黄艳丽，杨 毅，戴向东

(中南林业科技大学，湖南 长沙410004)

室内装饰中清水混凝土元素的应用研究

黄艳丽，杨 毅，戴向东

(中南林业科技大学，湖南 长沙410004)

清水混凝土是一种高质量的混凝土表现形式，在室内装饰工程中必须要从设计、材料、施工和经济等多方面考虑。在施工中，要从材料配比、性能要求、模板设计、施工环境、施工工期和施工方法等因素综合考虑，进行合理的材料选择和施工管理。研究以清水混凝土为表现主体，结合室内施工中的相关要求和特点，分别从清水混凝土材料选择、施工准备、模板工程、钢筋结构形式等方面探索了一套清水混凝土在室内施工的施工程序和施工要求。

清水混凝土；室内设计；装饰；施工

清水混凝土是混凝土材料中的最高表现形式，它突显的是一种最本质的美，体现的是“素面朝天”的品位。很多世界级建筑大师的设计作品都大量地采用了清水混凝土表现形式，悉尼歌剧院，日本国家大剧院，巴黎史前博物馆等世界知名的艺术类公共建筑，均采用了这一建筑艺术表现形式。

施工对清水混凝土的最终表现效果有着决定性的影响，从材料选择、材料配比、施工方法以及施工管理等的每一个环节都会影响到清水混凝土的最终效果。在室内装饰工程中，对细节和质量的要求更高，因此一套严谨而合理的施工工序和施工要求是清水混凝土在室内施工中的关键。

清水混凝土装饰元素在室内设计表现中主要可分为现浇和预制两种。其自身特点和施工方式各有不同。现浇清水混凝土可以通过模板形成丰富的造型以及不同的表面线型和质感，通过对原材料的选择和附加色的添加可做成各种不同的色彩，以达到装饰的目的。根据具体情况合理的选择清水混凝土材料，是完成一个优质清水混凝土工程的第一步。研究主要研究现浇清水混凝土的施工工艺与要求。

1 现浇清水混凝土的材料选择

选择清水混凝土原材料必须对影响到混凝土视觉的有关因素加以考虑。

（1）混凝土表面装饰的状态

混凝土表面的装饰状态，一方面决定于混凝土表面凹凸状态的平坦度、表面颜色及气孔，以及表面的质感等；另一方面，决定于混凝土浇筑成型后的质量，如表面的密实程度、麻面，以及冷接缝等。

（2）使用材料和混凝土的表面色

混凝土组成的材料有水泥、砂、碎石、矿物掺和料、化学外加剂等。这些不同成分对清水混凝土表面颜色都会造成一定影响。

（3）水泥品种的选择

清水混凝土使用的水泥，应具有以下特性:

①不使清水混凝土具有色差；

②水化热低，不至于使混凝土由于水化热而开裂；

③水泥中的含碱量要低，一般为Na2O＜0.6%,保证不至于发生碱集反应；

④要根据环境具体情况，适当选用水泥的品种。

清水混凝土在室内空间中，环境相对于建筑外部空间较为稳定，一般使用普通硅酸盐水泥和白色硅酸盐水泥即可，在冬季施工时，如遇特殊情况也可使用早强硅酸盐水泥。对于卫生间、水中等室内中的特殊空间使用清水混凝土时，可根据不同水泥的性能进行选择。

（4）混凝土的化学外加剂

清水混凝土的化学外加剂主要是引气剂和减水剂。引气剂(air entraining agent)掺入混凝土中，使混凝土含有大量的、微小的、独立的和均匀分布的气泡，是使混凝土的工作性能、抗冻性能得以提高的外加剂。减水剂具有对水泥的分散能力，降低水的用量，控制坍落度的损失，并提高混凝土的耐久性等优点。在高强混凝土和自密实混凝土中常使用[1]。

（5）骨料的选择

在清水混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料或集料，其中粒径大于4.75 mm的骨料称为粗骨料。普通混凝土常用的粗骨料有碎石及卵石两种。细骨料则有河砂、山砂、陆砂、碎石砂及水洗海砂等。配制清水混凝土一般采用河砂、水洗海砂或碎石砂。有特殊设计要求时也有使用毛石作为骨料的，但通常都以后期加工，露出骨料（见图1）的形式来表现。清水混凝土中骨料对颜色影响较大，在选择骨料时需注意。

