黃艷麗，楊 毅，戴向東

(中南林業(yè)科技大學，湖南 長沙410004)

室內(nèi)裝飾中清水混凝土元素的應用研究

黃艷麗，楊 毅，戴向東

(中南林業(yè)科技大學，湖南 長沙410004)

清水混凝土是一種高質量的混凝土表現(xiàn)形式，在室內(nèi)裝飾工程中必須要從設計、材料、施工和經(jīng)濟等多方面考慮。在施工中，要從材料配比、性能要求、模板設計、施工環(huán)境、施工工期和施工方法等因素綜合考慮，進行合理的材料選擇和施工管理。研究以清水混凝土為表現(xiàn)主體，結合室內(nèi)施工中的相關要求和特點，分別從清水混凝土材料選擇、施工準備、模板工程、鋼筋結構形式等方面探索了一套清水混凝土在室內(nèi)施工的施工程序和施工要求。

清水混凝土；室內(nèi)設計；裝飾；施工

清水混凝土是混凝土材料中的最高表現(xiàn)形式，它突顯的是一種最本質的美，體現(xiàn)的是“素面朝天”的品位。很多世界級建筑大師的設計作品都大量地采用了清水混凝土表現(xiàn)形式，悉尼歌劇院，日本國家大劇院，巴黎史前博物館等世界知名的藝術類公共建筑，均采用了這一建筑藝術表現(xiàn)形式。

施工對清水混凝土的最終表現(xiàn)效果有著決定性的影響，從材料選擇、材料配比、施工方法以及施工管理等的每一個環(huán)節(jié)都會影響到清水混凝土的最終效果。在室內(nèi)裝飾工程中，對細節(jié)和質量的要求更高，因此一套嚴謹而合理的施工工序和施工要求是清水混凝土在室內(nèi)施工中的關鍵。

清水混凝土裝飾元素在室內(nèi)設計表現(xiàn)中主要可分為現(xiàn)澆和預制兩種。其自身特點和施工方式各有不同?，F(xiàn)澆清水混凝土可以通過模板形成豐富的造型以及不同的表面線型和質感，通過對原材料的選擇和附加色的添加可做成各種不同的色彩，以達到裝飾的目的。根據(jù)具體情況合理的選擇清水混凝土材料，是完成一個優(yōu)質清水混凝土工程的第一步。研究主要研究現(xiàn)澆清水混凝土的施工工藝與要求。

1 現(xiàn)澆清水混凝土的材料選擇

選擇清水混凝土原材料必須對影響到混凝土視覺的有關因素加以考慮。

（1）混凝土表面裝飾的狀態(tài)

混凝土表面的裝飾狀態(tài)，一方面決定于混凝土表面凹凸狀態(tài)的平坦度、表面顏色及氣孔，以及表面的質感等；另一方面，決定于混凝土澆筑成型后的質量，如表面的密實程度、麻面，以及冷接縫等。

（2）使用材料和混凝土的表面色

混凝土組成的材料有水泥、砂、碎石、礦物摻和料、化學外加劑等。這些不同成分對清水混凝土表面顏色都會造成一定影響。

（3）水泥品種的選擇

清水混凝土使用的水泥，應具有以下特性:

①不使清水混凝土具有色差；

②水化熱低，不至于使混凝土由于水化熱而開裂；

③水泥中的含堿量要低，一般為Na2O＜0.6%,保證不至于發(fā)生堿集反應；

④要根據(jù)環(huán)境具體情況，適當選用水泥的品種。

清水混凝土在室內(nèi)空間中，環(huán)境相對于建筑外部空間較為穩(wěn)定，一般使用普通硅酸鹽水泥和白色硅酸鹽水泥即可，在冬季施工時，如遇特殊情況也可使用早強硅酸鹽水泥。對于衛(wèi)生間、水中等室內(nèi)中的特殊空間使用清水混凝土時，可根據(jù)不同水泥的性能進行選擇。

