复杂结构清水混凝土颜色一致性控制的新方法

作者：秦世奇 李何潇 童威斌 李烨 来源：《科技资讯》 2011年第31期

秦世奇 李何潇 童威斌 李烨

(重庆大学土木工程学院 重庆 400045)

摘要:清水混凝土的施工工艺仍然没有完全成熟,目前仍然处在探索阶段,对于一些复杂结构的清水混凝土工程,如何在保证结构安全的同时对清水混凝土的颜色一致性进行控制成为一个难题,但国内已经竣工的一些清水混凝土项目为清水混凝土的发展做了出色的探索,也展示了清水混凝土独具的魅力。它的清新、质朴得到了广泛的关注和认可。通过对有关清水混凝土项目期刊论文的研究以及对大型清水混凝土项目的实地调查研究,总结出了一些针对复杂结构清水混凝土颜色一致性控制的新方法。

关键词:清水混凝土 复杂结构 颜色一致性 产业化

中图分类号:U444 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)11(a)-0083-02

近些年来,随着施工技术的日新月异,清水混凝土建筑开始在我国各地兴起。北京联想研发基地大面积清水混凝土项目的竣工让我们看到了清水混凝土的魅力,敦厚、质朴的色泽,端庄、大方的建筑无不给人以超凡脱俗的感受。重庆大学主教学楼采用清水混凝土,气势壮观,优美。此外,成都来福士广场大面积饰面清水混凝土工程也正在施工阶段。清水混凝土在混凝土表面除涂有保护漆外不做任何装饰,以混凝土的质朴的灰色作为建筑的外观色泽。这种只通过严格控制混凝土的制备工艺以及浇筑、养护工艺来使混凝土达到饰面的效果,不仅在总体上节约了建筑装饰费用,而且使建筑的外观达到自然、清新的效果。

可以看出清水混凝土正在越来越广泛地被建筑师用于各种建筑。课题组针对复杂结构清水混凝土如何保证颜色一致性展开了研究,旨在总结清水混凝土的施工工艺,为复杂结构的清水混凝土结构工程的施工探究新方法。

某工程项目建筑结构复杂,外形新颖独特,立面多呈外斜、悬挑等不规则的形状,几座主楼合围成一个中心广场。主楼的内外主立面全部是梁柱、斜撑组成的浅色饰面清水混凝土结构,清水混凝土面积约5万立方米,是目前我国面积最大的清水混凝土项目之一。课题组对该项目进行了实地调查研究,总结出了一些关于复杂结构清水混凝土颜色一致性控制的方法。

1 清水混凝土颜色一致性的一般保证措施

由于清水混凝土除涂抹保护涂料外不再做饰面,混凝土颜色一致性就显得非常重要。要保证清水混凝土的颜色一致性,主要靠三方面的保证措施:(1)从原材料方面控制,包括工程所用水泥、砂、石子要用同一种类同一批次,配合比要严格一致。(2)从清水混凝土的制备、浇筑设备以及浇筑方法方面来保证色差。清水混凝土的各方面要求要比普通混凝土的要求严格。(3)清水混凝土的养护也很重要,养护措施和拆模时间都会影响最终混凝土的颜色。复杂结构清水混凝土包括型钢薄壁清水混凝土的施工、复杂节点密集钢筋处清水混凝土的施工、复杂节点蜂窝麻面的修补以及超高层建筑清水混凝土的养护与保护。复杂的结构给清水混凝土颜色一致性的保证造成了很多困难。为此,一些保证这些复杂结构部位清水混凝土颜色一致性的新措施应运而生。

2 复杂结构清水混凝土颜色一致性保证的新措施

2.1 型钢薄壁清水混凝土颜色一致性控制

由于结构的特殊性,在该项目中采用了型钢清水混凝土组合结构。这样的复杂结构给混凝土的浇筑、振捣造成了很大的困难,尤其是型钢节点,加劲肋给混凝土的浇筑带来很大困难,此外薄壁清水混凝土给混凝土的浇筑振捣制造了麻烦,这样就很难保证清水混凝土的颜色一致性。在该项目中,通过与设计院的协商,修改了型钢节点的加劲肋,在加劲肋上开孔,从而方便了混凝土的浇筑、振捣,此外,通过附着在模板上的振捣器对节点进行振捣,使混凝土更加均匀,从而保证了清水混凝土的色差。对于型钢薄壁清水混凝土,混凝土最薄处约150mm,最大的困难就是振捣,在振捣时可以采用多种振捣器,采用多种振捣方式来保证振捣效果,从而保证色差。