2 模板工程

2.1 清水混凝土模板及模板设计的基本要求

模板是混凝土结构成形的临时性结构，它由面板、小楞(龙骨)及支承系统组成。模板体系应根据结构形式、构件的截面尺寸、荷载大小、基础(或地基、支承结构)的承载能力、施工设备、材料供应条件等因素进行设计。由于清水混凝土结构的外观还需满足饰面效果的要求，因此清水混凝土结构模板的板面质量、加工精度、支承体系的刚度都需高于一般的混凝土结构模板。

图1 露出毛石骨料的清水混凝土面Fig. 1As-cast fi nish concrete surface showing the rubbl aggregate

清水混凝土的模板设计包括配板设计、模板及支承系统设计、模板及支承系统拆除等主要内容。配板设计是指按混凝土结构划分的施工流水段、模板的周转次数，根据设计要求的混凝土表面类型，同时考虑安装和装修的预留预埋等因素，对板面的大小、拼缝位置、禅缝明缝、对拉螺栓的设置以及阴阳角、洞口、线条、模板接头的配置和细部处理的设计，配置成工具式的板块使用。模板应选择板面密实度、平整度、光洁度好或纹理能够满足清水混凝土的饰面要求，加工性能好的材料，还要满足强度、刚度的要求。

2.2 模板材料的选择

⑴模板的面板材料有竹、木胶合板、钢板、铝合金板、玻璃钢、PVC等，在某些部位和工程中也有少量采用实木面板和在模板内设衬板的情况，衬板的材料有PVC、橡胶、玻璃钢、聚氨酯、不锈钢等，通常是衬板直接与混凝土接触，再使用胶合板进行补强。支承材料一般采用木枋、钢管架料、薄壁型钢、铝合金梁、型钢骨架等。

在室内装饰工程中由于对界面平整度、光洁度等各方面要求较高，同时，出于成本考虑，在没有特殊造型或造型较为复杂，又或需承受较大荷载的情况下，建议使用国产多层覆膜胶合板或进口覆膜胶合板(又称维萨板WISA)，这也是目前清水混凝土的首选模板材料。清水混凝土常用的模板材料见表1。

2.3 模板设计的原则

⑴模板的接缝要求

模板的面板分割设计应使模板分块与禅缝、明缝等清水混凝土饰面效果一致。当设计物具体要求时，应根据结构的长、宽、高和留洞位置、与相邻构件的关系等因素，尽量做到均匀、对称、有规律的排布。对于弧形平面的模板则宜沿弧线和法线均匀分格(见图2)。

表1 清水混凝土常用模板材料(自制)Table 1Generally-used template materials of fair-faced concrete

图2 平直和弧形线段模板分块示意图(自制)Fig. 2Straight and arcuate segment template block schematic diagram

（2）模板的结构设计

模板结构设计除应符合国家现行标准《建筑施工模板安全技术规程》(JGJ 162-2008)、《建筑工程大模板技术规程》(JGJ 74-2003)和《清水混凝土应用技术规程》(JGJ 169-2009)的规定外，还应符合以下要求:

①模板结构应牢固稳定，规格尺寸准确，拼缝不漏浆，拼缝处的平整度符合禅缝要求。竖向结构的模板宜高出结构浇筑高度50 mm，以便于剔凿水平施工缝时仍能保持结构的浇筑高度，不影响明缝的位置。顶部宜高出吊顶标高100～200 mm，以便于吊顶安装，保证结合处完整平直。

②模板及支承系统应具有足够的承载能力、稳定性和刚度，能可靠的承受施工过程中的钢筋自重，新浇混凝土的自重、压力，以及施工中产生的其他荷载。一般情况下可参照建筑模板相关荷载值按模板及支撑系统的类别确定荷载效应组合进行计算。特殊情况下应按实际情况进行分析计算确定[3]。

③当工程没有特别要求，计算模板及支架的刚度时，模板的最大变形值不得超过模板计算跨度的1/400；支架的压缩变形值或弹性挠度为相应结构计算跨度的1/1000。

④模板的支撑架应有必要的水平和垂直支撑，并用支撑、拉杆件与结构连接，以确保支撑体系的稳定。

2.4 清水混凝土的模板材料与结构要求

⑴清水混凝土的模板材料

①制作清水混凝土模板的材料应厚度准确、表面平整、光洁、比较坚硬，不吸水、不易污染、损伤，便于清理，有较好的刚度。选用钢模时，应做成工具式的专用钢模板，用可焊性良好、便于加工的Q235、Q345钢材制作。选用胶合板模板时，应考虑胶合板质量能否满足要求、模板的周转次数、价格等因素综合比较[4]。

