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清水混凝土百科之清水混凝土发展解析

时间:2020-05-20 10:33 | 人气:
清水混凝土近些年来在国内越来越流行,使用的人也越来越多,诸多的清水混凝土建筑也开始出现,并且在家庭的装饰中也有人开始采用清水混凝土的工艺技术来实现,而在园林景观中的应用更是数不胜数。清水混凝土俨然已经成为当下的一种热门材料。经过多年在国内的不断发展,清水混凝土从最初的少数应用,到现在在不同的领域之中都有应用,这让清水混凝土这种新型的材料成为了新宠。那么清水混凝土的发展你知道多少呢?今天我们就针对清水混凝土在国内外的发展情况进行一些探讨吧。
清水混凝土国外的应用可以说是比较早的了,世界上有很多的著名建筑师,如世界级建筑大师贝聿铭、安藤忠雄等都在他们的设计中大量地采用了清水混凝土。而在建筑中很多的知名建筑如:悉尼歌剧院、日本国家大剧院、巴黎史前博物馆、首都机场等世界知名的艺术类公建,均采用这一建筑艺术。
(一)混凝土的前世今生

古罗马的混凝土

很多研究者认为,除去早期使用灰泥的历史,人类最早使用混凝土是在约公元前2世纪的意大利南部。这种特殊的材料是一种被称为“Pozzuolana”的火山灰,第一次是在那不勒斯湾的波佐利(Pozzuoli)找到的,后被广泛的用作罗马人的水泥。公元前193年,古罗马修建了第一座大市场,这种火山灰被用于将天然石材固定在一起,因为火山灰与水之间的化学反应可以固化成为一种岩石状物质。此后罗马人用这种东西修筑桥梁、码头、下水道排水管、输水道和建筑物。

 古罗马时期的混凝土建筑
2000年前的古罗马建筑就是采用混凝土的工艺制作而成,至今依然屹立不倒
古罗马时期的建筑
古 罗马时期的法兰建筑

古代中国的“水泥材料”

甘肃天水的大地弯遗址距今5000年,在大地弯四遗址中发掘出了一座面积很大的建筑,该建筑由前厅、主室、后室、左右侧室及门前棚廊式建筑六大部分组成,总面积420平米,是目前所见我国史前期面积最大、工艺水平最高的房屋建筑。面积达130多平米的主室,地面由一种类似于现代水泥的混凝土铺成,经考证化验可知,其化学成分、物理性能及其抗压强度等,均相当 于当今100号水泥砂浆地面的强度。专家们认为,这种建筑材料是目前世界上最早、早古老的混凝土。

 大地湾遗址
5000年前的中国水泥材料

最早的钢筋混凝土摩天大楼

世界上第一座钢筋混凝土摩天大楼英格尔斯大厦(Ingalls Buiding)采用兰塞姆系统建造而成。该建筑为16层建筑,这一建筑在当时被认为是一项大胆的工程壮举,而且它的成功的确促进了美国高层建筑中钢筋混凝土结构被普遍接受。1974年它被美国土木工程师学会指定为“国家历史性土木工程建筑”,1975年被列入“美国国家史迹名录”。
 

中国早期水泥制造厂

1889年,中国河北唐山开平煤矿附近,设立了立窑生产的唐山“细绵土”厂,1906年袁世凯命令周学熙从英国人手中收回重办,改名为“启新洋灰公司”,年产水泥4万吨。

 唐山“细绵土”厂
唐山“细绵土”厂

(二)清水混凝土国外发展历程

清水混凝土产生于20世纪20年代,随着混凝土广泛应用于建筑施工领域,建筑师们逐渐把目光从混凝土作为一种结构材料转移到材料本身所拥有的质感上,开始用混凝土与生俱来的装饰性特征来表达建筑传递出的情感。此时多为国际主义风格。最为著名的是路易·康(Louis Kahn)设计的耶鲁大学英国艺术馆,美国设计师埃罗·沙里宁(Eero Searinen)设计的纽约肯尼迪国际机场环球航空大楼、华盛顿达拉斯国际机场候机大楼等。到20世纪60年代,越来越多的清水混凝土出现在欧洲,北美洲等发达国家。到了80年代,一批新起的建筑师延续了国际主义风格,强调高技术、强调建筑结构的科学技术含量,形成了“高技派”,它们的代表人物有理查德·罗杰斯、诺曼·福斯特等,典型作品如香港汇丰银行。在亚洲,日本最先走到了建筑前列。

