清水混凝土墻飾面之門窗、幕墻設(shè)計(jì)施工技術(shù)

      [摘要]現(xiàn)代建筑外墻裝飾千姿百態(tài),少不了日新月異的裝飾材料,如何將各種材料應(yīng)用到外墻裝飾上,做到既符合材料各種性能指標(biāo),又能符合材料力學(xué)狀態(tài)要求,同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)要求,業(yè)界一直處在不斷探索之中!傳統(tǒng)材料中的磚、水泥、鋼材、鋁合金等應(yīng)用在成熟墻框架和墻體上已形成標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)習(xí)慣,然而將傳統(tǒng)材料中的混凝土一次性澆注成高級(jí)裝飾面墻體(清水混凝土墻面),而且是大面積施工在國(guó)內(nèi)尚屬首次。目前國(guó)內(nèi)面積最大清水混凝土墻面工程(聯(lián)想集團(tuán)北京研發(fā)基地)順利完工,說(shuō)明混凝土清水飾面綜合技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用成功。標(biāo)志著我國(guó)混凝土清水飾面的設(shè)計(jì)與施工水平達(dá)到了國(guó)際水平。本文針對(duì)該課題闡述清水飾面混凝土裝飾施工技術(shù)及其與門窗、幕墻的結(jié)合技術(shù)。

 。坳P(guān)鍵詞]清水飾面混凝土,質(zhì)量要求,施工技術(shù),門窗、幕墻接口設(shè)計(jì)

  

  聯(lián)想集團(tuán)北京研發(fā)基地工程是國(guó)內(nèi)首例大面積清水飾面混凝土工程,總建筑面積為10萬(wàn)m2,外露的墻、柱、梁以及樓梯間、電梯間、綜合報(bào)告廳等部位均為清水飾面混凝土,清水飾面混凝土面積達(dá)25000m2,門窗、幕墻面積達(dá)20000m2。外露直徑為32-35mm對(duì)拉螺栓孔沿建筑物高度和水平方向等間距均勻排列、對(duì)仗齊整。外墻樓層建筑標(biāo)高處設(shè)有一道20×10深的水平明縫。禪縫(通過(guò)有規(guī)則的模板拼縫形成)水平交圈,豎向垂直成線!

  對(duì)拉螺栓孔修飾后20×10深的水平明縫修飾后禪縫

  第一部分:清水飾面混凝土墻施工技術(shù)

  1清水飾面混凝土概況

  清水飾面混凝土是以混凝土本身的自然質(zhì)感和精心設(shè)計(jì)安排的明縫、禪縫和對(duì)拉螺栓孔組合形成原始狀態(tài)作為裝飾效果的混凝土。

  清水飾面混凝土系一次成型,不做任何外裝飾,它要求混凝土拆模后達(dá)到高級(jí)抹灰標(biāo)準(zhǔn)。主要是以表現(xiàn)混凝土流動(dòng)、凝固硬化的特性,要求混凝土表面平整光滑、色澤均勻,且對(duì)拉螺栓及明縫、禪縫的設(shè)置應(yīng)整齊美觀,而且具有很強(qiáng)的耐久性,它的最終效果取決于混凝土材料調(diào)配、飾面效果的細(xì)部設(shè)計(jì)、模板設(shè)計(jì)、混凝土拌制、澆筑、養(yǎng)護(hù)以及表面涂料的種類等多種因素。

  2清水飾面混凝土施工質(zhì)量要求

  2.1表面質(zhì)感要求

 、偕珴桑?jiǎn)挝徽⒚婊炷令伾疽恢,距離墻面4-5m肉眼看不到明顯色差。

  ②蜂窩:(又可稱氣泡)混凝土表面的氣泡要保持均勻、細(xì)小,表面氣泡直徑不大于3-5mm,深度不大于2-3mm,每平方米氣泡面積小于120mm2。

 、哿芽p:表面無(wú)明顯裂縫,不得出現(xiàn)寬度大于0.3mm或長(zhǎng)<50mm的裂縫。

  ④平整度:同一立面表面垂直度、平整度達(dá)到高級(jí)抹灰質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),小局部平整度允許偏差局部<2mm,大局部(單位平方米)平整度允許偏差局部<5mm

 、萋槊妫海ㄓ挚煞Q光潔度)清水飾面混凝土成型后平整光滑、色澤均勻,無(wú)油跡、銹斑、粉化物,無(wú)流淌和沖刷痕跡。

 、抻^感缺陷:無(wú)漏漿、跑模和漲模,無(wú)爛根、離析、瑕疵、錯(cuò)臺(tái),無(wú)冷縫、夾雜物和孔洞,無(wú)露筋,無(wú)剔鑿、磨、抹或涂刷修補(bǔ)砂漿后留下的色差處理痕跡。

