饰面清水混凝土施工技术应用实践
0 引言
清水混凝土分为普通清水混凝土、饰面清水混凝土及装饰清水混凝土,省却了抹灰、装饰工序,具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味。清水混凝土除满足结构安全使用功能等要求的强度、耐久性外,还要达到饰面效果,其表面应平整,无观感质量缺陷、裂缝及气泡,且外观美观、颜色一致,对混凝土的设计与施工提出了更高要求。近些年,越来越多的国内大型建筑都采用了清水混凝土,因此清水混凝土建筑必将成为未来建筑的一个重要发展方向。
1 工程概况
由陕西建工集团股份有限公司承建的西安交通大学科技创新港科创基地8号楼位于陕西省西咸新区,由我国著名建筑设计大师、中国工程院院士程泰宁设计,设计创意来自中国四大发明中的活字印刷,融合机械美学和狭缝空间概念,利用简洁纯粹的方形体量组合形成错落有致的形体关系,增加了空间趣味性和神秘感。
8号楼为博物馆建筑,主要功能为展厅、校史馆等。总建筑面积16 886m2,框架结构,建筑高度23.95m,地下1层,地上4层。
2 工程重点及难点分析
1)饰面清水混凝土柱为矩形柱且部分设置有对拉螺栓,需考虑对拉螺栓孔眼排布的整体性。
2)梁板混凝土强度为C35,而柱混凝土强度为C45,不同强度等级混凝土相接位置需达到过渡自然的效果。
3)预埋屈曲约束支撑构件位置准确,与混凝土交接要求整体美观。
3 饰面清水混凝土施工技术应用
该项目的饰面清水混凝土施工从施工准备、钢筋、模板、混凝土等各分项工程出发,结合BIM技术,严格管控施工质量,在控制成本的同时,达到饰面清水混凝土建筑的质量效果要求。
3.1 施工准备
3.1.1 技术准备
1)查询相关清水混凝土的书籍及规范,熟悉清水混凝土施工要求。
2)图纸会审,深化设计,提前考虑预留预埋。
3)在施工专业分包合同中对专业分包明确清水混凝土相关部分施工要求,制定清水混凝土施工方案,项目部成立清水混凝土攻坚小组,由经验丰富的管理人员组成(公司总工程师、项目经理、技术负责人、质量员、木工工长、钢筋工长、混凝土工长及熟练操作工长)。
4)对各施工队伍进行技能培训及技术交底。从劳务公司中抽选技术水平高的木工、钢筋工、混凝土工班组,反复交底培训,参与样板施工,确保工程质量达到预期效果。
3.1.2 材料准备
采用传统木模散支散拼体系,高支模部位选用安德固架体,其余架体选用盘扣式钢管脚手架。采用优质酚醛覆膜镜面板(墙柱选用小板1 830mm×915mm×18mm,梁板选用大板2 440mm×1 220mm×15mm),在确保清水效果的同时控制成本。现场使用所有木方(80mm×60mm)进场必须过刨(平刨、压刨)。现场使用的材料均经过筛选,保证质量。
3.1.3 样板引路
为保证清水混凝土一次成优,项目部始终坚持样板引路,针对清水混凝土制作了3次样板。
1)样板1根据选好的镜面板,在商混站制作600mm×300mm×100mm条形混凝土色板,通过色板,确定混凝土外观颜色,初步确定混凝土配合比。
2)样板2短柱样板(现场制作,尺寸900mm×900mm×1 000mm),确定最终的混凝土配合比(少用或不用粉煤灰,减少引气剂的使用)。确定砂级配,水泥强度等级、组分、厂家。确保砂及石子为同一产地。
3)样板3梁柱框架模型(现场制作,柱尺寸为900mm×900mm×3 000mm,梁尺寸为250mm×600mm),模板支撑体系采用承插式钢管脚手架,确定混凝土运输时间、到场坍落度、振捣试方式、加固方式、禅缝、明缝、脱模剂、外加剂、拆模后保护液等关键因素。
3.2 钢筋工程
