清水混凝土在民航工程中的應(yīng)用

林立孚

摘 要：清水混凝土近十年在國內(nèi)大型工程得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在民航工程領(lǐng)域，其具有特殊的材料質(zhì)感而且能節(jié)省施工成本和工期，是一種優(yōu)越但又相對(duì)陌生的結(jié)構(gòu)。該文將結(jié)合工程實(shí)例，全面介紹清水混凝土在民航工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：清水混凝土 民航工程 施工關(guān)鍵及難點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）02（c）-0089-01

1 清水混凝土與民航工程簡介

1.1 清水混凝土的出現(xiàn)和發(fā)展

清水混凝土指一次澆筑成型，沒有附加任何裝飾的混凝土結(jié)構(gòu)表面。清水混凝土的出現(xiàn)是在20世紀(jì)20年代，隨著當(dāng)時(shí)混凝土材料的廣泛應(yīng)用，在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域出現(xiàn)了新的潮流和審美觀念。清水混凝土一開始是在大型結(jié)構(gòu)中較為常用，如在橋梁、大壩、水塔等結(jié)構(gòu)物中。而混凝土這種的樸實(shí)、剛勁的色調(diào)和質(zhì)感為當(dāng)時(shí)許多知名建筑設(shè)計(jì)師所青睞，并加以在民用建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)嵺`和應(yīng)用。由此，混凝土從一種純屬結(jié)構(gòu)上的材料發(fā)展成為兼有結(jié)構(gòu)意義和建筑審美意義的材料，甚至發(fā)展成一種建筑風(fēng)格。以這種方式應(yīng)用混凝土的建筑，謂之清水混凝土建筑。

雖然混凝土結(jié)構(gòu)早就在我國被廣泛使用，但清水混凝土結(jié)構(gòu)卻起步非常晚，真正意義上的較為廣泛的使用是始于20世紀(jì)90年代，如首都國際機(jī)場、浦東國際機(jī)場、東方明珠大型斜筒體等。

1.2 清水混凝土與民航工程

民航工程指的是航站樓工程與塔臺(tái)工程，在中型、大型城市中，飛機(jī)場的航站樓和塔臺(tái)總是一個(gè)城市的標(biāo)志性建筑之一，是一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展水平的體現(xiàn)，同時(shí)也是一個(gè)耗資巨大、使用周期相當(dāng)長的結(jié)構(gòu)物。因此民航工程的設(shè)計(jì)和建造在國內(nèi)外任何一個(gè)中型、大型城市都備受當(dāng)?shù)卣褪忻竦年P(guān)注。

清水混凝土天然具有一種難以被任何材料替代的質(zhì)感，而其在工程造價(jià)上相比飾面結(jié)構(gòu)的成本下降，使得清水混凝土結(jié)構(gòu)在民航工程中有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)[1]。包括首都國際機(jī)場3號(hào)航站樓、浦東國際機(jī)場航站樓、深圳機(jī)場T3航站樓、紐約肯尼迪國際機(jī)場候機(jī)大樓、華盛頓達(dá)拉斯國際機(jī)場候機(jī)大樓等眾多國內(nèi)外的民航工程均采用了清水混凝土結(jié)構(gòu)。

2 首都機(jī)場3號(hào)航站樓清水混凝土工程分析

清水混凝土結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外民航工程領(lǐng)域中已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用，并取得了理想的效果。本章將從建筑設(shè)計(jì)、材料性能和施工技術(shù)方面具體分析一個(gè)國內(nèi)具有代表性的清水混凝土民航工程，結(jié)合實(shí)例敘述清水混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、注意要點(diǎn)和其實(shí)際效果。

2.1 工程概況

北京首都國際機(jī)場3號(hào)行鎮(zhèn)樓是奧運(yùn)基礎(chǔ)建設(shè)重大工程，是北京乃至整個(gè)中國的標(biāo)志性建筑之一。清水混凝土結(jié)構(gòu)主要使用在公共區(qū)域的天花，公共區(qū)域鋼筋混凝土柱，貨車、行李車坡道及裝卸平臺(tái)，APM軌道以及核心筒外墻，其中施工最為復(fù)雜的是公共區(qū)域的天花板，其面積巨大（超過12萬m2）[2]。由于我國的施工單位未有過如此大規(guī)模清水混凝土施工的經(jīng)驗(yàn)，理論也不完善，且工期非常緊，因此工程對(duì)設(shè)計(jì)或施工單位都是一個(gè)非常巨大的挑戰(zhàn)。

2.2 工程的關(guān)鍵及難點(diǎn)

清水混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)主要在于材料以及施工方面?；炷潦且环N收縮材料，民航工程中大體積的混凝土極易開裂；且一般混凝土由于水化過程中多余水份的流動(dòng)和蒸發(fā)，總會(huì)在混凝土內(nèi)部留下許許多多空洞，而這些與生俱來的缺點(diǎn)在清水混凝土結(jié)構(gòu)中是不可接受的。

