清水预制混凝土挂板
清水预制混凝土挂板
摘要：大运会主体育场除清水混凝土墙（柱）、预制清水混凝土看台板外，最大装饰亮点是预制清水混凝土挂板，清水混凝土板第一次同石材、玻璃以及金属等装饰材料用于幕墙装饰。预制清水混凝土挂板是在工厂或现场采用模具浇铸成型的钢筋混凝土板式构件，该构件表面颜色均匀一致，具有严格的尺寸偏差，外观质量达到清水混凝土效果。预制清水混凝土幕墙由预制清水混凝土挂板通过构造节点连接固定到现浇主体结构上形成的幕墙。
关键词：预制清水混凝土挂板、预制清水混凝土幕墙、组合钢模、透明保护喷涂
一、 前言
清水混凝土建筑作为一种建筑表现形式，最早出现于六十年代的日本，成功应用始于八十年代后期，以后逐渐出现在德国、美国等欧美国家，从而成为了一种新的建筑流派。这种建筑表现形式能够完整而有效地保留混凝土建筑本身具有的自然颜色和机理，外观朴素，是返朴归真和回归自然的一种表现，体现出建筑与人和自然的和谐与完美，实现了根植于人们内心深处的对纯净自然的向往和回归；它不求奢华，不落俗套，但却个性挺拔，具有大家风范，代表着简约的时尚，鲜明的个性和澎湃的激情。
我国清水混凝土工程的需求已不再局限于道路桥梁、厂房和机场，在工业与民用建筑中也得到了一定的应用。近期建成的北京联想研发中心是大面积清水混凝土的一次成功尝试。近年来，少量高档建筑工程如首都机场、上海浦东国际机场航站楼、海南三亚机场、东方明珠的大型斜筒体、等都采用了清水混凝土。
清水混凝土是名副其实的绿色混凝土。混凝土结构不需要装饰，舍去了涂料、饰面等化工产品；有利于环保，清水混凝土结构一次成型，不剔凿修补、不抹灰，减少了大量建筑垃圾，有利于保护环境；消除了诸多质量通病，清水装饰混凝土避免了抹灰开裂、空鼓甚至脱落的质量隐患，减轻了结构施工的漏浆、楼板裂缝等质量通病；促使工程建设的质量管理进一步提升，清水混凝土的施工，不可能有剔凿修补的空间，每一道工序都至关重要，迫使施工单位加强施工过程的控制，使结构施工的质量管理工作得到全面提升；
降低工程总造价，清水混凝土的施工需要投人大量的人力物力，势必会延长工期，但因其最终不用抹灰、吊顶、装饰面层，从而减少了维保费用，最终降低了工程总造价。
由德国GMP冯.格康教授设计的2011年世界大学生运动会主会场，大面积使用清水混凝土，清水混凝土墙（柱）、清水混凝土看台、清水混凝土挂板等等，意味着清水混凝土已逐渐在一些大型公共建筑中得到发展。
大运会主体育场除清水混凝土墙（柱）、预制清水混凝土看台板外，最大装饰亮点是预制清水混凝土挂板（挂板共3224块，板厚为80mm；宽度以630mm居多，最大870mm；长度1900-2500之间；除少量梯形板外，全部为长方形板；最大板重大约450kg。），清水混凝土板第一次同石材、玻璃以及金属等装饰材料用于幕墙装饰。预制清水混凝土挂板是在工厂或现场采用模具浇铸成型的钢筋混凝土板式构件。该构件表面颜色均匀一致，具有严格的尺寸偏差，外观质量达到清水混凝土效果。预制清水混凝土幕墙由预制清水混凝土挂板通过构造节点连接固定到现浇主体结构上形成的幕墙（见图一、图二）。
图一 预制清水混凝土看台板 图二 预制清水混凝土挂板
二、预制清水混凝土挂板施工工艺
预制清水混凝土挂板施工工艺及质量控制要点主要分为几个方面：
1、组合钢模
根据挂板尺寸，采用钢模现场组合定型模板体系。严格执行模板工程施工
规范，保证钢模板及其支撑有足够的强度、刚度和稳定性。模板内侧要平整，接
缝严密，不漏浆。模板安装好后要仔细检查模板是否放平，在浇注混凝土过程中派专人检查模板的平整度。
①工艺流程
放样→钢模组合→内表面清理→刷隔离剂（脱模剂）→检查验收
②施工要点
a.将钢模放置在设置牢固并水平的地龙骨上，根据挂板尺寸在底面钢模上放样，确保方正；
