清水混凝土

對清水混凝土的保護，主要是避免混凝土結(jié)構(gòu)體長期顯露自然，接觸氧化物，二氧化碳、水分等物質(zhì)，造成混凝土堿性值降低，進而破壞鋼筋之鈍化保護膜，致使鋼筋腐蝕或混凝土表面開裂。

在混凝土結(jié)構(gòu)中形成的氫氧化物(包括矽酸鈣)和氫氧化鈣Ca(OH)2，保持一個PH值在12-13之間的堿性環(huán)境。在形成鈍化層，以保護鋼筋使之免受腐蝕。而混凝土表面混凝土遇到空氣中二氧化碳的作用，使氫氧化鈣慢慢經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)變成碳酸鈣，使之堿性降低，碳化到鋼筋表現(xiàn)時，大氣中通常含0.2%-03%的二氧化碳，而助只要有大氣存在的地方，就必然存在二氧化碳，而混凝土結(jié)構(gòu)也有不少部分存在于二氧化碳環(huán)境中。對于普通的硅酸鹽而言，水化產(chǎn)生的氫氧化鈣可達到整個水化物的10%-15%，這會降低混凝土的PH值。當PH值低于9.5時，鋼筋表面的鈍化層就會遭到破壞，導(dǎo)致鋼筋開始生銹。一但鋼筋生銹后，它的體積會明顯增大，這種膨脹導(dǎo)致混凝土破裂并最終散裂。

混凝土屬于碳性材料，其孔隙溶液的PH值為12-14，因而對鋼筋具有較好的保護作用，有利于鋼筋表面形成保護鋼筋的鈍化膜，但這種鈍化膜只有在高堿性環(huán)境中才是穩(wěn)定的。如果周圍環(huán)境PH值降到11.8時，鈍化膜就開始變得不穩(wěn)定。當PH值值繼續(xù)降到9.88時，鈍化膜就開始變得難以生存或逐漸破壞。使得進入混凝土中的氯離子吸附于鈍化膜處，并使鈍化膜的PH值迅速降低，逐步酸化，從而使得鈍化膜被破壞，易發(fā)生銹繼而銹蝕產(chǎn)物體積膨脹，使混凝土層開裂與脫落。

混凝土在水化作用時，水泥中氯化鈣生成氫氧化鈣，使混凝土中含有大量的氫氧根離子，使PH值一般可達到12.5-13.5，鋼筋在這樣的高堿環(huán)境中，表面容易生成一層鈍化膜，這種鈍化膜能阻止鋼筋的銹蝕?；炷恋臍饪拙哂形?，在與自然環(huán)境的長期接觸過程中，水的滲透加快了混凝土內(nèi)有孔區(qū)域的腐蝕。尤其是對鈍化膜遭到破壞，導(dǎo)致鋼筋開始銹蝕。

清水混凝土是名副其實的綠色混凝土:混凝土結(jié)構(gòu)不需要裝飾，舍去了涂料、飾面等化工產(chǎn)品;有利于環(huán)保:清水混凝土結(jié)構(gòu)一次成型，不剔鑿修補、不抹灰，減少了大量建筑垃圾，有利于保護環(huán)境;

消除了諸多質(zhì)量通病:清水裝飾混凝土避免了抹灰開裂、空鼓甚至脫落的質(zhì)量隱患，減輕了結(jié)構(gòu)施工的漏漿、樓板裂縫等質(zhì)量通病;

促使工程建設(shè)的質(zhì)量管理進一步提升:清水混凝土的施工，不可能有剔鑿修補的空間，每一道工序都至關(guān)重要，迫使施工單位加強施工過程的控制，使結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量管理工作得到全面提升;降低工程總造價:清水混凝土的施工需要投人大量的人力物力，勢必會延長工期，但因其最終不用抹灰、吊頂、裝飾面層，從而減少了維保費用，最終降低了工程總造價。