（4）混凝土的化學外加劑

清水混凝土的化學外加劑主要是引氣劑和減水劑。引氣劑(air entraining agent)摻入混凝土中，使混凝土含有大量的、微小的、獨立的和均勻分布的氣泡，是使混凝土的工作性能、抗凍性能得以提高的外加劑。減水劑具有對水泥的分散能力，降低水的用量，控制坍落度的損失，并提高混凝土的耐久性等優(yōu)點。在高強混凝土和自密實混凝土中常使用[1]。

（5）骨料的選擇

在清水混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料或集料，其中粒徑大于4.75 mm的骨料稱為粗骨料。普通混凝土常用的粗骨料有碎石及卵石兩種。細骨料則有河砂、山砂、陸砂、碎石砂及水洗海砂等。配制清水混凝土一般采用河砂、水洗海砂或碎石砂。有特殊設計要求時也有使用毛石作為骨料的，但通常都以后期加工，露出骨料（見圖1）的形式來表現(xiàn)。清水混凝土中骨料對顏色影響較大，在選擇骨料時需注意。

2 模板工程

2.1 清水混凝土模板及模板設計的基本要求

模板是混凝土結構成形的臨時性結構，它由面板、小楞(龍骨)及支承系統(tǒng)組成。模板體系應根據(jù)結構形式、構件的截面尺寸、荷載大小、基礎(或地基、支承結構)的承載能力、施工設備、材料供應條件等因素進行設計。由于清水混凝土結構的外觀還需滿足飾面效果的要求，因此清水混凝土結構模板的板面質量、加工精度、支承體系的剛度都需高于一般的混凝土結構模板。

圖1 露出毛石骨料的清水混凝土面Fig. 1As-cast fi nish concrete surface showing the rubbl aggregate

清水混凝土的模板設計包括配板設計、模板及支承系統(tǒng)設計、模板及支承系統(tǒng)拆除等主要內(nèi)容。配板設計是指按混凝土結構劃分的施工流水段、模板的周轉次數(shù)，根據(jù)設計要求的混凝土表面類型，同時考慮安裝和裝修的預留預埋等因素，對板面的大小、拼縫位置、禪縫明縫、對拉螺栓的設置以及陰陽角、洞口、線條、模板接頭的配置和細部處理的設計，配置成工具式的板塊使用。模板應選擇板面密實度、平整度、光潔度好或紋理能夠滿足清水混凝土的飾面要求，加工性能好的材料，還要滿足強度、剛度的要求。

2.2 模板材料的選擇

⑴模板的面板材料有竹、木膠合板、鋼板、鋁合金板、玻璃鋼、PVC等，在某些部位和工程中也有少量采用實木面板和在模板內(nèi)設襯板的情況，襯板的材料有PVC、橡膠、玻璃鋼、聚氨酯、不銹鋼等，通常是襯板直接與混凝土接觸，再使用膠合板進行補強。支承材料一般采用木枋、鋼管架料、薄壁型鋼、鋁合金梁、型鋼骨架等。

在室內(nèi)裝飾工程中由于對界面平整度、光潔度等各方面要求較高，同時，出于成本考慮，在沒有特殊造型或造型較為復雜，又或需承受較大荷載的情況下，建議使用國產(chǎn)多層覆膜膠合板或進口覆膜膠合板(又稱維薩板WISA)，這也是目前清水混凝土的首選模板材料。清水混凝土常用的模板材料見表1。

2.3 模板設計的原則

⑴模板的接縫要求

模板的面板分割設計應使模板分塊與禪縫、明縫等清水混凝土飾面效果一致。當設計物具體要求時，應根據(jù)結構的長、寬、高和留洞位置、與相鄰構件的關系等因素，盡量做到均勻、對稱、有規(guī)律的排布。對于弧形平面的模板則宜沿弧線和法線均勻分格(見圖2)。

表1 清水混凝土常用模板材料(自制)Table 1Generally-used template materials of fair-faced concrete