b.组合钢模板用连接件连接，并支撑可靠；钢模板组装后，其侧模、端模和底模工作面之间的局部最大缝隙不得大于0.5mm；用龙门吊试吊钢模应无移位；
c.钢模内表面采用钢丝刷将污物清除，并用抹布擦干净，确保表面无明显锈渍锈斑，平整光滑；内表面应为一整块钢模，不允许有拼接缝或焊缝；不应有裂缝、结疤、分层等缺陷，如有某些擦伤、划痕、压痕和烧伤，其深度不得大于0.5mm，宽度不得大于1mm；
d.将隔离剂（脱模剂）均匀地涂刷在侧模、端模和底模工作面；涂刷前钢模表面应无水迹；
e.检查的主要内容是对组合后的模板内表面几何尺寸进行检查。
2、钢筋和预埋件
① 工艺流程
钢筋配料→（除锈）下料→弯曲成型→放置底层钢筋网→放置预埋件→放置面层钢筋网→绑扎→检查验收
② 施工要点
a.除锈：钢筋的表面应洁净。油渍、漆污和用锤敲击时能剥落的浮皮、铁锈等应在使用前清除干净。钢筋的除锈可采用机械除锈和手工除锈两种方法：
一 机械除锈可采用钢筋除锈机除锈；
二 手工除锈可采用钢丝刷除锈。
在除锈过程中发现钢筋表面的氧化层脱落现象严重并已损伤钢筋截面，或在除锈后钢筋表面有严重的麻坑、斑点削弱钢筋截面时，不宜使用。
b. 切断：在切断过程中，如发现钢筋有劈裂或严重的弯头等必须切除。 c. 弯曲成型：钢筋成型形状要正确，平面上不应有翘曲不平现象；弯曲点
处不能有裂缝。
e. 底层钢筋入模时严禁表面沾上作为隔离剂（脱模剂）的油类物质。防止钢筋表面沾油可采用下列措施：
一 铺放防油隔条。防油用的隔条可用钢筋、木材或硬塑料制作。钢筋入模前应先在模板内铺放隔条。隔条的厚度应比主筋保护层厚度小2～3mm，长度应比模板宽度小20mm，放置间距不大于1m。待钢筋入模并与面层钢筋网连接后，抽出隔条。
二 铺塑料布。在刷好隔离剂的底模上铺放塑料布，然后在塑料布上摆放钢筋网，待与面层钢筋网连接后，抽出塑料布，连续使用的塑料布沾油面不得朝向钢筋。
f.预埋件
首先对预埋件进行外观检查，尺寸符合设计要求；根据图纸要求将预埋件按尺寸准确放置并固定好；外露铁件应进行防腐处理，以确保其耐久性；吊环埋件用螺栓固定。
g.面层钢筋网入模后端采用150×50×150mm“U”形钢筋、侧面150×40×150mm“U”形钢筋采用将底层和面层钢筋网连接并隔开；最后将拆模时用的吊环与面层钢筋网绑扎连接。
h.在模具的四角以及长度方向上用钢筋拉住面层钢筋网，保证钢筋保护层厚度满足要求。
3、混凝土的运输、浇筑和振捣
① 工艺流程
混凝土拌制→浇筑→振捣→抹面→养护
② 施工要点
a.混凝土配合比按水泥：河砂：碎石：水：粉煤灰：外加剂每立方用量（kg/m） 368：762：1064：162：41：3.68进行；混凝土强度为C40；每盘混凝土搅拌时间为最后一种材料下料完全后搅拌不少于90秒；
b.现场搅拌站出料后用机动翻斗车将混凝土运至指定料斗内，人工将混凝土铲到模具内，以平模具上口为宜；
c.用龙门吊将浇筑了混凝土的钢模吊至振动台上，进行振捣，振捣过程中查3
看混凝土的分布情况和分布量，多余的地方铲除，不足的地方补填，确保板的厚度均匀；振捣时间以均匀分布为准，时间一般为10～15秒；
d.振捣后将模具吊至地龙骨上，随后将四角的钢筋取掉，并进行抹面压光； e.养护：待混凝土浇筑2小时后，用彩条布将构件严密包裹，采用蒸汽进行养护； 蒸养制度：静停1h+升温3h+恒温6h+降温4h；升温速度控制在15℃/h；最高温度60℃；降温时间应根据现场实际气温进行调整，出模的构件温度与大气气温不应超过20℃，防止出模后降温速度过快，导致构件表面出现裂缝。测温工作由专人负责，每小时测温1次。
4、构件拆模、起吊
构件蒸养降温后应及时拆模起吊至临时周转场地，不得隔天进行，防止表面色差的出现。
① 混凝土强度达到设计强度85%时可以拆模，可以用同条件养护的试块进行压力试验后确定。拆模前，按照顺序将固定预埋件的螺栓、支撑、紧固件等依次拆除，然后将模板松开，准备起吊构件。
