金黃色的高大空心柱
仿古希臘式后現代主義的月白色門頭
磚灰色的希臘式山形墻
鐵紅色的齒形弧形墻
仿若一座希臘神殿坐落在校園的正中央
圖為華燈初上的越秀外國語學院圖書館外景
“清水混凝土”是國內建筑領域少人涉足的一片神秘之地。雖然它與生俱來的厚重與清雅是一些現代建筑材料無法效仿和媲美的,但因施工難度大,可變因素多,又使其始終難以被國內的業主和建筑師所采用,也就更鮮有成功的范例。
越秀外國語學院圖書館工程位于浙江越秀外國語學院鏡湖校區內,為框架剪力墻結構,地下一層,地上四層,總建筑面積18916平方米,總占地面積4768平方米,是校園內的標志性建筑。施工過程中,項目團隊攻堅克難,創新融入多項施工工藝,運用超大體量本色與彩色清水混凝土完美詮釋了設計理念,鑄就了國內首個大體量彩色清水混凝土建筑的豐碑。
目前,國內的清水混凝土建筑大多以灰色為主,少數彩色混凝土建筑也僅采用白色、紅色、黃色等不超過兩種顏色裝飾,如烏鎮的木心藝術博物館、內蒙古正藍旗元上都遺址博物館、天津大學新校區室內體育活動中心和游泳館、江蘇淮安實聯化工廠水上建筑等。
彩色清水混凝土建筑在國內,甚至是世界上比較少見的原因在于,彩色混凝土的顏色很難調配,因為不同的顏料會起不同的化學反應。“添加研磨料的不同,添加步驟的不同,都會導致顏色千差萬別,及彩色混凝土的強度不同。尤其是以普通灰水泥調配出黃顏色這種淺色混凝土更是難上加難。”
為了達到設計效果,北京建工集團三建公司項目部與北京建研院材料所開展合作,聯合對兩種彩色清水混凝土配比進行攻關。七八十種研磨料,經過500多次試驗,最終適配出了具有高性能的彩色清水混凝土,完美演繹了設計意圖。
創造性地采用了紅、黃、灰、白四色現澆清水混凝土于一體的設計,使整棟建筑與整體校園環境有機融合。
環繞中空大廳獨創了閱讀環廊,十米寬的環廊外側為鋸齒狀釉紅色現澆混凝土墻,內側為磚灰色現澆混凝土墻,通過內墻開洞可使讀者進入每層開放式書架區域。其獨特的半開放性設計更適合學生自主學習,與傳統閱覽區形成互補。
中央閱覽大廳圓形屋頂鋼架構,創新采用了3組折線形實腹鋼梁設計。用現代化技術,將數據、通訊、消防等進行科學管理。注重圖書資料的集成管理、流通服務的自動化、信息化。注重電源、網絡設計量的預留及信息節點、電源點的全覆蓋。
綜合采用了直膨式冷凝熱回收熱泵空調機組、變制冷劑流量多聯機系統、加熱交換新風系統,并結合屋頂上部電動天窗,實現了報告廳、閱覽室等不同功能區域的制冷需求。并采用熱交換新風機,回收排風能量,實現過渡季全新風運行,節能環保。
材料制備技術:
1.普通灰水泥制備多彩淺色清水混凝土技術
采用鈦白、鐵紅、鐵黃等顏料及填料,與灰色普通硅酸鹽水泥、粉煤灰合理調配,制備出色彩穩定的月白、釉紅、明黃、磚灰四色混凝土,實現了彩色混凝土配制技術的突破。
2.彩色混凝土耐久性、穩定性控制技術
采用了自主研發的白色片狀高活性KP偏高嶺土礦物固色劑,不僅提高了新拌混凝土的工作性能,保證了彩色混凝土結構和色彩穩定性,還提升了混凝土的強度、密實性,為形成現澆施工、多色彩裝飾、結構構造為一體的建筑藝術混凝土工程的綜合解決方案奠定基礎。
施工工藝:
1.彩色清水混凝土的模板材料處理技術
創新設計了小折線齒狀弧形鋼模板。采用粗糙度50-100UM的噴砂處理,對模板拼縫進行二次密封,保證彩色清水混凝土澆筑養護中不漏漿、不失水,硬化混凝土表面達到亞光效果,體現了混凝土內在的色彩與質感。
2.不同色彩混凝土界面拼接施工技術
設置禪縫、留置明縫、合理調整施工順序,解決了不同顏色清水混凝土界面相交、相貫處串色的難題,實現了不同色彩清水混凝土對接處顏色分明,棱角清晰,過渡自然的效果。
3.失蠟法施工技術
借鑒青銅器鑄造古法——失蠟法,并加以改良,通過蠟鑄造型、脫蠟成型技術,實現了復雜筆畫字體陰刻于清水混凝土一次澆筑完成,為清水混凝土精準造型施工創出一條新路。
4.雙面齒形現澆弧形夾心保溫墻一次成型施工技術
將石墨聚乙烯聚苯板內置于墻體結構層與構造層之間,混凝土一次澆筑,實現雙面彩色清水混凝土的效果,達到了節能環保的效果。
5.彩色混凝土螺栓孔防失水控制技術
自主設計并開模注塑了瓶塞式尼龍堵頭與可嵌套的彈性橡膠工裝體系,避免了螺栓孔失水造成清水混凝土表面變色,保障了混凝土表面光滑平整,顏色均勻一致。
6.清水混凝土水性透明保護劑的配制與應用技術
自主研發了適用于彩色清水混凝土的水性透明保護劑,包括底涂、中涂和面涂三道。
底涂可滲入混凝土內部增強粘結力;中涂使混凝土顏色充分顯現,又能提高表面亞光效果;面涂使混凝土表面形成“荷葉效應”,達到長期發水效果。
涂刷保護劑可使彩色混凝土顏色自然顯現,又增強了耐久性、抗裂性,防止后期表面龜裂,達到長期裝飾效果。
7.清水混凝土抗裂保護施工技術
采用直徑Ф8鋼筋作為抗裂鋼筋,與自行設計生產的同直徑十字卡扣式四小柱尼龍墊塊共同工作,通過卡扣固定、扎絲加固,避免了由于清水混凝土無飾面層碳化快、保護層較普通混凝土厚而造成的表面易開裂的問題。
此方法操作簡單、施工可控、持續抗裂效果顯著,保證了清水混凝土飾面的長期效果。
它榮獲了浙江省建筑業新技術應用示范工程,國家級工法1項、發明專利3項、實用新型專利7項。
就在它竣工投入使用的當口,收獲了來自北京的成績報告單。
6月6日,北京市住建委主持召開的“現澆結構多色彩建筑混凝土制備與建造關鍵技術研究”科技成果鑒定會認為:
該成果在彩色混凝土制備及建造方面有重大創新,達到了國際領先水平。