圖2 平直和弧形線段模板分塊示意圖(自制)Fig. 2Straight and arcuate segment template block schematic diagram

（2）模板的結構設計

模板結構設計除應符合國家現(xiàn)行標準《建筑施工模板安全技術規(guī)程》(JGJ 162-2008)、《建筑工程大模板技術規(guī)程》(JGJ 74-2003)和《清水混凝土應用技術規(guī)程》(JGJ 169-2009)的規(guī)定外，還應符合以下要求:

①模板結構應牢固穩(wěn)定，規(guī)格尺寸準確，拼縫不漏漿，拼縫處的平整度符合禪縫要求。豎向結構的模板宜高出結構澆筑高度50 mm，以便于剔鑿水平施工縫時仍能保持結構的澆筑高度，不影響明縫的位置。頂部宜高出吊頂標高100～200 mm，以便于吊頂安裝，保證結合處完整平直。

②模板及支承系統(tǒng)應具有足夠的承載能力、穩(wěn)定性和剛度，能可靠的承受施工過程中的鋼筋自重，新澆混凝土的自重、壓力，以及施工中產(chǎn)生的其他荷載。一般情況下可參照建筑模板相關荷載值按模板及支撐系統(tǒng)的類別確定荷載效應組合進行計算。特殊情況下應按實際情況進行分析計算確定[3]。

③當工程沒有特別要求，計算模板及支架的剛度時，模板的最大變形值不得超過模板計算跨度的1/400；支架的壓縮變形值或彈性撓度為相應結構計算跨度的1/1000。

④模板的支撐架應有必要的水平和垂直支撐，并用支撐、拉桿件與結構連接，以確保支撐體系的穩(wěn)定。

2.4 清水混凝土的模板材料與結構要求

⑴清水混凝土的模板材料

①制作清水混凝土模板的材料應厚度準確、表面平整、光潔、比較堅硬，不吸水、不易污染、損傷，便于清理，有較好的剛度。選用鋼模時，應做成工具式的專用鋼模板，用可焊性良好、便于加工的Q235、Q345鋼材制作。選用膠合板模板時，應考慮膠合板質量能否滿足要求、模板的周轉次數(shù)、價格等因素綜合比較[4]。

②由于木材的剛度較差，一般不宜用作清水混凝土模板的龍骨，確定要采用木龍骨時，應采用風干的木料(含水≯20%)刨光刨平、保持高度一致。模板的支撐材料宜選用定制的鋁合金龍骨、鋼板或型鋼龍骨。

③清水混凝土的明縫應采用堅硬、不易變形的材料，一般可采用硬木條、硬質塑料，鋁合金等，制作成表面光潔、平整，又易于取出的截面形狀的嵌條。

④同一構件的對拉螺栓應用同一類型、同一規(guī)格的螺栓及相應的配件，對拉螺栓的形式要便于混凝土面上的螺栓孔處理，因此，螺栓靠模板處有外形呈圓臺狀的頂帽?？梢允钦膸芰咸坠芸苫厥盏穆菟?見圖3.a)，也可以將對拉螺栓做成三段，拆模時將可回收端頭及對拉螺桿連接件拆下、中段留在混凝土結構內(nèi)(見圖3.b)。有抗?jié)B要求的清水混凝土結構，也可采用“三段”式對拉螺栓，但需要在中段焊上止水片，因此，中斷的材料應用可焊性好的鋼材[5]。

⑤模板的支撐系統(tǒng)常用鋼管扣件支撐架、碗扣式支撐架(見圖4a)；卡扣式支撐架(見圖4b)；鋼管支撐架(見圖4c、d)。鋼管支撐架是由Φ48x3.5 mm的鋼管和扣件組成，使用時扣件將鋼管連接成臨時的結構，碗扣式和卡扣式支撐架是將Φ48x3.5 mm的鋼管下成規(guī)定的長度的立桿和橫桿(通常是300 mm的模數(shù))，將碗扣焊在規(guī)定長度的立桿上，卡塊焊在橫桿鋼管的端頭，使用時將橫桿端插入立桿上的碗扣，上碗扣落下楔緊；卡扣式是將帶楔塊的橫桿端插入立桿上的卡扣中，組裝成工具式的支撐架。

