摘要：日照市科技馆项目建筑造型独特、复杂，混凝土成型质量要求高，通过新型专利、新型施工工艺的开发应用，很好的解决了结构稳定、成型效果等问题，为其他工程积累了丰富经验。
关键词：木纹清水混凝土；浇筑；稳定；成型效果；标高；原材；运输；模板
Abstract：The building of the Rizhao science and technology museum project is unique，complex.It has the high quality requirements for the concrete molding.Through the development and application of new patent and new construction technology，it solves the problems of stable structure and forming effect.This has accumulated rich experience for other projects.
Keyword：wood grain clear water concrete；casting；stable；molding effect；elevation；raw material；transport；template
1 概述
木纹清水混凝土是一次浇筑成型，不添加任何外装饰，效果面仅为排版形成的原生木纹印刻在现浇木纹清水混凝土上，在视觉上，传递给人一种自然木质的效果，显得天然庄重。
本工程由中国建筑设计研究有限公司设计。工程引用黑洞和星空的概念，设计理念强调自然、绿色。本工程展厅及环廊墙体均采用木纹清水混凝土以体现复古、自然、原生态的设计效果。
根据深化设计方案，本工程展厅及环廊木纹清水混凝土墙体横向由200cm左右曲向木纹条错落拼接而成，木纹条竖向宽度约10cm，上下拼缝错台。每6个木纹条为一组，循环拼接而成，木纹参差不齐、错落有章，最终形成条纹清晰、原始复古，天然去雕饰的设计效果。
2 工程概况
本工程为日照市科技馆，位于日照市东港区，总建筑面积约2万平方米，地上一层，覆土二层。建筑造型上五拱六圆七通道，相交相贯，形似星盘。建筑墙体高低错落且造型复杂，多为双曲面或渐变曲率混凝土墙体，且大部分为高支模，施工难度大，质量控制困难，对混凝土浇筑技术要求极高。
本工程木纹清水混凝土浇筑的难点主要有以下几点：
1）木纹清水混凝土成型面颜色要求自然、一致，混凝土的配合比需要与模板体系相配，使成型纹路清晰可见。
2）由于本工程木纹清水混凝土区域多为高支模，造型复杂，拱形展厅墙体落差最高达11.5m，浇筑困难，且需一次浇筑成型，浇筑质量难以控制。
3）浇筑期间需要时刻保护与控制模板和架体，保证木纹成型质量及支撑体系安全。
4）主体结构施工时间较长，如何有效控制混凝土温度变形及收缩变形也是一大技术难题。
5）混凝土标高、厚度控制
6）木纹清水混凝土完成面要求错落不齐，凹凸粗糙，如何保证拆模时木纹不被拉伤或挤伤，顺利脱模。
3 木纹清水混凝土控制要点
3.1 木纹清水混凝土原材及运输
3.1.1 清水混凝土配合比设计
混凝土配合比的选择直接影响清水混凝土的成型效果及颜色观感。且需与选择的木纹板颜色相配，这样才能保证木纹清水混凝土颜色自然、一致的要求。本工程清水混凝土由项目部与搅拌站联合研制，经多次试验并优化后确定最终配合比。
（1）原材料的选择
1）水泥：水泥采用普通硅酸盐水泥
2）砂石：
含泥量：≥C50，≤2.0%；＜C50，≤3.0%
泥块含量：≥C50，≤0.5%；＜C50，≤1.0%
3）粉煤灰：根据 GBJ 146—1990《粉煤灰混凝土应用技术规范》规定选用细度Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。
4）骨料
粗骨料（碎石）：粒径2.5~25mm、含泥量≤0.8%且要求颜色相同、连续配级好无杂质的碎石；
细骨料（砂子）：依据标准GB/T14684-2011中所有级别混凝土的中砂标准，且颜色一致。
5）共同要求
厂家：同一产地、同一厂家、同一品牌
供应：稳定、足够的供应能力，专仓储存、专线供应。
（2）配合比优化
要求减水率不小于15%，混凝土水胶比不大于0.40，入场坍落度160±20mm，含气量不大于0.35%，扩展度550~600mm，同时对经时坍损、缓凝时间、和易性等提出了具体要求。