  2.2裝飾效果要求

 、僬麠澖ㄖ拿骺p、禪縫水平交圈,豎向的垂直成線,表現(xiàn)出線條的規(guī)律和韻感。線條要求平整、順直、光滑,均勻布置,整體建筑明縫、禪縫交圈,允許偏差不大于5mm,禪縫線寬不大于1.5mm。

 、趯(duì)拉螺栓孔眼大小要求與整體飾面效果相協(xié)調(diào),孔眼完整光滑,縱橫方向等間距均勻排列,對(duì)拉螺栓孔直徑不大于35mm,孔洞封堵密實(shí)平整,顏色基本同墻面一致,建筑物形成完整的裝飾效果。

  3清水飾面混凝土綜合施工關(guān)鍵技術(shù)

  3.1飾面效果設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

  清水飾面混凝土的飾面效果除展現(xiàn)混凝土本身的質(zhì)感外,還要通過(guò)對(duì)拉螺栓孔、明縫、禪縫、裝飾金屬片等飾面效果的設(shè)計(jì)與施工來(lái)展現(xiàn)清水飾面混凝土的魅力。

  3.2混凝土拌合物的研制技術(shù)

  混凝土拌合物的制備,通過(guò)原材料的優(yōu)選、配合比的優(yōu)化以及拌合物的生產(chǎn)控制,生產(chǎn)出滿足清水飾面混凝土的飾面觀感、施工性能和耐久性要求的混凝土。

  3.3模板的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

  模板選用了能滿足清水飾面效果要求的鋼木組合體系模板,并通過(guò)模板細(xì)部節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、模板安裝、拆除、保養(yǎng)等幾個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)控制混凝土質(zhì)量。

  3.4混凝土施工技術(shù)

  混凝土施工主要從混凝土拌制、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)、季節(jié)性施工措施、成品保護(hù)等幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)來(lái)控制混凝土的質(zhì)量。

  3.5混凝土飾面修養(yǎng)技術(shù)

  拆模后的清水飾面混凝土修飾和使用中的保護(hù)是關(guān)系到墻面壽命的關(guān)鍵,

  4清水飾面混凝土施工技術(shù)應(yīng)用前景

  清水飾面混凝土施工綜合技術(shù)屬于土木建筑工程技術(shù)領(lǐng)域,可以應(yīng)用于指導(dǎo)公共建筑、住宅、市政、橋梁等建筑物的清水飾面混凝土施工。

  清水飾面混凝土工程有著巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義,對(duì)于減少能源消耗、降低工程造價(jià)、縮短施工工期、提高工程的環(huán)保、減少安全隱患等方面有著顯著效果,另外對(duì)改善結(jié)構(gòu)性能,提高結(jié)構(gòu)的安全性有著重要社會(huì)意義,不僅可以提升國(guó)內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量,而且能夠推動(dòng)國(guó)內(nèi)模板、混凝土、建筑機(jī)具等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提高國(guó)內(nèi)建筑業(yè)整體建筑施工水平。

  該項(xiàng)綜合技術(shù)在聯(lián)想集團(tuán)北京研發(fā)基地工程的成功開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在大面積清水飾面混凝土施工領(lǐng)域的空白,標(biāo)志著我國(guó)施工企業(yè)清水飾面混凝土施工技術(shù)達(dá)到了新水平。按照同類裝飾效果比較,利用該項(xiàng)技術(shù)可以節(jié)約投資約800元/平方米。該項(xiàng)技術(shù)經(jīng)建設(shè)部科技司組織的專家鑒定認(rèn)為:該項(xiàng)施工綜合技術(shù)屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng),達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

  第二部分:清水飾面混凝土墻與幕墻、門窗相結(jié)合的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)

  門窗、幕墻是建筑物的重要組成部分,清水混凝土墻工程同樣離不開(kāi)門窗、玻璃幕墻裝飾點(diǎn)綴,由于清水混凝土墻系一次成型,有著不可更改的特性,拆模后達(dá)到高級(jí)抹灰標(biāo)準(zhǔn),所以各種裝飾構(gòu)件安裝構(gòu)造必需在混凝土澆搗之前全部設(shè)計(jì)到位,從簡(jiǎn)單螺栓對(duì)拉凹孔、明縫、禪縫設(shè)計(jì)到鋁合金門窗、幕墻與墻體連接,且室外與門窗節(jié)點(diǎn)均是后面不能修補(bǔ),不但要求美觀,而且還要有防水、抗震、抗層間變位能力,根據(jù)這些特點(diǎn),結(jié)合較早應(yīng)用清水混凝土工程的國(guó)家日本、德國(guó)的成熟經(jīng)驗(yàn),將門窗、幕墻與清水混凝土墻構(gòu)造設(shè)計(jì)程序細(xì)敘如下。