② 构件起吊前，应确认所有连接点已经断开，尤其是预埋件，防止构件拉伤或磕碰，造成预制构件的损坏。
③ 由于挂板采用反打工艺生产，起吊后需要翻转，可将构件置于软物上，如挤塑板等，缓慢翻转，吊索与水平线的夹角，翻转起吊时不宜小于60°，或者采用铁扁担辅助。
④ 挂板起吊放置后，应对每个构件的外观进行检查，观察有无表面缺陷。凡属表面性的缺陷（如蜂窝、麻面、硬伤、掉角副筋露筋等），应取得质检人员同意后，由生产班组进行修整。修整后，应由质量检验部门对构件进行评定。对影响结构性能的缺陷，必须报告主管领导，确定是否报废。
5、构件临时堆放
构件临时堆放场地应平整、坚实、排水性好，运输方便。
① 构件在堆放前，先进行表面轻微缺陷处理，如个别小气泡、边棱毛刺等，进行必要的修饰，然后涂刷清水混凝土保护剂。
② 经检验合格的构件产品，立即编号，做上标识；构件标识包含构件型号、编号、生产日期、检验状态、检验人等，同时填写质量记录，确保可追溯性。
③ 挂板下用方木垫块垫实，分层重叠码放垫木要上下对齐，并且每块垫木垫实，不允许出现虚角或挑头的情况；重叠堆放不应超过6块。
④ 挂板在起吊及码放时，应慢起慢落，防止与其它物体或相互碰撞。
三、预制清水混凝土挂板安装施工
预制清水混凝土挂板安装施工工艺流程（见下图三）:
图 三
预制清水混凝土幕墙采用背栓式开缝安装，在石材幕墙安装的基础上进行优化设计，开创了清水混凝土板幕墙大面积安装的先河（见图四、图五）：
图 四
图 五
四、清水混凝土保护液施工技术
清水混凝土墙面最终的装饰效果，60%取决于混凝土浇筑的质量，40%取决于后期的透明保护喷涂施工，因此，清水混凝土对建筑施工水平是一种极大的挑战。
要想表现清水混凝土建筑风格的最佳效果，最重要的仍是混凝土墙体的浇筑、保养及处理。众所周知，混凝土表面吸水率较大，如不作任何保护，历经风吹雨打，混凝土在自然界的环境下会遭受来自阳光、紫外线、酸雨、油气、油污等破坏，逐渐失去其本来面目，混凝土也会随着天长地久而日趋被中性化和破坏，其表面效果将日趋污浊，影响观瞻。因此，对混凝土表面进行透明保护性喷涂，不仅能解决保护混凝土的问题，使其更加耐久，而且可以起到防止污染、保持清洁，不会因为吸水而颜色变深，因而清水混凝土建筑在下雨中仍能保持颜色不变，而不像一些立交桥一样，一下雨就污浊不堪，因此它又被称为干性喷涂（Dry Coating）。
这是一种以高耐久性常温固化氟树脂（Bonnflon
）透明（或半透明）涂料，
对混凝土表面进行喷涂从而起到长久保护混凝土免受外界环境破坏并保持混凝土自然机理和质感的喷涂工艺。
1、清水混凝土保护涂装的施工
工艺流程：（见右图）
2、施工方法
① 墙面的处理：
a、首先除去混凝土表面的浮物，
如混凝土返碱，未硬化的水泥，砂浆
达到初步洁净程度。
b、必要时需用专用清洗剂洗
(CMY-T102)去附在混凝土表面的油
污，脱膜剂等有机物质，达到混凝土
颜色基本一致。
c、用180#砂纸打磨掉浮锈和混凝土发黑部位。
d、打磨完成后用清水洗一遍整个墙面，检查是否有处理不到位的地方再进行处理。
② 墙面的修补：
a、对于混凝土表面的缺陷，原则上采取修补的数量和部位越少越好。 b、除去残留在墙体表面的金属（钢筋、铁丝、小螺钉、钉子）和木碴等杂物，并用腻子补牢。
c、修补用腻子颜色应与混凝土表面颜色越接近越好，细度也应在500-600目。
d、对蜂窝比较集中的地方不得已进行修补时，也应采用修补得越少越好。 e、混凝土表面直径大于5mm以上的孔洞和宽度大于0.5mm以上裂缝需进行修补,对于一些较小的缺陷,如小于4mm的孔洞,小于0.5mm的裂缝,可以基本不做修补,并且以修补越少越好,通常采取距墙面5m远观察,以看不到缺陷为衡量标准.