圖3 .a 帶塑料套管的可回收對拉螺栓Fig.3.a Recyclable spilt bolt with plastic sleeve

圖3 .b 端頭可回收的三段式對拉螺栓Fig.3.b Recyclable three stops spilt bolt

圖4 鋼管支架節(jié)點Fig. 4 Steel pipe supports node

支撐承受的荷載不大時，宜選用帶可調式底座和頂托的碗扣式或卡扣式的鋼管支撐架，也可以采用扣件式鋼管架，但此時支撐架可承受的荷載不大，受到扣件承載能力的制約。荷載比較大的凌空結構，支撐架宜選用型鋼、大直徑鋼管制作的工具式支撐架。

采用鋼模的圓柱，經(jīng)計算模板的環(huán)肋和縱肋的連接螺栓可以承受新澆混凝土的荷載側壓力時，支撐架的作用是為了結構準確定位的需要，可以不另設柱箍。直徑較大的圓柱或異性的柱、墩或造型則需要設置工具式的抱箍或再加對拉螺栓以承受新澆混凝土的側壓力。

（2）清水混凝土模板的結構要求

①構件陰角部位的模板應配置成陰角?；蚪悄＿B接件，陰角模需與相鄰的模板有可靠的連接，以保證構件的角度準確；若用木模板，陰角兩邊模板的邊楞應按需要的角度刨平刨光，相互對接準確地控制角度(見圖5a)[6]。

②模板面接縫即禪縫，宜設在有背楞處，以免板面出現(xiàn)高低差或漏漿(見圖5b)。

③構件陽角部位的模板應配成陽角?；蜿柦沁B接件。陽角模需與相鄰的模板可靠的鏈接以保證角度準確。若用木模板，應將一邊板的邊楞按需要角度刨平刨光，使兩邊的模板角度準確、搭接嚴密(見圖6)。

圖5 木模板的陰角構造Fig. 5 internal corner structure of wooden template

圖6 模板接縫處理(禪縫)Fig. 6 template seaming

④混凝土墻體端頭模板宜將端面模板嵌于墻體的側面模板內(nèi)，以保持端頭的角度準確。

⑤對拉螺栓的設置不但要有承受新澆混凝土側壓力的能力，還要考慮清水混凝土的表面效果，要按整齊均勻的原則排布。某些沒有對拉螺栓又要顯示對拉螺栓孔的部位，需做成裝飾性的孔，通常被稱之為“假眼”；宜用對拉螺栓的堵頭固定在模板上，形成這樣的裝飾孔洞。

⑥需在混凝土面上留洞口時，可根據(jù)洞的特點選用材料，孔洞的模板尺寸必須準確，模板應固定牢固、連接嚴密，方便混凝土澆筑(見圖7)。因此，在模板的周邊要封貼密封膠，防止漏漿；洞底部位的模板上需設排氣泌水孔；寬度較大的洞需設下料口，以便于下料和振搗。下料口要有能密合的封蓋板，澆平洞口下沿時即封好蓋板，在混凝土面上不留痕跡。

2.5 模板的拆除

清水混凝土模板的拆除，除應符合國家現(xiàn)行標準《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB 50204-2002)、《建筑工程大模板技術規(guī)程》(JGJ74-2003)和《清水混凝土應用技術規(guī)程》(JGJ169-2009)的規(guī)定外，尚應符合以下規(guī)定:

圖7 混凝土留洞模板的安裝方式和細部節(jié)點Fig. 7 installation methods and details of concrete hole template