钢筋表面无油污且无明显锈迹,做好遮雨防锈措施,绑扎前进行清锈,防止浮锈污染模板,影响混凝土外观颜色。每个钢筋交叉点均应绑扎,绑扎钢丝不得少于2圈,扎扣及尾端应朝向构件内侧扎丝选用20~22号无锈绑扎钢丝,接头内弯,避免外露和影响保护层厚度。
3.3 模板工程
3.3.1 模板设计
模板根据设计图纸进行,模板的排板应美观,同一楼层禅缝相对应,对拉螺杆有规律性、装饰性。配模设计设缝合理、均匀对称、长宽比例协调。
模板设计保证模板结构构造合理,强度、刚度满足要求,牢固稳定,拼缝严密,规格尺寸准确,便于组装和支拆。模板高度根据墙体浇筑高度确定,高出浇筑面50mm为宜。模板加工制作关键应控制模板的支撑系统及拼缝、平整度、垂直度。模板加工时,裁口应弹线后切割,尺寸准确,角度到位。
脱模剂选用德国派利PERI油性脱模剂,脱模顺畅,无污染。
镜面板模板在阴角部位设置角模,角模处木方为100mm×100mm,其中外露端抛光,并涂上透明防水涂料,连接端刨平并涂抹专用封口漆。
框架柱阳角处设计30mm圆角,阳角处安装塑料圆角条。由于圆角条自身有一定厚度,混凝土成型后会出现“错台”现象。该错台使柱转角陷入混凝土内2~3mm,转角起到了分割条的作用,外观效果较好(见图1)。
对拉螺杆采用锥接头,孔眼的密度比一般模板高。地下室螺杆采用2个锥形接头连接的三段式螺栓,地下室挡土墙用2个锥形止水螺杆(见图2)。
3.3.2 模板安装
模板安装前,复核模板控制线,做好标高控制。合模前对模板进行检查,根据预拼编号进行模板安装,保证明缝、禅缝的交圈、顺直,吊装时注意对钢筋及塑料垫块的保护。套穿墙螺栓时必须调整好位置后轻轻入位,加固时,用力要均匀。
模板上下之间的连接及混凝土浇筑施工缝的留设宜同建筑装饰的明缝相结合,即将施工缝设在明缝的凹槽内,框架柱、墙第一次混凝土至楼板标高上方50mm。
3.3.3 模板拆除
模板拆除要严格按照施工方案的拆除顺序进行,并加强对清水混凝土成品和对拉螺杆孔眼的保护。
3.4 混凝土工程
混凝土细骨料产地固定,粗骨料级配连续,水泥品种统一。有专门的材料储存场地及库房,专一生产线。运输前混凝土泵车、罐车清洗干净。到场坍落度满足要求(用于梁板的混凝土为170mm±10mm,用于梁板以外的外露面混凝土为150mm±10mm)。合理安排商混车到场,避免商混积压或供应不足。浇筑前保证模板清洁,浇筑连续,合理振捣。
根据气候条件、运输时间、运输道路的距离、砂石含水率变化、混凝土坍落度损失等可根据配合比添加适量的外加剂做适当调整。
混凝土运至浇筑地点,应立即浇筑入模。如混凝土拌合物出现离析或分层现象,应对混凝土拌合物进行二次搅拌。
4.6 实施效果
本工程清水混凝土设计为饰面清水混凝土,成型后混凝土朴实无华、自然沉稳,表面平整,无观感质量缺陷、裂缝及气泡,外观美观、颜色一致。
外墙内侧成型后螺栓孔位置排布规律,模板禅缝水平美观,竖缝垂直。柱阳角圆弧顺滑美观,明缝水平交圈,对拉螺栓孔深度、直径一致。梁板阴阳角顺直,螺栓孔位置规律,板面禅缝平直,混凝土无色差,预埋件位置正确,如图3~7所示。
5 结语
当下国家倡导建设资源节约型、环境友好型社会,清水混凝土免去了装饰工序,具有返璞归真的特点,节约资源,减少施工污染,并以其独特的韵味深受业内人士喜爱。该项目获得省级文明工地等荣誉称号。该项目在低成本高性价比实现饰面清水混凝土效果方面也进行了探索,为解决工程质量通病,推广饰面清水混凝土提供了先例,对促进建筑行业技术进步具有广泛的参考价值。
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