f、棱角缺损处应进行修补，但修补面积应越少越好。
g
、混凝土表面如有凸起部分应用铲刀和其它工具铲出，不能采用砂轮机等
电动工具打磨（因砂轮机打磨后颜色会变深）。
h、错模部位缺陷如果不是很明显，可以不做修补，对于错模部位比较明显需进行修补，但修补时采用以中间向两边进行修补，使中间略为突出，并在中间划一条线缝使之美观。
j、修补完后需对整个基面进行检查，看有无漏补的地方，并对修补过的地方用360#砂纸进行打磨，直到墙面平滑，修补痕迹大致消失。
③ 混凝土修色：
a、薄喷混凝土调整材(Bonnflon AC下底调整材W)：
调整材调制颜色后先用5-8倍的水进行稀释，并小面积试喷，测试颜色与混凝土颜色一致后再进行大面积施工；喷涂时越薄越好，颜色深的部位可以重点多喷一点，但也不能太多，不然会失去混凝土的机理和效果；喷涂时应有人在远处观察指挥，尽可能少喷，使用量控制在0.02kg/M2以下。
b、墙面的修色(Bonnflon AC下底调整材W)：
调整材调制颜色后先用4—5倍的水进行稀释，并测试颜色与混凝土大面颜色一致后，再进行修色；修色时只对修补过的地方和颜色差异较大的地方进行修色；修色时采用海棉或专用工具
进行拍打，拍打出的花纹应是点
状或无规则的形状，使整个板面
具有美感，而无明显拍打和修补
留下的痕迹；修色后就进行检
查，对觉得不美观的地方再次进
行修色调整，直至整个墙面达到
其要求。（见图五）
图 六
c、混凝土保护底漆施工(Bonnflon 水性AC下涂)
底漆施工前应对基面用360#砂轻轻打磨，打磨掉调整粗粒，并用抹布清洁干净；滚涂前将底涂漆搅拌均匀，不稀释；滚筒使用前应清洗干净，施工时采用中毛滚筒，并尽量将底漆推涂均匀；第二次滚涂应间隔15min以上,即在第一次滚涂底漆基本干燥后才能进行第二次滚涂。
d、混凝土保护中涂施工(Bonnflon 水性AC中涂)：
滚涂前将中涂漆搅拌均匀，必要时可加≤10%的水进行稀释；滚涂中涂漆前应确保底漆完全干燥，（20℃干燥3h以上）才能进行中涂漆施工；滚筒使用前应清洗干净，施工时采用中毛滚筒，并将中涂漆摊涂均匀。
e、混凝土保护面漆施工
(Bonnflon 水性AC上涂)：
滚涂前将中涂漆搅拌均匀，
必要时可加≤10%的水进行稀释；
滚涂中涂漆前应确保底漆完全干
燥，（20℃干燥6h以上）才能进
行中涂漆施工；第二次滚涂上涂
漆时应间隔30min以上，即第一
次滚涂的上涂漆是基本干燥后才
能进行第二次滚涂。（见图七） 图 七
五、结语
为解决现浇混凝土给施工周期、施工质量带来的不利影响，提高劳动生产率，深圳世界大学生运动会主体育场采用规范化预制的清水混凝土挂板作为装饰板饰面，并把现浇清水混凝土与预制清水混凝土挂板相结合，使混凝土自然美感发挥得淋漓尽致，清水混凝土挂板第一次在国内大面积运用，标志着清水混凝土加工技术日趋成熟，深圳世界大学生运动会主体育场也将成为广东省的标志性建筑，为广东清水混凝土的发展起到了巨大的推动作用，相信今后的清水混凝土技术将会在国内得到大面积推广，相应的清水混凝土质量施工及验收标准也将发布。