林立孚

摘 要：清水混凝土近十年在國(guó)內(nèi)大型工程得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在民航工程領(lǐng)域，其具有特殊的材料質(zhì)感而且能節(jié)省施工成本和工期，是一種優(yōu)越但又相對(duì)陌生的結(jié)構(gòu)。該文將結(jié)合工程實(shí)例，全面介紹清水混凝土在民航工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：清水混凝土 民航工程 施工關(guān)鍵及難點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0089-01

1 清水混凝土與民航工程簡(jiǎn)介

1.1 清水混凝土的出現(xiàn)和發(fā)展

清水混凝土指一次澆筑成型，沒(méi)有附加任何裝飾的混凝土結(jié)構(gòu)表面。清水混凝土的出現(xiàn)是在20世紀(jì)20年代，隨著當(dāng)時(shí)混凝土材料的廣泛應(yīng)用，在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域出現(xiàn)了新的潮流和審美觀念。清水混凝土一開(kāi)始是在大型結(jié)構(gòu)中較為常用，如在橋梁、大壩、水塔等結(jié)構(gòu)物中。而混凝土這種的樸實(shí)、剛勁的色調(diào)和質(zhì)感為當(dāng)時(shí)許多知名建筑設(shè)計(jì)師所青睞，并加以在民用建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)嵺`和應(yīng)用。由此，混凝土從一種純屬結(jié)構(gòu)上的材料發(fā)展成為兼有結(jié)構(gòu)意義和建筑審美意義的材料，甚至發(fā)展成一種建筑風(fēng)格。以這種方式應(yīng)用混凝土的建筑，謂之清水混凝土建筑。

雖然混凝土結(jié)構(gòu)早就在我國(guó)被廣泛使用，但清水混凝土結(jié)構(gòu)卻起步非常晚，真正意義上的較為廣泛的使用是始于20世紀(jì)90年代，如首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)、浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)、東方明珠大型斜筒體等。

1.2 清水混凝土與民航工程

民航工程指的是航站樓工程與塔臺(tái)工程，在中型、大型城市中，飛機(jī)場(chǎng)的航站樓和塔臺(tái)總是一個(gè)城市的標(biāo)志性建筑之一，是一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展水平的體現(xiàn)，同時(shí)也是一個(gè)耗資巨大、使用周期相當(dāng)長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)物。因此民航工程的設(shè)計(jì)和建造在國(guó)內(nèi)外任何一個(gè)中型、大型城市都備受當(dāng)?shù)卣褪忻竦年P(guān)注。

清水混凝土天然具有一種難以被任何材料替代的質(zhì)感，而其在工程造價(jià)上相比飾面結(jié)構(gòu)的成本下降，使得清水混凝土結(jié)構(gòu)在民航工程中有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)[1]。包括首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)3號(hào)航站樓、浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓、深圳機(jī)場(chǎng)T3航站樓、紐約肯尼迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)候機(jī)大樓、華盛頓達(dá)拉斯國(guó)際機(jī)場(chǎng)候機(jī)大樓等眾多國(guó)內(nèi)外的民航工程均采用了清水混凝土結(jié)構(gòu)。

2 首都機(jī)場(chǎng)3號(hào)航站樓清水混凝土工程分析

清水混凝土結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外民航工程領(lǐng)域中已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，并取得了理想的效果。本章將從建筑設(shè)計(jì)、材料性能和施工技術(shù)方面具體分析一個(gè)國(guó)內(nèi)具有代表性的清水混凝土民航工程，結(jié)合實(shí)例敘述清水混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、注意要點(diǎn)和其實(shí)際效果。

2.1 工程概況

北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)3號(hào)行鎮(zhèn)樓是奧運(yùn)基礎(chǔ)建設(shè)重大工程，是北京乃至整個(gè)中國(guó)的標(biāo)志性建筑之一。清水混凝土結(jié)構(gòu)主要使用在公共區(qū)域的天花，公共區(qū)域鋼筋混凝土柱，貨車、行李車坡道及裝卸平臺(tái)，APM軌道以及核心筒外墻，其中施工最為復(fù)雜的是公共區(qū)域的天花板，其面積巨大（超過(guò)12萬(wàn)m2）[2]。由于我國(guó)的施工單位未有過(guò)如此大規(guī)模清水混凝土施工的經(jīng)驗(yàn)，理論也不完善，且工期非常緊，因此工程對(duì)設(shè)計(jì)或施工單位都是一個(gè)非常巨大的挑戰(zhàn)。

2.2 工程的關(guān)鍵及難點(diǎn)

清水混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)主要在于材料以及施工方面?；炷潦且环N收縮材料，民航工程中大體積的混凝土極易開(kāi)裂；且一般混凝土由于水化過(guò)程中多余水份的流動(dòng)和蒸發(fā)，總會(huì)在混凝土內(nèi)部留下許許多多空洞，而這些與生俱來(lái)的缺點(diǎn)在清水混凝土結(jié)構(gòu)中是不可接受的。