3.1.2 清水混凝土的搅拌与运输
为控制清水混凝土质量，本工程对混凝土实行全过程监管制度。
1.派专人控制清水混凝土质量，定期到搅拌站检查，确保出厂混凝土配合比及混凝土原材严格按照试验确定的方案执行；确保混凝土搅拌时间充分，保证出厂混凝土的强度、和易性等指标符合要求。
2.实行每车必检制度。检查混凝土颜色、是否离析，要求清水混凝土的入场坍落度在160±20mm，不合格产品必须退回。混凝土试块留置严格按照GB50204-2015《混凝土结构工程质量验收规范》规范执行。
3.现场施工时，往往难以避免工人向混凝土内加水现象。由于造型独特，模板支设完成后可能会有积水现象。本工程基本实现全程使用电子监控设备监测现场情况。，同时，本工程也实行全过程加水、积水监管制度，一经发现有加水、积水情况，立即处理。
3.2 温度对混凝土的影响
温度对混凝土的性能有较高的影响。为了有效控制清水混凝土的收缩变形及温度变形，夏季混凝土浇筑时间段宜选在傍晚至第二天早晨。夏季混凝土浇筑时，虽然入模温度在规定范围内，但由于环境温度较高，不利于混凝土的水化热释放热量；混凝土失水较快，养护不良情况下，由于温度应力易产生裂缝；进入冬季后由于热胀冷缩而产生裂缝或使原有裂缝增大。尤其木纹清水混凝土内外加剂较多，当外加剂量质量不合格或使用不当、硫酸钠掺量超标时，易大量、快速生成硫型水化硫铝酸钙，同时加快胶材的水化热反应，使清水混凝土受热膨胀，则会产生裂纹。
同时夏季往往伴随着雨季，雨中施工致使清水混凝土含水量增加，尤其工业区雨水中往往含有硫酸根离子，对成型效果、颜色及结构稳定有不利影响。
夏季及雨季期间应及时收看天气预报，浇筑时间宜避开气温较高及大雨时间段。根据施工速度合理调度混凝土运输车辆，有效控制运输车数量，尽量避免施工现场停滞混凝土运输车两辆以上；设置专门的清水混凝土运输车等待区，设置遮阳棚，避免夏季阳光直射。施工期间有降雨情况，应严格按照编制的雨季施工方案施工。小雨期间木纹清水混凝土可持续施工，但应及时覆膜；大雨期间尽快留置施工缝并对已浇筑完成区域及时覆膜。
冬季温度较低，应严格控制混凝土的入模温度，尽量白天浇筑，避免夜间施工，浇筑完成后，及时覆膜并覆盖保温棉保温，避免清水混凝土受冻开裂。
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3.3 木纹清水混凝土支撑体系控制
3.3.1 浇筑期间模板支撑体系控制
（1）支撑体系控制
本工程木纹清水混凝土区域多数为高支模双曲面造型，且采用了弧形龙骨等新型施工工艺。由于造型复杂、高差较大，浇筑期间需搭设脚手架方便浇筑。这对支撑体系的稳定性及安全性提出了更高的要求。
浇筑前对支撑架杆进行自检、交接检及验收，多次排查确保无误后方可进行浇筑。由于本工程拱形展厅及圆形展厅浇筑前对脚手架顶托浇筑前检查螺丝有误松动，模板起拱是否符合要求，保证浇筑期间及浇筑完成后不发生下沉现象。浇筑期间安排专职人员看护支架及模板，当发现任何顶托松动或架体晃动、倾斜情况立即通知停止浇筑混凝土并在确保安全的情况下进行加固。高空作业人员必须佩戴安全带。
为保证架体稳定，本工程拱展区域采用分层对称浇筑，圆形展厅区域采用螺旋上升式浇筑，尽量减小混凝土施工过程造成的侧压力。
当局部采用塔吊吊运浇筑时，吊罐应虚放在转备好的支撑面上，支撑面同时起着临时放置混凝土的作用。混凝土应分批次流放，不可一次流放完毕，避免吊罐及混凝土集中应力对支撑体系产生影响。吊罐每次使用完毕后清洗干净，避免对下次浇筑原材产生影响，再次使用前应润湿但不可有积水现象。
3.3.2 模板体系控制
模板支设的质量直接影响到木纹清混凝土的成型观感，尤其明缝、对拉螺栓眼杯口、施工缝接茬及阴阳角等细部位置，更是反映一个工程质量好坏的关键因素。
本工程木纹清水混凝土区域采用18mm厚木纹板及15mm厚普通覆膜胶合板做衬板。衬板及木纹板的拼装实现定人定岗，流水化施工。浇筑前对模板拼缝多次检查，确保木纹板拼缝规整、密实，明缝处嵌条牢固、顺直，阴阳角处模板采用模板45°倒角拼接，严禁对接，对拉螺栓采用的本工程新型专利对拉螺栓，木纹板间打胶饱满，不得出现遗漏。我们需要保证木纹清水混凝土最终的装饰效果达到要求。
混凝土浇筑期间安排专职看模人员，不间断地巡视模板，若发现有漏浆、涨模现象，则应立即停止浇筑进行加固。
