出，需经过设计的认可，一般要遵守以下原则：
（1）外墙模板分块宜以轴线或窗口中线为对称中心线，内墙模板分块宜以墙中线为对称中心线；
（2）外墙模板上下接缝位置宜设于明缝处，明缝宜设置在楼层标高位置或窗台标高、窗过梁梁底标高、框架梁梁底标高、窗间墙边线或其他分格线位置；
（3）墙模板的分割应依据墙面的长度、高度、门窗洞口的尺寸、梁的位置和模板的配置高度、位置等确定，所形成的禅缝、明缝水平方向应交圈，竖向顺直，有规律；
（4）模板接高时，拼缝不宜错缝排列，横缝应在同一标高；
（5）柱模板的竖缝宜平行，群柱竖缝方向一致。
当矩形柱较大时，其竖缝宜设置在柱中心。
柱模板横缝宜从楼面标高开始向上作均匀布置，余数放在柱顶；
（6）水平模板排列设计应对称均匀、横平竖直；对于弧形平面宜沿径向辐射布置；
（7）装饰清水混凝土的内衬模板，面板分割要满足图案完整并方便施工操作；
（8）对拉螺栓应根据清水混凝土的饰面效果，按照整齐、匀称的原则排列。
4．其它节点设计
（1）连接埋件须在模板设计时准确定位；
（2）门、窗洞口的安装预留槽口设计，保证门窗侧不抹灰；
（3）雨水管、通风口的安装固定设计；
（4）屋面女儿墙顶排水、墙面泛水设计；
（5）突出外墙的雨棚、空调板、阳台的模板设计；
（6）各种滴水线的设置；
（7）上下楼层接缝、凹凸曲线等特殊部位；
5．清水混凝土墙体模板构造设计要点
（1）清水混凝土墙体阴角部位应配置阴角模，角模面板之间宜斜口连接，角模与大模板面板之间宜倒角处理；阳角部位宜采用两面模板直接搭接的作法；模板易于拆除时，阴角模与大模板之间不宜留调节余量；确需留置时，对其调节余量部分宜采用明缝方式；
（2）清水混凝土墙体模板宜高出墙体浇筑高度50mm；模板面板接缝宜设置在肋处，接缝处应有防止漏浆措施；墙体模板面板焊缝等部位的处理应不影响混凝土饰面效果；
（3）假眼的形成应采用同直径的堵头或锥型接头固定在模板面板上的方式；
（4）门窗洞口模板宜采用木模板，支撑应稳固,周边贴海棉条，在窗洞口模板下口设置排气孔；滴水线模板宜采用易于拆除的材料；
6．清水砼模板制作安装工艺要点
（1）制作要点
模板龙骨不宜有接头，若确需采用接头方式，同一截面接头数量不应超过50%；模板零部件下料的尺寸应准确，切口平整；面板、肋、背楞等部件组拼前应调平直，应满足强度和刚度的要求；木模板的材料应干燥，切口宜刨光；模板加工后宜预拼，对模板表面平整度、截面尺寸、阴阳角、相邻板面高低差以及对拉螺栓组合情况进行校核，根据预拼对模板进行编号。
（2）模板安装要点
1）模板安装前，应检查面板清洁情况，清点模板和配件的型号、数量，核对明缝、蝉缝、装饰图案位置，检查模板内侧附件连接；复核基层上内外模板控制线和标高。
脱模剂应涂刷均匀。
模板面板不清洁或脱模剂喷涂不均匀，将影响清水混凝土饰面效果。
刷过脱模剂的模板遇雨淋、水浇或脱模剂失效后应补刷。
饰面清水混凝土和质量验收标准不低于饰面清水混凝土的装饰清水混凝土模板面板不得有墨线痕迹、油污、铁锈等。
2）模板安装应有防漏浆措施。
防漏浆措施可采取在模板侧边贴海绵条的方法，海绵条挤紧后不应凸出板面；竖向模板下部的缝隙应封堵严密。
3）应对模板面板、边角和清水混凝土表面进行保护。
模板施工过程中，模板易与钢筋、清水混凝土表面等发生刮碰，造成模板面板受损，影响清水混凝土的饰面效果，可采用地毯、木方或多层板与钢筋隔离，牵引入模等措施。
4）根据模板上的编号进行模板拼装，模板之间的连接应紧密，方便支拆。
5）安装对拉螺栓时，应位置正确，受力均匀，有防止漏浆措施。
对拉螺栓安装不正确，易造成模板的损伤和穿墙孔眼处漏浆，在安装时，应调整好位置后轻轻入位，确保每个孔位都有塑料垫圈，避免螺纹损伤模板面板上的穿墙孔眼。