清水混凝土是混凝土材料中最高級的表達形式，它顯示的是一種最本 質(zhì)的美感，體現(xiàn)的是"素面朝天"的品位。清水混凝土具有樸實無華、自然沉穩(wěn)的外觀韻味，與生俱來的厚重與清雅是一些現(xiàn)代建筑材料無法效仿和媲美的。材料本身所擁有的柔軟感、剛硬感、溫暖感、冷漠感不僅對人的感官及精神產(chǎn)生影響，而且可以表達出建筑情感。因此建筑師們認為，這是一種高貴的樸素，看似簡單，其實比金碧輝煌更具藝術(shù)效果。

世界上越來越多的建筑師采用清水混凝土工藝，如世界級建筑大師貝聿銘、安藤忠雄等都在他們的設(shè)計中大量地采用了清水混凝土。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(shù)類公建，均采用這一建筑藝術(shù)。

國外發(fā)展歷程

清水混凝土產(chǎn)生于20世紀20年代，隨著混凝土廣泛應(yīng)用于建筑施工領(lǐng)域，建筑師們逐漸把目光從混凝土作為一種結(jié)構(gòu)材料轉(zhuǎn)移到材料本身所擁有的質(zhì)感上，開始用混凝土與生俱來的裝飾性特征來表達建筑傳遞出的情感。此時多為國際主義風格。最為著名的是路易·康(Louis Kahn)設(shè)計的耶魯大學(xué)英國藝術(shù)館，美國設(shè)計師埃羅·沙里寧(Eero Searinen)設(shè)計的紐約肯尼迪國際機場環(huán)球航空大樓、華盛頓達拉斯國際機場候機大樓等。到20世紀60年代，越來越多的清水混凝土出現(xiàn)在歐洲，北美洲等發(fā)達國家。到了80年代，一批新起的建筑師延續(xù)了國際主義風格，強調(diào)高技術(shù)、強調(diào)建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)技術(shù)含量，形成了"高技派"，它們的代表人物有理查德·羅杰斯、諾曼·福斯特等，典型作品如香港匯豐銀行。在亞洲，日本最先走到了建筑前列。第二次世界大戰(zhàn)以后，百廢待興，部分混凝土建筑省掉了抹灰、裝飾的工序而直接使用，演繹到今天，日本的清水混凝土技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展。在混凝土應(yīng)用上，日本改變了以前的不加以修飾的水泥表面手法，利用現(xiàn)代的外墻修補技術(shù)，將水泥墻面拆掉模板后進行處理，使水泥表面達到非常精致的水平，同時又充分展現(xiàn)出水泥本身特有的原始和樸素的一面。一種被認為更接近于東方禪學(xué)無為而為的思想，被以有"清水混凝土詩人"之稱的安藤忠雄為代表的日本建筑師融人在其設(shè)計中，充分體現(xiàn)了東方文化色彩。

我國發(fā)展歷程

在我國，清水混凝土是隨著混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展不斷發(fā)展的。20世紀70年代，在內(nèi)澆外掛體系的施工中，清水混凝土主要應(yīng)用在預(yù)制混凝土外墻板反打施工中，取得了進展。后來，由于人們將外裝飾的目光都投諸于面磚和玻璃幕墻中，清水混凝土的應(yīng)用和實踐幾乎處于停滯狀態(tài)。直至1997年，北京市設(shè)立了"結(jié)構(gòu)長城杯工程"獎，推廣清水混凝土施工，使清水混凝土重獲發(fā)展。近些年來，少量高檔建筑工程如海南三亞機場，首都機場，上海浦東國際機場航站樓、東方明珠的大型斜筒體等都采用了清水混凝土。