②由于木材的刚度较差，一般不宜用作清水混凝土模板的龙骨，确定要采用木龙骨时，应采用风干的木料(含水≯20%)刨光刨平、保持高度一致。模板的支撑材料宜选用定制的铝合金龙骨、钢板或型钢龙骨。

③清水混凝土的明缝应采用坚硬、不易变形的材料，一般可采用硬木条、硬质塑料，铝合金等，制作成表面光洁、平整，又易于取出的截面形状的嵌条。

④同一构件的对拉螺栓应用同一类型、同一规格的螺栓及相应的配件，对拉螺栓的形式要便于混凝土面上的螺栓孔处理，因此，螺栓靠模板处有外形呈圆台状的顶帽。可以是整根的带塑料套管可回收的螺栓(见图3.a)，也可以将对拉螺栓做成三段，拆模时将可回收端头及对拉螺杆连接件拆下、中段留在混凝土结构内(见图3.b)。有抗渗要求的清水混凝土结构，也可采用“三段”式对拉螺栓，但需要在中段焊上止水片，因此，中断的材料应用可焊性好的钢材[5]。

⑤模板的支撑系统常用钢管扣件支撑架、碗扣式支撑架(见图4a)；卡扣式支撑架(见图4b)；钢管支撑架(见图4c、d)。钢管支撑架是由Φ48x3.5 mm的钢管和扣件组成，使用时扣件将钢管连接成临时的结构，碗扣式和卡扣式支撑架是将Φ48x3.5 mm的钢管下成规定的长度的立杆和横杆(通常是300 mm的模数)，将碗扣焊在规定长度的立杆上，卡块焊在横杆钢管的端头，使用时将横杆端插入立杆上的碗扣，上碗扣落下楔紧；卡扣式是将带楔块的横杆端插入立杆上的卡扣中，组装成工具式的支撑架。

图3 .a 带塑料套管的可回收对拉螺栓Fig.3.a Recyclable spilt bolt with plastic sleeve

图3 .b 端头可回收的三段式对拉螺栓Fig.3.b Recyclable three stops spilt bolt

图4 钢管支架节点Fig. 4 Steel pipe supports node

支撑承受的荷载不大时，宜选用带可调式底座和顶托的碗扣式或卡扣式的钢管支撑架，也可以采用扣件式钢管架，但此时支撑架可承受的荷载不大，受到扣件承载能力的制约。荷载比较大的凌空结构，支撑架宜选用型钢、大直径钢管制作的工具式支撑架。

采用钢模的圆柱，经计算模板的环肋和纵肋的连接螺栓可以承受新浇混凝土的荷载侧压力时，支撑架的作用是为了结构准确定位的需要，可以不另设柱箍。直径较大的圆柱或异性的柱、墩或造型则需要设置工具式的抱箍或再加对拉螺栓以承受新浇混凝土的侧压力。

（2）清水混凝土模板的结构要求

①构件阴角部位的模板应配置成阴角模或角模连接件，阴角模需与相邻的模板有可靠的连接，以保证构件的角度准确；若用木模板，阴角两边模板的边楞应按需要的角度刨平刨光，相互对接准确地控制角度(见图5a)[6]。

②模板面接缝即禅缝，宜设在有背楞处，以免板面出现高低差或漏浆(见图5b)。

③构件阳角部位的模板应配成阳角模或阳角连接件。阳角模需与相邻的模板可靠的链接以保证角度准确。若用木模板，应将一边板的边楞按需要角度刨平刨光，使两边的模板角度准确、搭接严密(见图6)。

图5 木模板的阴角构造Fig. 5 internal corner structure of wooden template

图6 模板接缝处理(禅缝)Fig. 6 template seaming

④混凝土墙体端头模板宜将端面模板嵌于墙体的侧面模板内，以保持端头的角度准确。

⑤对拉螺栓的设置不但要有承受新浇混凝土侧压力的能力，还要考虑清水混凝土的表面效果，要按整齐均匀的原则排布。某些没有对拉螺栓又要显示对拉螺栓孔的部位，需做成装饰性的孔，通常被称之为“假眼”；宜用对拉螺栓的堵头固定在模板上，形成这样的装饰孔洞。

⑥需在混凝土面上留洞口时，可根据洞的特点选用材料，孔洞的模板尺寸必须准确，模板应固定牢固、连接严密，方便混凝土浇筑(见图7)。因此，在模板的周边要封贴密封胶，防止漏浆；洞底部位的模板上需设排气泌水孔；宽度较大的洞需设下料口，以便于下料和振捣。下料口要有能密合的封盖板，浇平洞口下沿时即封好盖板，在混凝土面上不留痕迹。