此外，施工人员往往对侧面弧形或圆形墙体不够重视，加固不到位。混凝土浇筑期间，新浇筑混凝土一般具有一定的流动性，故其对模板有较大的侧压力。为保证浇筑期间不出现漏浆、涨模、跑模等现象，混凝土施工前应对拱展和圆展的弧形墙体检查并加固。混凝土浇筑时，泵管距离浇筑面不应超过2m。当混凝土自由落体浇筑超过2m时，应采取溜槽或其他浇筑措施。
3.4 木纹清水混凝土的标高控制
（1）单侧模板支撑的标高及厚度控制
混凝土浇筑前应进行标高复核。
混凝土的标高采用REVIT软件进行定位，利用revit的坐标定位及高程测量，以平面定位控制空间曲面形状。
具体实施方法是：
1）结构控制点采用全站仪控制（每100㎡至少一个）；
2）坐标控制点采用8废弃钢筋外套15cm~30cm直径15mmpvc管绑扎在板筋或梁筋上，间距采用2m×2m矩形布置，根据控制点的坐标、高程及REVIT给出的坐标及高程信息划线布置。待混凝土浇筑振捣完成后将多余pvc管割除并再次振捣后收面。
浇筑期间使用本工程实用新型专利激光坡度测量仪辅以控制混凝土高程。
（2）双侧模板支撑墙体标高厚度控制
1）标高控制方法同单侧模板支撑混凝土浇筑区域区标高控制方法。
2）混凝土浇筑期间墙体厚度控制重点在模板形状的保护。在验收完毕后，混凝土浇筑前应对外侧模板加固，除常规龙骨加固外，在坡度较大处仍需搭设抛撑，防止浇筑期间模板因混凝土侧压力发生涨模、漏浆等现象。
除混凝土厚度不容易控制外，由于结构高差大，坡度较陡，混凝土坍落度不宜过高（160mm以下），混凝土流动性较差，因此竖向密实度难以控制，易出现蜂窝麻面、气泡等现象。
针对以上问题，本工程墙体浇筑采用分层浇筑，分层振捣。
具体措施如下：
在拱形展厅及圆形展厅墙体竖向间距每隔1m，横向间距每隔2m预留20cm×20cm浇筑用孔洞，使用溜槽浇筑。施工过程中，施工人员不可使泵车软管直接往预留洞口自由落体浇筑，防止浇筑期间碰撞及混凝土散落、污染。
浇筑时，每层浇筑厚度（振捣后）不宜超过500mm，且上层应在下层混凝土初凝前浇筑。浇筑时振捣棒插入下层混凝土至少30mm进行二次振捣，保证两层新浇混凝土之间紧密结合。
当不得不采用自上而下浇筑方式时，上层混凝土浇筑前，应在定位好的分层界面处放置铁丝网，防止混凝土下落。
在每层浇筑振捣完成后，使用经纬仪或全站仪进行标高复核。复核无误后方可进行下一层浇筑。
3.5 木纹清水混凝土成型
作为木纹清水混凝土的目标，木纹的成型效果是施工的重点，也是控制难点。经样板试验本工程最终得出控制要领为以下两点：
（1）木纹板配模
为保证木纹板成型后凹凸有致，错落不齐，本工程虽采用6组为一个循环的木纹板组合方式，在木纹板与衬板装钉时，仍使用硬质纸浆板垫衬在两者之间。木纹板采用隔一衬一的方式，垫衬厚度随机但不宜超过5mm，使成型后错台自然。
（2）木纹板拆模
木纹板拆模是木纹成型的最后一步。拆模时应注意避免破坏混凝土或木纹拉伤。
1）混凝土浇筑前脱模剂的选择
本工程采用油性脱模剂：Ⅰ级色拉油（涂刷两遍，用量49g/㎡）达到轻轻擦拭手指沾有少量油剂为宜。色拉油可以有效减少混凝土表面气泡，且不会污染模板。
2）木纹板拆除工艺
为避免混凝土与模板粘连，强度必须达到要求强度后方可拆除。
木纹板为连接在衬板上，故无需单独拆除木纹板，只需将衬板拆除，木纹板即随衬板一起脱落，有效避免了混凝土木纹效果的拉伤。
拆除时，应按照先支后拆的顺序拆除模板。保留紧靠施工缝处一跨模板暂不拆除，而选择与后续浇筑混凝土区域模板一起拆除，避免后续混凝土浇筑时产生污染或破坏。
4 结语
本工程经验总结，双曲面异形木纹清水混凝土浇筑工艺重点与难点在于：
1）浇筑期间混凝土标高及形状控制；
2）木纹混凝土的木纹成型效果；
3）浇筑期间结构稳定的控制。
本工程创造了多种发明专利及新型施工工艺，有效解决了各种施工问题，保证双曲面异形木纹清水混凝土结构形状及成型效果，为以后类似工程积累了丰富的经验及措施。
参考文献
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论文作者:刘浩,周生部,王云升
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/3
标签：混凝土论文; 木纹论文; 工程论文; 模板论文; 标高论文; 墙体论文; 效果论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;