隨著綠色建筑的客觀需求，人們環(huán)保意識的不斷提高，返璞歸真的自然思想的深入人心，我國清水混凝土工程的需求已不再局限于道路橋梁、廠房和機場，在工業(yè)與民用建筑中也得到了一定的應(yīng)用。由中建三局北京公司作為總承包商建設(shè)的聯(lián)想研發(fā)基地，被建設(shè)部科技司列為"中國首座大面積清水混凝土建筑工程"，標志著我國清水混凝土已發(fā)展到了一個新的階段，是我國清水混凝土發(fā)展歷史上的一座重要里程碑。

根據(jù)混凝土與石材的破壞機理，要求涂裝的保護劑應(yīng)具備以下基本性能:

(1)單向呼吸、透氣性

防止外界雨水、潮氣、二氧化碳等有害氣體滲入體系內(nèi)，同時體系內(nèi)的潮氣能正常散發(fā)出來。

(2)預(yù)防前期混凝土裂紋的產(chǎn)生

防水能預(yù)防混凝土微裂紋的產(chǎn)生

(3)提高混凝土及石材的抗壓與抗折強度

(4)防水作用持續(xù)

(5) 凍融穩(wěn)定性好

(6) 滲透型強，涂刷后不能改變基材質(zhì)感和肌理

(7) 抗霉菌生長，抗色斑，耐鹽、酸、堿等腐蝕

物理風化表現(xiàn)方式主要為:

a、風沙擊打混凝土的表面，使得混凝土表面粗糙，失去光澤，嚴重者破壞混凝土，尤其是文物類的造型輪廓，使得文物面目全非。

b、溫度變化也是物理風化的另一重要條件，自然狀態(tài)下的混凝土受溫度冷熱交替變化的影響，會產(chǎn)生熱脹冷縮，造成表面崩裂瓦解。

c、凍融風化是混凝土內(nèi)部的水分受低溫影響，結(jié)冰后產(chǎn)生膨脹力，造成巖石結(jié)構(gòu)松散，逐漸發(fā)展到表層粒狀脫落。

物理風化是一種機械風化，混凝土的化學(xué)成分沒有得到改變，也沒有形成新的礦物。紫外線對混凝土的顏色直接影響是使混凝土褪色，顏色鮮艷的混凝土?xí)兊冒档蛘呤ピ蓄伾Ｗ贤饩€對混凝土的影響還沒有系統(tǒng)的文獻記載，我們將紫外線對混凝土的老化作用也歸類到物理風化范疇。

生物風化作用是指生物活動對混凝土的破壞作用，一方面引起混凝土的機械破壞，如樹根生長對于混凝土的壓力可達10kg/cm2~15kg/cm2，這能使根深入混凝土裂縫，劈開混凝土;另一方面植物根分泌出的有機酸，也可以使混凝土分解破壞。這一現(xiàn)象多發(fā)生在露天大型的文物上。此外，植物、藻類的生活和死亡分解可以形成腐殖酸，這種酸分解混凝土的能力也很強。

化學(xué)風化是指自然界發(fā)生的使得混凝土化學(xué)成分發(fā)生改變的作用。表現(xiàn)方式有氧化作用、溶解作用、水解作用、水化作用?；瘜W(xué)風化來自于混凝土以外的物質(zhì)如氧氣、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，以空氣或水作為介質(zhì)，與混凝土中的活躍化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)，生成新的礦物成分。

在中國，清水混凝土尚處于發(fā)展階段，屬于新興的施工工藝，真正掌握此類建筑的設(shè)計和施工的單位不多。清水混凝土墻面最終的裝飾效果，60%取決于混凝土澆筑的質(zhì)量，40%取決于后期的透明保護噴涂施工，因此，清水混凝土對建筑施工水平是一種極大的挑戰(zhàn)。