  1:設(shè)計(jì)方面:

  門窗節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要充分考慮安裝所需縫隙,又要考慮安裝后防水和縫隙的均勻美觀,如果拆模后的清水混凝土墻洞口不規(guī)則(水平、對(duì)角線、輕度跑模等)洞口會(huì)很難修補(bǔ),可能造成門窗安裝無(wú)法滿足要求,而影響門窗使用效果,按傳統(tǒng)門窗洞口方式是很難解決的,針對(duì)這種情況設(shè)計(jì)構(gòu)造如下圖所示:

  幕墻方面:以清水混凝土墻為主體的工程中幕墻用量較少,設(shè)計(jì)中盡量考慮現(xiàn)場(chǎng)焊接量要少,避免焊接火花湯傷清水飾面。埋件多考慮用卡口式,如下圖所示:  

  這些構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要完全擺脫傳統(tǒng)墻體構(gòu)造理論,必需對(duì)今后長(zhǎng)期效應(yīng)負(fù)責(zé),所以考慮即有滴水構(gòu)造,又有排水構(gòu)造,因這種構(gòu)造可以一定程度減少隨著時(shí)間推移建筑物沉降變形、鑲縫硅酮膠老化、接觸不良等現(xiàn)象,造成滲透現(xiàn)象直接滲透到室內(nèi)的隱患,做到了防范于未然。

  2:施工方面:

  根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)門窗安裝連接方法有好幾種節(jié)點(diǎn)形式,清水混凝土墻連接方法應(yīng)主要采用兩種:一為將螺紋鋼或膨脹螺栓植入墻體,二為預(yù)埋鐵件,如下圖所示。第一種鋼筋植入法技術(shù)要求深度大于80mm,安裝時(shí)將門窗外框卡碼與鋼筋現(xiàn)場(chǎng)焊接,卡碼間距@350-400,端部距邊100。節(jié)點(diǎn)焊接后應(yīng)檢查是否焊牢避免虛焊,焊接點(diǎn)除渣后刷防銹漆,塞縫物應(yīng)采用聚合物泡沫填充物,若采用防水水泥砂漿,必須對(duì)鋁合金與水泥砂漿接觸面進(jìn)行防腐處理;第二種鋼板預(yù)埋法技術(shù)要求鋼板不小于5.0mm,鋼筋長(zhǎng)度不小于100mm,數(shù)量不少于兩根預(yù)埋間距@350-400,端部距邊100。節(jié)點(diǎn)焊接后應(yīng)檢查是否焊牢避免虛焊,焊接點(diǎn)除渣后刷防銹漆,塞縫物應(yīng)采用聚合物泡沫填充物,若采用防水水泥砂漿,必須對(duì)鋁合金與水泥砂漿接觸面進(jìn)行防腐處理。這兩種方法是清水混凝土墻門窗安裝常用節(jié)點(diǎn),鋼筋植入法是后施工序,比較靈活,方便快捷。鋼板預(yù)埋法是先施工序,在支模板時(shí)就要就位,對(duì)主體施工而言是比較繁瑣,但之后節(jié)點(diǎn)牢固度比鋼筋植入法好,門窗安裝時(shí)也比較方便快捷。

  大面積清水混凝土在(聯(lián)想集團(tuán)北京研發(fā)基地)工程的成功開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,同時(shí)也證明門窗、幕墻與墻體連接構(gòu)造、埋件的設(shè)計(jì)和施工是成功的,它將為今后清水混凝土工程推廣奠定良好的基礎(chǔ)。

  第三部分:清水飾面混凝土墻表面保護(hù)涂裝的施工。

  拆模后的清水飾面混凝土墻有一種返樸歸真的效果,你或許會(huì)感覺(jué)有些新穎性,或許你看了不接受這種“好像什么也沒(méi)做,像皇帝的新裝”的粗糙的丑陋的混凝土墻,無(wú)論怎樣,在今天,曾經(jīng)在日本、德國(guó)等國(guó)流行的清水混凝土墻,在中國(guó)也有了,這是我們時(shí)代的進(jìn)步,這是我們發(fā)展過(guò)程中的腳步和里程。好的效果除了拆模前施工程序嚴(yán)格要求外,拆模后的修理和面層保護(hù)是清水混凝土墻最后一道重要工序,即保護(hù)涂裝施工。