為了克服這種困難，工程技術(shù)人員在混凝土的配合比設(shè)計(jì)上花了相當(dāng)大的功夫。首先為了減少水化熱及收縮程度，必須減少水泥用量，摻合料用了F75級(jí)磨細(xì)復(fù)合礦渣粉；為了減少水的使用量從而減少混凝土中的孔洞、提高密實(shí)性，加入了北京中航明星ZH-1高效減水劑；同時(shí)為了控制收縮、保持一定的和易性，加入了山東壽光利飛UEA-D低碳膨脹劑。在骨料選取方面也要相當(dāng)嚴(yán)格，粗骨料為5～25 mm低碳活性山碎石，含泥量小于0.5%，整片狀含量小于6%；細(xì)骨料為承德低堿活性II區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)為2.6～2.8[3]。為保證混凝土的工作性能，在生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑和振搗過程中都嚴(yán)格把關(guān)。

除了材料上的高要求外，施工過程也是非常重要的一環(huán)，任何施工上的放松都將引起最后效果的缺陷，而這對(duì)于首都機(jī)場這樣標(biāo)志性的工程來說決不允許出現(xiàn)的。

鋼筋工藝采用了無銹鋼絲，為保證保護(hù)層厚度采用了嚴(yán)格尺寸的混凝土或塑料墊塊。模板工程是最重要的一環(huán)，因?yàn)槟０逯苯雍突炷帘砻娼佑|，任何不恰當(dāng)、不嚴(yán)格的施工方法都將會(huì)導(dǎo)致混凝土表面的不平滑。工程采用了剛度較大且經(jīng)過拋光處理的鋼模板施工，為了解決接縫處漏漿、錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，模板平接和陽角面板的拼縫采用模板硬拼接縫與止水泡沫棒雙重措施。在混凝土的澆筑和振搗階段嚴(yán)格把關(guān)，控制振搗的時(shí)間和深度，振搗均勻，不漏振、過振。養(yǎng)護(hù)采用首先浸泡于飽和狀態(tài)的無紡布掛簾，然后加塑料布包裹，保溫保濕，防止溫差造成的混凝土開裂及水分的流失，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d[3]。

2.3 工程效果和結(jié)論

工程效果非常良好，強(qiáng)度合格率100%，顏色均勻明顯偏差，里面垂直度、平整度小于1 mm，沒有出現(xiàn)蜂窩、麻面等表面損傷，最大氣泡直徑小于3 mm[3]。

總結(jié)經(jīng)驗(yàn)不難得到這樣的結(jié)論：要使清水混凝土大型建筑達(dá)到滿意的效果，關(guān)鍵在于兩方面，一是材料，二是施工水平，兩者缺一不可。

3 清水混凝土民航工程的總結(jié)和展望

該文以綜述的方式介紹了清水混凝土的發(fā)展歷程、優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)以及其在民航工程中的應(yīng)用，并詳細(xì)地討論了北京首都國際機(jī)場3號(hào)航站樓的工程實(shí)例，以說明清水混凝土民航工程的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，并指出了清水混凝土結(jié)構(gòu)在民航工程領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢(shì)。

清水混凝土在我國起步晚，但近年來的發(fā)展非?？?，已經(jīng)有了很廣泛的工程實(shí)踐以及一定的經(jīng)驗(yàn)，在2009年，我國頒布了首部清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。隨著我國社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的逐漸成熟，大型的民航工程建設(shè)將變得越來越少有，工程的重點(diǎn)將逐漸從建造新的民航工程轉(zhuǎn)而對(duì)大型民航工程的維護(hù)。由于清水混凝土結(jié)構(gòu)直接將混凝土暴露于空氣當(dāng)中，遭受各種外來的自然損傷（如風(fēng)、雪、雨、溫差、地震等），而此類工程設(shè)計(jì)使用周期可能是100年甚至更久，其耐久性能和穩(wěn)定性將受到巨大挑戰(zhàn)。例如碳化速度的加快，溫度裂紋的擴(kuò)展，酸雨的侵蝕以及地震后形成的許多受力裂縫如何處理等，都將是未來清水混凝土民航工程領(lǐng)域研究的種種課題。而國內(nèi)關(guān)于大型、大體積清水混凝土有關(guān)方面的研究基本處于空白狀態(tài)。為此，還需要廣大工程技術(shù)人員、研究學(xué)者繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊文旻，談一評(píng).淺談清水混凝土[J].工業(yè)建筑，2009（S1）：893-896.

[2] 奚悅.清水混凝土設(shè)計(jì)：T3航站樓工程[C]//北京建筑設(shè)計(jì)研究院論文集1999-2009（建筑卷），2009.endprint