①適當延長拆模時間，有利于豎向混凝土結構的早期保濕養(yǎng)護。

②按方案規(guī)定的拆除順序操作，不得硬撬硬拆，損傷混凝土的結構和模板。

③拆模后應及時清理粘附在模板上的混凝土殘留物，修復局部的損傷，涂刷隔離劑進行例行保養(yǎng)；特別是要檢查膠合板模板邊沿切口處有無封膠破損、對拉螺栓孔眼處的保護墊圈是否齊全，應及時封好邊沿切口、補充墊圈，以免降低模板的周轉次數(shù)。

3 鋼筋結構形式

3.1 鋼筋材料

（1）鋼筋的種類

鋼筋按照外形有熱軋圓鋼、熱軋變形鋼筋、冷軋變形鋼筋三大類。在混凝土工程中常用的是熱軋圓鋼HPB235，規(guī)格為Φ6～Φ20 mm，用作箍筋或分布鋼筋。用的較多的是低合金鋼的HRB335、HRB400，直徑6～50 mm的熱軋變形鋼筋。冷軋變形鋼筋是用熱軋圓鋼經(jīng)過冷軋工藝成為帶螺紋或月牙紋的鋼筋，其規(guī)格有Φ5、Φ7、Φ9等，因其經(jīng)過冷加工后強度提高，不易變形，常被用作分布鋼筋。

（2）構造鋼筋

在室內(nèi)裝飾工程中清水混凝土多數(shù)情況下都不需要承受主要的作用力，為防止開裂可配置構造鋼筋，構造鋼筋可對非荷載裂縫的控制起到重要的作用。這類鋼筋的配置不是受到材料強度的控制，而是需要較小的直徑、較密的間距配置，配筋率應稍高于傳統(tǒng)做法的構造鋼筋，以期對混凝土非荷載變形起到分散作用，達到控制肉眼可見裂縫的目的。因此，宜優(yōu)先選用II級(HRB335)及以下的較小直徑的變形鋼筋；或HPB235加工的冷軋變形鋼筋。

3.2 鋼筋的制作和捆扎

（1）鋼筋的制作

鋼筋加工成型需根據(jù)鋼筋不同的等級、直徑選擇彎曲半徑。鋼筋因避讓穿插引出的不同保護層厚度時，也應考慮因彎曲引起的保護層厚度變化，并采取相應措施。

（2）鋼筋的捆扎

鋼筋捆扎應規(guī)定合理的工藝流程，要注意相關工序的穿插，預埋預留應準確，不能遺漏，避免事后的返工，更要避免給工程的使用留下缺陷。鋼筋捆扎用的扎絲為20～22#鍍鋅鋼絲；扎絲料長短應與所扎鋼筋的直徑、扎絲扣的形式有關，下料不可過長，以免絲扣剩余過多的扎絲尾。清水混凝土結構的鋼筋捆扎完畢，需將扎絲扣全部按到，以免翹起的扎絲扣和絲尾進入保護層的淺表部位，形成麻點狀的銹跡，影響混凝土的外觀。

4 混凝土的配制與澆筑

4.1 清水混凝土的配制

清水混凝土的配制必須要考慮到滿足施工要求的流動性即和易性，以及離析的性能；而且能振動成型或自密實，能得到致密的表面，除此之外，必須要滿足所要求的抗壓強度，保證耐久性和降低干燥收縮、開裂[7]。配合比確定前，應進行慎重的試配，并進行試驗施工樣板，檢驗混凝土的工作性、施工性及樣板的性能，滿足條件后，再確定清水混凝土的配比。

就施工作業(yè)容易程度而言，可以認為坍落度大、流動性高的混凝土工作性好。但是，如果坍落度過大，粗骨料容易分離，泌水量大；混凝土不僅損失其均勻性，而且澆筑面的美觀也會受到影響。清水混凝土在室內(nèi)使用時，除有高強度要求外，其坍落度宜控制在12～18 mm范圍內(nèi)。根據(jù)在廣東省清遠二建的試驗，對于C60、C100清水混凝土配合比，參見表2。