耶鲁大学英国艺术馆
耶鲁大学英国艺术馆
纽约肯尼迪国际机场环球航空大楼
纽约肯尼迪国际机场环球航空大楼

第二次世界大战以后,百废待兴,部分混凝土建筑省掉了抹灰、装饰的工序而直接使用,演绎到今天,日本的清水混凝土技术已经得到了很大的发展。在混凝土应用上,日本改变了以前的不加以修饰的水泥表面手法,利用现代的外墙修补技术,将水泥墙面拆掉模板后进行处理,使水泥表面达到非常精致的水平,同时又充分展现出水泥本身特有的原始和朴素的一面。一种被认为更接近于东方禅学无为而为的思想,被以有“清水混凝土诗人”之称的安藤忠雄为代表的日本建筑师融人在其设计中,充分体现了东方文化色彩。

安藤忠雄与清水混凝土
安藤忠雄与清水混凝土
安藤忠雄的清水混凝土建筑

安藤忠雄清水混凝土建筑
安藤忠雄清水混凝土
安藤忠雄清水混凝土建筑

 (三)我国发展历程

     在我国,清水混凝土是随着混凝土结构的发展不断发展的。20世纪70年代,在内浇外挂体系的施工中,清水混凝土主要应用在预制混凝土外墙板反打施工中,取得了进展。后来,由于人们将外装饰的目光都投诸于面砖和玻璃幕墙中,清水混凝土的应用和实践几乎处于停滞状态。直至1997年,北京市设立了“结构长城杯工程”奖,推广清水混凝土施工,使清水混凝土重获发展。近些年来,少量高档建筑工程如海南三亚机场,首都机场,上海浦东国际机场航站楼、东方明珠的大型斜筒体等都采用了清水混凝土。

东方明珠的大型斜筒
首场机场
首都机场T3

随着绿色建筑的客观需求,人们环保意识的不断提高,返璞归真的自然思想的深入人心,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。由中建三局北京公司作为总承包商建设的联想研发基地,被建设部科技司列为“中国首座大面积清水混凝土建筑工程”,标志着我国清水混凝土已发展到了一个新的阶段,是我国清水混凝土发展历史上的一座重要里程碑。

 联想清水混凝土

(四)混凝土的艺术表达形式

     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;清水混凝土结构一次性成型,不剔凿修补、不抹灰,减少了大量建筑垃圾,有利于保护环境;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;清水混凝土的施工需要投入大量的人力物力,常会延长工期,但因不须要装饰面层,从而减少了维保费用,最终可降低总造价更有助于降低维护成本。混凝土表面吸水率较大,如不作任何保护,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,逐渐失去原来面目,所以一般说来,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。

清水混凝土建筑

清水混凝土建筑
清水混凝土建筑

    清水混凝土施工用的模板要求十分严格,需要根据建筑物进高设计定做,且所用模板多数为一次性的,成本较高。模板必须具有足够的刚度,在混凝土侧压力作用下不允许发生任何的变形,以保证结构物的几何尺寸均匀、断面一致,防止浆体流失;对模板的材料也有很高的要求,表面要平整光洁,强度高、耐腐蚀,并具有一定的吸水性;对模板的接缝和固定模板的螺栓等,则要求接缝严密,要加密封条防止跑浆。固定模板的拉杆也需有金属帽或塑料扣,以便拆模时方便,减少对混凝土的破损等。

    混凝土在同等条件下的试件强度达到3MPa(冬期小于4MPa)时拆模。拆模后应及时养护,以减少混凝土表面出现色差、收缩裂缝等现象。清水混凝土常采取覆盖塑料薄膜或阻燃草帘并与洒水养护相结合的方法,拆模前和养护过程中均应经常洒水保持湿润,养护时间不少于7天。冬期施工时若不能洒水养护,可采用涂刷养护剂与塑料薄膜、阻燃草帘相结合的养护方法,养护时间不少于14天。

后序施工时,要注意对清水混凝土的保护,不得碰撞及污染混凝土表面。在混凝土交工前,用塑料薄膜保护外墙,以防污染。对易碰触的阳角部位,拆模后钉薄木条或粘贴硬塑料条加以保护。

清水混凝土装饰

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