要想表現(xiàn)清水混凝土建筑風格的最佳效果，最重要的仍是混凝土墻體的澆筑、保養(yǎng)及處理。眾所周知，混凝土表面吸水率較大，如不作任何保護，歷經(jīng)風吹雨打，混凝土在自然界的環(huán)境下會遭受來自陽光、紫外線、酸雨、油氣、油污等破壞，逐漸失去其本來面目，混凝土也會隨著天長地久而日趨被中性化和破壞，其表面效果將日趨污濁，影響觀瞻。因此，對混凝土表面進行透明保護性噴涂，不僅能解決保護混凝土的問題，使其更加耐久，而且可以起到防止污染、保持清潔，不會因為吸水而顏色變深，因而清水混凝土建筑在下雨中仍能保持顏色不變，而不象一些立交橋一樣，一下雨就污濁不堪，因此它又被稱為干性噴涂(Dry Coating)。

由于清水混凝土對施工工藝要求很高，因此與普通混凝土的施工有很大的不同，具體表現(xiàn)在:每次打水泥必須先打料塊，對比前次色彩，通過儀器檢測后才可繼續(xù)打，必須震搗均勻，施工溫度要求十分嚴格，適合在4-10月間施工。

對施工人員的現(xiàn)場管理也十分重要，每一道工序都必須仔細;

由于清水混凝土一次澆注完成，不可更改的特性，與墻體相連的門窗洞口和各種構(gòu)件，埋件須提前準確設(shè)計與定位，與土建施工同時預(yù)埋鋪設(shè)。由于沒有外墻墊層和抹灰層，施工人員必須為門窗等構(gòu)件的安裝預(yù)留槽口，并且清水墻體上若安裝雨水管，通風口等外露節(jié)點也須設(shè)計好與明縫等的交接。

純透明保護工法:適用范圍--a:清水澆筑質(zhì)量很好b:要完全保留清水質(zhì)感，允許瑕疵存在

透明局部修補工法:適用范圍--a:清水澆筑質(zhì)量很好 b:保留清水質(zhì)感及小面積瑕疵，只對大面積瑕疵部分進行修補

全面著色修補工法:適用范圍--a:清水澆筑質(zhì)量一般 b:基面色差較為嚴重，蜂窩麻面較多

仿清水工法:適用范圍--a:清水澆筑質(zhì)量較差 b:漏漿漏砂顯現(xiàn)比較嚴重，大面積的蜂窩麻面存在，或在非清水混凝土表面施工

清水混凝土施工的技術(shù)關(guān)鍵有以下3點:

混凝土配合比設(shè)計和原材料質(zhì)量控制每塊混凝土所用的水泥配合比要嚴格一致;

新拌混凝土須具有極好的工作性和粘聚性，絕對不允許出現(xiàn)分層離析的現(xiàn)象;

原材料產(chǎn)地必須統(tǒng)一，所用水泥盡可能用同一廠家同一批次的，砂、石的色澤和顆粒級配均勻。

清水混凝土施工用的模板要求十分嚴格，需要根據(jù)建筑物進行設(shè)計定做，且所用模板多數(shù)為一次性的，成本較高，轉(zhuǎn)角、梁與柱接頭等重要部位最好使用進口模板;

模板必須具有足夠的剛度，在混凝土側(cè)壓力作用下不允許有一點變形，以保證結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸均勻、斷面的一致，防止?jié){體流失;對模板的材料也有很高的要求，表面要平整光潔，強度高、耐腐蝕，并具有一定的吸水性;對模板的接縫和固定模板的螺栓等，則要求接縫嚴密，要加密封條防止跑漿;

固定模板的拉桿也需要用帶金屬帽或塑料扣，以便拆模時方便，減少對混凝土表面的破損等等。

清水混凝土如養(yǎng)護不當，表面極容易因失水而出現(xiàn)微裂縫，影響外觀質(zhì)量和耐久性。因此，對裸露的混凝土表面，應(yīng)及時采用粘性薄膜或噴涂型養(yǎng)護膜覆蓋，進行保濕養(yǎng)護。