  一個(gè)優(yōu)良的澆注清水混凝土基底,是最終呈現(xiàn)清水效果首要因素,其次是保護(hù)涂料選擇。保護(hù)涂料有很多種類:聚脂類、有機(jī)硅類、氟碳(分水性和油性)類等,清水混凝土墻保護(hù)涂料基本為無(wú)色透明涂料。同時(shí)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土存在的部分蜂窩、麻面、離析、錯(cuò)臺(tái)、砂漿修補(bǔ)后留下的色差等混凝土缺陷,應(yīng)盡可能保持原有澆注混凝土本色少修補(bǔ)的原則,確定好混凝土修補(bǔ)材料和修補(bǔ)措施。在修補(bǔ)工藝完成后再進(jìn)行混凝土墻面色差的調(diào)整,盡可能保持調(diào)整和未調(diào)整部位顏色一致,才進(jìn)入涂料的施工環(huán)節(jié)。聯(lián)想北京研發(fā)基地清水混凝土墻最后選擇了高耐候性水性氟碳透明涂料組合(底漆、中層漆、罩面漆)為外墻飾面保護(hù)涂裝的施工材料。

  經(jīng)過(guò)處理和涂裝的清水混凝土可以完全消除混凝土澆注過(guò)程中留下的污染物、銹跡、蜂窩、麻面、色差、錯(cuò)臺(tái)等等缺陷,呈現(xiàn)出澆注清水混凝土原始的灰色和澆注時(shí)留下的自然紋理,明縫整齊有序,禪縫上下通順并若隱若現(xiàn),脫模后原始遺留的螺栓孔間距相等、對(duì)仗齊整,保持著清水混凝土自然的也是最具特色的表征,經(jīng)過(guò)啞光透明氟碳涂料完全保護(hù)的清水混凝土表面,在自然的光線下略微呈現(xiàn)光澤,混凝土表面顯得很潔凈、自然、樸素,像一個(gè)經(jīng)過(guò)梳妝的少女,不施粉黛,清新自然。清水混凝土在不同的光線下會(huì)呈現(xiàn)不同的光影效果,在朝陽(yáng)下,在晚霞里,在烈日炎炎的夏日,在霧靄茫茫的雨中,在銀裝素裹的雪天,它都會(huì)給人們不同的感受。

  清水混凝土墻在實(shí)施過(guò)程中,需經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)方案、施工組織、材料控制、混凝土澆注、施工管理、保護(hù)涂裝等諸多環(huán)節(jié),且在脫模之前誰(shuí)也不知道它會(huì)是什么效果,只有在脫模后才能看見(jiàn),正如建筑師說(shuō)它就像個(gè)嬰兒一樣,這也是人們著迷于清水混凝土的原因之一。所以,清水混凝土墻是將原來(lái)只作為結(jié)構(gòu)的混凝土轉(zhuǎn)化為作為建筑立面有裝飾效果的墻體,用它最本質(zhì)的材料質(zhì)感來(lái)表現(xiàn)建筑的內(nèi)涵,難度自然要比結(jié)構(gòu)混凝土大得多。如果人們喜歡清水混凝土這種樸素而真實(shí)的表現(xiàn),就會(huì)希望它的自然肌理效果長(zhǎng)久地保持,并且作為外立面而言要承受外界氣候影響、紫外線侵蝕,并且應(yīng)具有防污染效果,因此,清水混凝土采用氟碳透明涂料進(jìn)行保護(hù)涂裝,不僅是必要的,而且是必須的。德國(guó)、日本等國(guó)清水混凝土建筑的發(fā)展過(guò)程也已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。

  隨著人們對(duì)清水混凝土墻認(rèn)識(shí)的不斷加深,已經(jīng)或即將有很多人會(huì)喜歡這種建筑風(fēng)格,它不僅對(duì)我國(guó)建筑業(yè)技術(shù)水平提高是一個(gè)促進(jìn),而且會(huì)有更多的使用者來(lái)嘗試清水混凝土墻的不同效果、做法和施工工藝。還可以考慮將清水混凝土工程產(chǎn)業(yè)化,如預(yù)制清水混凝土幕墻、仿木紋清水混凝土幕墻等,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,并逐漸形成一個(gè)專業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。聯(lián)想北京研發(fā)基地已經(jīng)在創(chuàng)新的道路上走出了一步,我們期待著清水混凝土建筑在中國(guó)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。