為了克服這種困難，工程技術(shù)人員在混凝土的配合比設(shè)計(jì)上花了相當(dāng)大的功夫。首先為了減少水化熱及收縮程度，必須減少水泥用量，摻合料用了F75級(jí)磨細(xì)復(fù)合礦渣粉；為了減少水的使用量從而減少混凝土中的孔洞、提高密實(shí)性，加入了北京中航明星ZH-1高效減水劑；同時(shí)為了控制收縮、保持一定的和易性，加入了山東壽光利飛UEA-D低碳膨脹劑。在骨料選取方面也要相當(dāng)嚴(yán)格，粗骨料為5～25 mm低碳活性山碎石，含泥量小于0.5%，整片狀含量小于6%；細(xì)骨料為承德低堿活性II區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)為2.6～2.8[3]。為保證混凝土的工作性能，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑和振搗過(guò)程中都嚴(yán)格把關(guān)。

除了材料上的高要求外，施工過(guò)程也是非常重要的一環(huán)，任何施工上的放松都將引起最后效果的缺陷，而這對(duì)于首都機(jī)場(chǎng)這樣標(biāo)志性的工程來(lái)說(shuō)決不允許出現(xiàn)的。

鋼筋工藝采用了無(wú)銹鋼絲，為保證保護(hù)層厚度采用了嚴(yán)格尺寸的混凝土或塑料墊塊。模板工程是最重要的一環(huán)，因?yàn)槟０逯苯雍突炷帘砻娼佑|，任何不恰當(dāng)、不嚴(yán)格的施工方法都將會(huì)導(dǎo)致混凝土表面的不平滑。工程采用了剛度較大且經(jīng)過(guò)拋光處理的鋼模板施工，為了解決接縫處漏漿、錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，模板平接和陽(yáng)角面板的拼縫采用模板硬拼接縫與止水泡沫棒雙重措施。在混凝土的澆筑和振搗階段嚴(yán)格把關(guān)，控制振搗的時(shí)間和深度，振搗均勻，不漏振、過(guò)振。養(yǎng)護(hù)采用首先浸泡于飽和狀態(tài)的無(wú)紡布掛簾，然后加塑料布包裹，保溫保濕，防止溫差造成的混凝土開(kāi)裂及水分的流失，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d[3]。

2.3 工程效果和結(jié)論

工程效果非常良好，強(qiáng)度合格率100%，顏色均勻明顯偏差，里面垂直度、平整度小于1 mm，沒(méi)有出現(xiàn)蜂窩、麻面等表面損傷，最大氣泡直徑小于3 mm[3]。

總結(jié)經(jīng)驗(yàn)不難得到這樣的結(jié)論：要使清水混凝土大型建筑達(dá)到滿意的效果，關(guān)鍵在于兩方面，一是材料，二是施工水平，兩者缺一不可。

3 清水混凝土民航工程的總結(jié)和展望

該文以綜述的方式介紹了清水混凝土的發(fā)展歷程、優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)以及其在民航工程中的應(yīng)用，并詳細(xì)地討論了北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)3號(hào)航站樓的工程實(shí)例，以說(shuō)明清水混凝土民航工程的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，并指出了清水混凝土結(jié)構(gòu)在民航工程領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢(shì)。

清水混凝土在我國(guó)起步晚，但近年來(lái)的發(fā)展非常快，已經(jīng)有了很廣泛的工程實(shí)踐以及一定的經(jīng)驗(yàn)，在2009年，我國(guó)頒布了首部清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。隨著我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的逐漸成熟，大型的民航工程建設(shè)將變得越來(lái)越少有，工程的重點(diǎn)將逐漸從建造新的民航工程轉(zhuǎn)而對(duì)大型民航工程的維護(hù)。由于清水混凝土結(jié)構(gòu)直接將混凝土暴露于空氣當(dāng)中，遭受各種外來(lái)的自然損傷（如風(fēng)、雪、雨、溫差、地震等），而此類工程設(shè)計(jì)使用周期可能是100年甚至更久，其耐久性能和穩(wěn)定性將受到巨大挑戰(zhàn)。例如碳化速度的加快，溫度裂紋的擴(kuò)展，酸雨的侵蝕以及地震后形成的許多受力裂縫如何處理等，都將是未來(lái)清水混凝土民航工程領(lǐng)域研究的種種課題。而國(guó)內(nèi)關(guān)于大型、大體積清水混凝土有關(guān)方面的研究基本處于空白狀態(tài)。為此，還需要廣大工程技術(shù)人員、研究學(xué)者繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊文旻，談一評(píng).淺談清水混凝土[J].工業(yè)建筑，2009（S1）：893-896.

[2] 奚悅.清水混凝土設(shè)計(jì)：T3航站樓工程[C]//北京建筑設(shè)計(jì)研究院論文集1999-2009（建筑卷），2009.endprint