在我國，清水混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工，還有待理論研究和實踐應(yīng)用;另外，我國清水混凝土施工操作多依賴人工，施工機械化，標準化程度不高。但是，隨著與國際接軌的日益加速，隨著綠色建筑日漸受到重視，在工業(yè)與民用建筑中，清水混凝土在我國的應(yīng)用將會有一個較大的發(fā)展。

清水混凝土保護涂料系統(tǒng)

清水混凝土保護涂料系統(tǒng)產(chǎn)品概述:清水混凝土保護涂料系統(tǒng)主要由水性環(huán)保超耐候樹脂,無機納米功能材料和其它助劑組成,本產(chǎn)品既能修復(fù)由于土注混凝土不佳而形成的色差,防止光澤不均勻的現(xiàn)象出現(xiàn);又能保持混凝土的自然質(zhì)感與機理體現(xiàn)混凝土建筑物原有的獨特風格,展示混凝土本身質(zhì)地.清水混凝土保護涂料系統(tǒng)性能特點:良好滲透性、致密性、避免混凝土受酸、堿、鹽、油脂等的侵蝕。

單向遷移功能透氣不透水，能有效防止酸雨、鹽、霧的侵入。

具有超強的抗老化性能;能有效防止陽光的灼傷。

透明液體，質(zhì)感自然，能保持混凝土的自然肌理。

優(yōu)越的防霉抗藻、抗污功能使混凝土表面長期保持潔凈、清爽的效果。

清水混凝土保護涂料系統(tǒng)適用范圍:可廣泛應(yīng)用于古建筑物、市政橋梁、運動場館、高速公路的護欄、大廠房等外墻基面涂裝

目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一的清水混凝土施工質(zhì)量標準和質(zhì)量驗收標準，給施工單位和建設(shè)單位帶來了一些困惑。參考國外有關(guān)建筑混凝土的技術(shù)標準，在普通結(jié)構(gòu)混凝土驗收標準的基礎(chǔ)上，我國清水混凝土質(zhì)量驗收應(yīng)遵循如下標準:

(l)軸線通直、尺寸準確;

(2)棱角方正、線條順直;

(3)表面平整、清潔、色澤一致;

(4)表面無明顯氣泡，無砂帶和黑斑;

(5)表面無蜂窩、麻面、裂紋和露筋現(xiàn)象;

(6)模板接縫、對拉螺栓和施工縫預(yù)留設(shè)有規(guī)律性;

(7)模板接縫與施工縫處無掛漿、漏漿。

清水混凝土施工工藝在國外已是一項成熟的技術(shù)，而國內(nèi)直至今日才有大面積項目的實施，其難點主要體現(xiàn)在項目管理的科學(xué)與嚴謹上。對于一個復(fù)雜的工程，最重要的就是有好的適合的運作系統(tǒng)。從組織設(shè)計、安排施工到項目管理與監(jiān)理督檢，如果每一個環(huán)節(jié)都運行良好，實現(xiàn)清水混凝土是順理成章的事。這也是為什么清水混凝土建筑在國外很普遍而在國內(nèi)卻很少見的原因。

很多國內(nèi)建筑師都對清水混凝土情有獨鐘，也曾嘗試著進行設(shè)計，并說服業(yè)主實施，但業(yè)主往往一遇到各分項工種之間的配合問題時，就會缺乏決心，常有半途而廢的實例出現(xiàn)至使被迫改變方案，無法將建筑師的設(shè)計思想貫徹到底。清水混凝土的無窮魅力尚需在不斷的實踐與創(chuàng)新中確立與發(fā)展。另外，造價也是一個問題。普通混凝土完成一方造價在700-800元，使用清水混凝土則在1000元以上，成本要高出20%左右。雖然清水混凝土結(jié)構(gòu)精工細作，工期拉長，結(jié)構(gòu)施工階段投人的人力、物力加大，但最終舍去抹灰、吊頂、裝飾面層等內(nèi)容，減少了維保費用，最終降低了工程總造價。但往往業(yè)主看不到這點，還需在觀念上有所轉(zhuǎn)變。