2.5 模板的拆除

清水混凝土模板的拆除，除应符合国家现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2002)、《建筑工程大模板技术规程》(JGJ74-2003)和《清水混凝土应用技术规程》(JGJ169-2009)的规定外，尚应符合以下规定:

图7 混凝土留洞模板的安装方式和细部节点Fig. 7 installation methods and details of concrete hole template

①适当延长拆模时间，有利于竖向混凝土结构的早期保湿养护。

②按方案规定的拆除顺序操作，不得硬撬硬拆，损伤混凝土的结构和模板。

③拆模后应及时清理粘附在模板上的混凝土残留物，修复局部的损伤，涂刷隔离剂进行例行保养；特别是要检查胶合板模板边沿切口处有无封胶破损、对拉螺栓孔眼处的保护垫圈是否齐全，应及时封好边沿切口、补充垫圈，以免降低模板的周转次数。

3 钢筋结构形式

3.1 钢筋材料

（1）钢筋的种类

钢筋按照外形有热轧圆钢、热轧变形钢筋、冷轧变形钢筋三大类。在混凝土工程中常用的是热轧圆钢HPB235，规格为Φ6～Φ20 mm，用作箍筋或分布钢筋。用的较多的是低合金钢的HRB335、HRB400，直径6～50 mm的热轧变形钢筋。冷轧变形钢筋是用热轧圆钢经过冷轧工艺成为带螺纹或月牙纹的钢筋，其规格有Φ5、Φ7、Φ9等，因其经过冷加工后强度提高，不易变形，常被用作分布钢筋。

（2）构造钢筋

在室内装饰工程中清水混凝土多数情况下都不需要承受主要的作用力，为防止开裂可配置构造钢筋，构造钢筋可对非荷载裂缝的控制起到重要的作用。这类钢筋的配置不是受到材料强度的控制，而是需要较小的直径、较密的间距配置，配筋率应稍高于传统做法的构造钢筋，以期对混凝土非荷载变形起到分散作用，达到控制肉眼可见裂缝的目的。因此，宜优先选用II级(HRB335)及以下的较小直径的变形钢筋；或HPB235加工的冷轧变形钢筋。

3.2 钢筋的制作和捆扎

（1）钢筋的制作

钢筋加工成型需根据钢筋不同的等级、直径选择弯曲半径。钢筋因避让穿插引出的不同保护层厚度时，也应考虑因弯曲引起的保护层厚度变化，并采取相应措施。

（2）钢筋的捆扎

钢筋捆扎应规定合理的工艺流程，要注意相关工序的穿插，预埋预留应准确，不能遗漏，避免事后的返工，更要避免给工程的使用留下缺陷。钢筋捆扎用的扎丝为20～22#镀锌钢丝；扎丝料长短应与所扎钢筋的直径、扎丝扣的形式有关，下料不可过长，以免丝扣剩余过多的扎丝尾。清水混凝土结构的钢筋捆扎完毕，需将扎丝扣全部按到，以免翘起的扎丝扣和丝尾进入保护层的浅表部位，形成麻点状的锈迹，影响混凝土的外观。

4 混凝土的配制与浇筑

4.1 清水混凝土的配制

清水混凝土的配制必须要考虑到满足施工要求的流动性即和易性，以及离析的性能；而且能振动成型或自密实，能得到致密的表面，除此之外，必须要满足所要求的抗压强度，保证耐久性和降低干燥收缩、开裂[7]。配合比确定前，应进行慎重的试配，并进行试验施工样板，检验混凝土的工作性、施工性及样板的性能，满足条件后，再确定清水混凝土的配比。

就施工作业容易程度而言，可以认为坍落度大、流动性高的混凝土工作性好。但是，如果坍落度过大，粗骨料容易分离，泌水量大；混凝土不仅损失其均匀性，而且浇筑面的美观也会受到影响。清水混凝土在室内使用时，除有高强度要求外，其坍落度宜控制在12～18 mm范围内。根据在广东省清远二建的试验，对于C60、C100清水混凝土配合比，参见表2。

表2 强度C60、C100清水混凝土配合比†Table 2The strength of C60, C100 fair-faced concrete’s mixture ratio