拧紧对拉螺栓和模板夹具等连接件时用力要均匀，保证塑料垫圈与模板板面正确接触，避免混凝土浇筑后孔眼发生不规则形变。
四、混凝土原材料和配合比
清水混凝土原材料的选择和配合比的设计，在满足混凝土浇注工作性能与耐久性等前提下，控制混凝土色差、防止混凝土裂缝是两个关键问题。
在施工前，工程技术人员要与商品混凝土搅拌站的技术人员共同研究并达成共识，对混凝土的色差控制与裂缝控制提出合适的途径。
1．原材料选择
商品混凝土的组成材料包含水泥、砂子、石子、外加剂、掺和料、水六种成分。
除水以外，其余五种成分对混凝土的外观质量、工作性能、抗裂性能等产生一定的影响，原材料的选择必须慎重，要选择优质材料，各项指标符合《混凝土》标准要求的同时，要符合清水混凝土规程提出的五条要求：
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；
上述5条规定，未对外加剂提出要求，然而外加剂对清水混凝土的影响也非常大。
使用新一代的聚羧酸类高效减水剂配制的混凝土具有更好的外观质量，聚羧酸类高效减水剂配制的混凝土具有减水效果、坍落度损失小的特点外，同时具有很好的和易性、粘聚性，不宜秘水，大气泡少，同时具有降低收缩的作用。
清水混凝土外加剂的选择必须严格控制。
2．配合比设计
清水混凝土配合比设计除解决强度、工作性能以外，混凝土的颜色、抗裂性、耐久性也必须考虑，要改善混凝土的粘聚性，减少秘水，避免离析，提高混凝土的宏观均匀性，提高混凝土外观均匀性，采取均化气泡措施，减少大气泡，提高混凝土的易密实性，避免宏观缺陷。
水泥用量、掺合料用量、砂率等要反复试配，确保配合比的优化。
水泥用量低时，混凝土硬化后产生秘水纹路，容易产生蜂窝、麻面；粉煤灰等掺合料的掺入能改善混凝土的工作性能，但是不同掺合料、不同掺量的混凝土的外观颜色不同，应通过试验对比选择合适的掺合料掺量。
常用的坍落度一般浇注柱为150土10mm、浇注墙体、梁板为170土10mm；初凝时间一般为6～8h。
五、混凝土养护
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。
不得采用对混凝土表面有污染的养护材料和养护剂。
六、钢筋工程技术要点
1）严格控制钢筋加工、绑扎的精度，要严格控制钢筋保护层的厚度，钢筋保护层垫块颜色应与清水混凝土的颜色接近；
2）绑扎丝尾端应朝向构件截面的内侧，避免返锈；
3）在钢筋翻样与绑扎过程中，钢筋要避让对拉螺栓，保证对拉螺栓顺利穿入，确保螺栓眼的位置准确；需要采取的钢筋变更措施要与设计沟通；
4）注意钢筋绑扎与模板安装的交叉作业，避免钢筋修饰污染模板，进而污染混凝土表面。
七、清水混凝土的修补
尽管已采取了各种措施，由于混凝土泌水、模板漏浆、混凝土本身的含气量大，拆除模板后原始的清水混凝土表面局部会有一些小气泡、孔眼和砂带等缺陷，清水混凝土表面缺陷修复是不可避免的，为了保持混凝土表面的本色，原则上修复面积越少越好。
缺陷修复要制定专门的方案，要借鉴涂料施工腻子处理的工艺，采用相同品种、相同强度等级的水泥拌制成水泥浆体，修复和批嵌缺陷部位，待水泥浆体硬化后，用细砂纸将整个构件表面均匀地打磨光洁，并用水冲洗洁净，控制色差。
修复完成后，按照设计要求涂刷保护涂料，饰面清水混凝土和装饰清水混凝土表面必须涂刷保护性涂料，普通清水混凝土根据环境条件确定，一般也要涂刷。
保护涂料必须是透明的，具有较强的耐久性、憎水性和防污性能，日本SKK清水混凝土保护工艺比较常用。
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