2.2 复杂节点密集钢筋处清水混凝土颜色一致性控制

该项目最高的塔楼有35层,檐口高度112m～123m,超高层的结构以及大震不屈服的抗震要求造成了在某些节点含钢量非常高,有的高达140kg/m2,密集的钢筋给混凝土的振捣带来困难。为此,最后采取了两方面的措施:一方面,对于有型钢的节点,在与设计人员进行协商后看是否能够改变型钢截面,从而减少锚入节点的纵筋,降低钢筋的含量,以方便混凝土的浇筑和振捣;另一方面,对于局部结构,可以通过采用自密实清水混凝土来保证浇筑质量,从而保证色差。此外,还可以采用附着式振捣器来保证清水混凝土的振捣质量,以保证清水混凝土的颜色一致性。

2.3 复杂节点蜂窝麻面的修补

普通混凝土侧重于保证结构的受力性能,对于清水混凝土,在保证结构的受力性能的同时,还要保证混凝土的整洁与颜色一致性。对于有少量气泡和微小麻面以及模板的拼缝痕迹的清水混凝土,可以先凿掉或洗掉松散部位,用与配置清水混凝土同一批次的水泥配置成专用水泥浆,将缺陷部位抹平,待达到一定强度后用细砂纸将该部位打磨平整,如果效果没有达到预期,还可以重复上述过程,直至达到清水混凝土五米外看不出色差的效果。为了减少蜂窝麻面修补的麻烦,就必须在浇筑时做好各项工作,包括模板的搭设,混凝土的浇筑与养护等。

2.4 超高层饰面清水混凝土的养护与保护

清水混凝土的养护关系到最终清水混凝土的效果,拆模时间及养护温度与清水混凝土的颜色的相关性比较大。养护时要特别注意,冬季施工不得用草帘对混凝土直接覆盖,为保证清水混凝土表面不受污染、阴阳角不被破坏,可采用塑料薄膜覆盖、模板保护阳角的方法。有时为了严格控制色差,洒水与涂抹其它防护剂也应尽量避免,以免因改变配合比而造成颜色不一致。在超高层等复杂结构中,清水混凝土的二次污染会比较严重,为避免施工上部结构时,流浆等污染物污染下部清水混凝土成品,须在外脚手架底部做全封闭,避免流浆等污染物顺柱、梁流下。

2.5 无明缝的清水混凝土模板工程

对于高质量的清水混凝土,模板工程至关重要。模板要求满足尺寸准确、表面光滑、接缝严密、刚度足够以及结构对模板的其他要求。在该项目中,采用了专用钢模板体系,面板材料采用芬兰覆膜多层WISA板,基本满足了高层清水混凝土的要求。需要注意的是,在模板进行重复利用前,要对模板面板进行清洁处理,并涂抹专用防护剂。此外,借鉴国外类似工程经验,选用与清水混凝土颜色相近的玻璃纤维螺杆代替常用的对拉螺杆,使其切除后能与清水混凝土颜色融为一体。建筑要求清水混凝土表面无明缝给模板提出了新的要求,最终工程采用申请了专利的专用夹具对模板与模板间进行连接,防止出现明显的拼缝。

2.6 清水混凝土的产业化

清水混凝土的高性能决定了施工的高难度,给施工带来很多难题。如果将清水混凝土的生产放在工厂或实验室,由于实验室和工厂更容易对混凝土的各项指标进行严格控制,最终清水混凝土的质量必然较室外作业的高出许多。可以在工厂生产出一种只用作混凝土表面覆盖的面层,类似于面砖,主体结构仍然是施工现场浇注,主体结构施工完成后再完成清水饰面混凝土的覆盖。目前,清水混凝土的产业化仍然在设想阶段,期待将来会有突破。

3 结语

清水混凝土的施工工艺仍然没有完全成熟,目前仍然在探索。虽然如此,但国内已经竣工的项目为清水混凝土的发展做了出色的探索,也展示了清水混凝土独具的魅力。它的清新、质朴得到了广泛的关注和认可。而且采用清水混凝土的建筑结构越来越复杂,在实验室能很好实现清水混凝土的特性,在复杂的结构中就有了困难,如何将实验室的条件搬到结构复杂的施工现场仍然是个难题。目前有很多人在为清水混凝土的完美展现默默探索。相信在将来,清水混凝土的魅力会展现在更多人面前,而且更加完美。

参考文献

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