表2 強度C60、C100清水混凝土配合比?Table 2The strength of C60, C100 fair-faced concrete’s mixture ratio

4.2 清水混凝土的澆筑

⑴豎向結構澆筑

①施工前需要作樣板墻檢驗施工工藝和清水混凝土效果；②施工縫部位要注意封堵嚴密；門洞根部的模板要有足夠長的水平壓腳，以免清水混凝土漏漿，出現(xiàn)孔洞、麻面、起砂和爛根等缺陷（見圖8）；③澆筑清水混凝土的豎向構件要控制好分層下料的厚度，逐層振搗；④要注意控制豎向結構的澆筑速度，特別是截面尺寸不大的單體構件，不可澆筑過快；⑤澆筑清水混凝土豎向結構時，需注意消除塑性沉縮裂縫。澆筑過程中應通過敲打模板進行二次振搗加以消除。對于墻頂?shù)某量s裂縫可以通過拍實壓抹的方式進行二次振搗；其他部位的二次振搗，只能再模板外可能出現(xiàn)沉縮縫的位置進行[8]。

（2）傾斜結構澆筑

①傾斜結構的模板支撐體系比豎向構件的支撐體系復雜，因此，傾斜構件的模板及支撐體系要有足夠的穩(wěn)定性、強度承載力和剛度，還要方便其他模板的撤除。

②澆筑傾斜構件需要特別注意混凝土的下料和振搗。一般的構件可在上方模板隔適當?shù)木嚯x開一個澆灌口進行下料和振搗。打開和封閉澆灌口的操作，較難達到清水混凝土對模板平整度、禪縫等的要求，需要在開口處對留置的孔和封閉板精確加工、細心操作。在有條件時，可采用附著式振搗器，或使用自密實混凝土澆筑[9]。

③傾斜構件澆筑時在上表面容易出現(xiàn)氣泡集中。消除上表面的氣泡難度較大。一種做法是混凝土振實后隨即在模板表面自下而上的振搗，幫組表面氣泡排除。另一種做法是在模板與鋼筋保護層之間插入竹片或塑料片，混凝土振搗后及時抽插，可以有助于氣泡排除。

圖8 混凝土根部封堵不嚴造成的缺陷Fig. 8 Defects caused by concrete root lax plugging

5 小 結

時至今日清水混凝土已悄悄的走入了人們的生活，它不應該僅僅是基礎與建筑材料，它期待著人們?nèi)ビ|摸它、凝視它。清水混凝土在室內(nèi)中是一種非常具有表現(xiàn)力的裝飾元素，只要在設計和施工中注意其要點，其功能和技術上完全能夠達到室內(nèi)裝飾的相關要求。通過一系列相關實驗和工程實踐，清水混凝土在室內(nèi)裝飾中按照上述工序及要求進行施工，可以取得較為理想的效果，在材料損耗和工期上也能得到相應控制。

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Application research on decoration element of fair-faced concrete in interior design

HUANG Yanli, YANG Yi, DAIXiangdong
(Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

s: Fair-faced Concrete construction has aroused people’s attention in the 1920s, and there are many outstanding architectural works in the world. However, which has been used by architects and neglected by interior designer. Starting from construction points of fair-faced concrete and combing with construction requirements and characteristics of interior design, this article discussed the design points such as space, functions and sense of reality, described construction procedures and requirement of cast-in-place concrete and precast concrete and proposed follow-up protective measures of fair-faced concrete’s application in interior design

fair-faced concrete; interior design; decoration; construction

S772

A

1673-923X(2012)09-0142-07

2012-02-27

湖南省哲學社會科學基金項目（11YBB397）；湖南省教育廳科學研究項目（10C1346）

黃艷麗（1979-），男，吉林扶溝人，講師，博士研究生，主要從事家具與室內(nèi)設計工程的教學與研究工作

[本文編校：吳 毅]