4.2 清水混凝土的浇筑

⑴竖向结构浇筑

①施工前需要作样板墙检验施工工艺和清水混凝土效果；②施工缝部位要注意封堵严密；门洞根部的模板要有足够长的水平压脚，以免清水混凝土漏浆，出现孔洞、麻面、起砂和烂根等缺陷（见图8）；③浇筑清水混凝土的竖向构件要控制好分层下料的厚度，逐层振捣；④要注意控制竖向结构的浇筑速度，特别是截面尺寸不大的单体构件，不可浇筑过快；⑤浇筑清水混凝土竖向结构时，需注意消除塑性沉缩裂缝。浇筑过程中应通过敲打模板进行二次振捣加以消除。对于墙顶的沉缩裂缝可以通过拍实压抹的方式进行二次振捣；其他部位的二次振捣，只能再模板外可能出现沉缩缝的位置进行[8]。

（2）倾斜结构浇筑

①倾斜结构的模板支撑体系比竖向构件的支撑体系复杂，因此，倾斜构件的模板及支撑体系要有足够的稳定性、强度承载力和刚度，还要方便其他模板的撤除。

②浇筑倾斜构件需要特别注意混凝土的下料和振捣。一般的构件可在上方模板隔适当的距离开一个浇灌口进行下料和振捣。打开和封闭浇灌口的操作，较难达到清水混凝土对模板平整度、禅缝等的要求，需要在开口处对留置的孔和封闭板精确加工、细心操作。在有条件时，可采用附着式振捣器，或使用自密实混凝土浇筑[9]。

③倾斜构件浇筑时在上表面容易出现气泡集中。消除上表面的气泡难度较大。一种做法是混凝土振实后随即在模板表面自下而上的振捣，帮组表面气泡排除。另一种做法是在模板与钢筋保护层之间插入竹片或塑料片，混凝土振捣后及时抽插，可以有助于气泡排除。

图8 混凝土根部封堵不严造成的缺陷Fig. 8 Defects caused by concrete root lax plugging

5 小 结

时至今日清水混凝土已悄悄的走入了人们的生活，它不应该仅仅是基础与建筑材料，它期待着人们去触摸它、凝视它。清水混凝土在室内中是一种非常具有表现力的装饰元素，只要在设计和施工中注意其要点，其功能和技术上完全能够达到室内装饰的相关要求。通过一系列相关实验和工程实践，清水混凝土在室内装饰中按照上述工序及要求进行施工，可以取得较为理想的效果，在材料损耗和工期上也能得到相应控制。

[1] 庞 鲜,李克忠.材质美在展示设计中的影响——以上海世博会展馆建筑设计为例[J].家具与室内装饰，2011,(3):72-73.

[2] 谢 雯.迷恋清水混凝土[J]. 房地产导刊, 2004,(21):102-103.

[3] 梁 峰,符 勇.风洞实验室异性清水混凝土板墙施工技术[J].施工技术，2011,40(4):87-88.

[4] 申 民，沈凤云，蒋勤俭，等. 北京射击馆预制清水混凝土外挂板施工技术[J].施工技术，2009,2(38):17-18.

[5] 王志武.清水混凝土施工要点[J].山西建筑.2011,37(23):118-119.

[6] 中国建筑工程总公司.清水混凝土施工工艺标准[M].北京:中国建筑工业出版社，2005.

[7] 杨 毅,戴向东,黄艳丽.清水混凝土装饰元素在室内设计中的应用研究[J].中南林业科技大学学报,2012,32(3):192-197.

[8] 费九良.电解槽制作中清水混凝土技术的应用[J].铜业工程,2009,(3):74-77.

[9] 杜福祥，张兴志，马卫华.成都来福士广场浅色饰面清水混凝土结构成平保护技术[J].施工技术,2011,40(32):10-12

[10] 刘 舸,刘子川,马 英.基于TopSolid的简化家具装配几何界面设计[J].中南林业科技大学学报,2012,32(1):171-175.

Application research on decoration element of fair-faced concrete in interior design

HUANG Yanli, YANG Yi, DAIXiangdong
(Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

s: Fair-faced Concrete construction has aroused people’s attention in the 1920s, and there are many outstanding architectural works in the world. However, which has been used by architects and neglected by interior designer. Starting from construction points of fair-faced concrete and combing with construction requirements and characteristics of interior design, this article discussed the design points such as space, functions and sense of reality, described construction procedures and requirement of cast-in-place concrete and precast concrete and proposed follow-up protective measures of fair-faced concrete’s application in interior design

fair-faced concrete; interior design; decoration; construction

S772

A

1673-923X(2012)09-0142-07

2012-02-27

湖南省哲学社会科学基金项目（11YBB397）；湖南省教育厅科学研究项目（10C1346）

黄艳丽（1979-），男，吉林扶沟人，讲师，博士研究生，主要从事家具与室内设计工程的教学与研究工作

[本文编校：吴 毅]