外墻面藝術混凝土在高層建筑的應用

常德大廈位于上海長壽路常德路交界處，總建筑面積51000m2，分別由A、B、C三幢主樓(23、26、23層)，及4層裙房商場與地下車庫組成，主樓轉換層以上為藝術混凝土外墻面分別為卵石、毛面花崗巖、卵石圖案。

1　施工工藝流程

彈線→墻鋼筋綁扎→保護層→主筋暴露防銹處理→墻鋼筋驗收→刷脫模劑→利用爬架提升外大模內小模固定校正→平臺模→驗收校正→平臺鋼筋綁扎及驗收→模板驗收再校正→混凝土接漿→泵送混凝土澆搗→混凝土收頭養(yǎng)護→利用外大模提升爬架→拆模→藝術混凝土養(yǎng)護。

2　施工工藝

2.1　外墻大模的選擇
(1)方案選擇　藝術混凝土比較適合爬模與爬架互為支撐體系，故選擇爬模方案。
(2)模板設計　模板體系必須具備足夠剛度，承載力和穩(wěn)定性，同時選擇模板必須滿足藝術混凝土的要求，A、C幢卵石面層厚3cm，B幢毛面花崗巖面層厚4cm。本工程A、B、C三幢標準層相同僅有3層局部不同，全部采用24塊大模，繪詳細大模拼裝圖，襯模采用聚氨酯模(見圖1、2)。由于標準層層高3m，大?？偢叨炔捎?.18m，擱柵采用方鋼40mm×60mm@300mm，圍檁采用雙榀10號槽鋼@750mm。大模固定采用22@1200mm對拉螺栓，并在大模板相應位置開設窗洞，用定型鋼模支設。陽臺圓形及六角部位全部設計為定型鋼模。

圖1　A、C幢卵石狀襯模

圖2　B幢毛面花崗石襯模

(3)襯模的制作　襯模一般有3種材料，即橡膠襯模、塑料襯模、聚氨酯襯模。橡膠襯模和塑料襯模費用較高，經比較本工程采用聚氨酯襯模。聚氨酯襯模利用兩種組分材料拌和后澆注在胎模上在常溫和溫室中固化成型。
聚氨酯原材料由聚醚型聚氨基甲酸酯HA組分和聚醚型聚氨基甲酸酯HB組分與催化劑3種材料組成。
聚氨酯材料性能如下：抗拉強度>4.41N/mm2；撕裂強度>1.47N/mm2；伸長率>200%；永久變形<6%；沖擊彈性>20%；硬度50～70HAS。
胎模由底模和飾紋塊組成，底模為木模，卵石飾紋塊是將天然河卵石等天然材料粘貼到底模上而成；毛面花崗巖飾紋塊用石膏飾紋塊，先用橡膠泥制成注模，然后將石膏與水調制后澆注入模，拆模后整修即可。最后將雙組分材料混合拌成液態(tài)澆注胎模制作而成。
(4)模板制作　模板制作為定點廠家，按設計圖紙要求進行精加工。先清除模板上的油漬、灰塵，據(jù)設計圖案排列，涂刷粘結劑后鋪貼，粘結劑固化后即可。粘結劑選用與襯模配合比相同的聚氨酯固化劑雙組分拌制的膠液。在實際施工中模板采用限位螺栓H型螺帽，以便螺栓回收，模板制作好后先試拼裝，達到要求后運抵現(xiàn)場使用。
(5)模板施工　對班組發(fā)放拼模圖并進行交底，專人負責大模板拼裝，吊裝到位后進行檢查，明確無誤后方可投入使用，施工前須將模板清洗干凈，并涂擦無色均質的液體脫模劑，模板拼裝必須符合要求，標高準確、垂直度、平整度必須嚴格控制在施工許可范圍內，配備專職質量員對模板逐塊吊線檢查，待所有工序結束經驗收合格后，采用高壓水槍沖洗模板內混凝土殘渣，利用內小模留設一些洞口，沖洗干凈后密封在模板下端塞緊泡沫條，以防污染下層墻面。
由于本工程為爬模、爬架互為支承體系，混凝土澆筑完畢后強度必須達到1.2N/mm2以上，這時，才能內用大模提升爬架，爬架提升固定結束后方許拆模，因襯模表面凹凸不平，大模板與混凝土墻面吸力比較大造成拆模困難，往往幾個人合力用撬杠撬開，因此拆模過程中，有襯模被拉壞，現(xiàn)場配備了襯模，隨時修補。盡管我們要求必須層層清理、涂脫模劑，也試驗了多種脫模劑，但脫模效果均不理想，解決聚氨酯模板的有效脫模劑是一項有待解決的課題。
(6)垂直度控制　由于外墻面是藝術混凝土，僅窗套、腰線需進行粉刷，所以應嚴格控制垂直度，施工中預埋4塊鐵板，采取井字形控制，用蘇光J-2激光經緯儀，垂直投點，投點后，用蘇J-2經緯儀對長度、角度，進行嚴格閉合復核，彈出控制線、軸線。

2.2　混凝土工程
(1)原材料　水泥、黃砂、石子、外摻劑采用同產地、同品種符合國家標準，以保證混凝土墻面顏色一致。標準層為C30，采用吳淞水泥廠425號礦渣散裝水泥，黃砂中粗，含泥量≤2.5%，石子5～25mm碎石，含泥量≤0.8%，粉煤灰采用Ⅰ級粉煤灰，燒失量<8%，細度(4900孔)<8%。
(2)混凝土攪拌、運輸　本工程混凝土采取自行攪拌、泵送。設置德產自動ORU攪拌機1臺，電腦計量，另配1臺強制式、1臺自落式攪拌機，每h產混凝土量25～30m3，配備2臺泵車(1臺備用)，對水泥、石子、黃砂、外加劑都經過嚴格計量后，方可攪拌，并配備專職計量員，混凝土攪拌時間較國家標準延長60～90s，同時檢查混凝土坍落度。
(3)混凝土澆筑　混凝土澆筑嚴格遵循操作規(guī)程，混凝土傾落自由度不應超過2m，布料高度應控制在50cm左右，分層澆筑。每層澆筑時振動棒必須插入下層5cm，以防止墻面上出現(xiàn)明顯的分界面。振搗以混凝土表面呈現(xiàn)浮漿、無氣泡和不再下沉時為宜。本工程中墻板高3m，厚20cm，采用串筒直徑為10cm，上部為喇叭口，長1.2m，利用塔吊和人工配合插入墻板，將泵管對準喇叭口布料，以解決混凝土澆筑高度過高易產生離析的現(xiàn)象。
針對藝術混凝土墻面的要求，為減少墻面的水、氣泡，采取二次振搗工藝。第1次在混凝土澆筑后振搗，第2次待混凝土靜置一段時間后再振搗，第2次振搗在第2層混凝土澆筑前進行，在混凝土澆筑過程中，我們配置1名經驗豐富的操作工進行技術指導，重點是對第2次振搗的時間及分層厚度控制。澆筑中派專人觀察模板，發(fā)現(xiàn)漏漿，立即處理。
(4)藝術混凝土墻面修補　主體完工后，外墻面窗、陽臺，腰線粉刷，派專人檢查、修補，采用同顏色的水泥砂漿修補成卵石或大理石狀。

3　墻面涂料

藝術混凝土墻面采用白色外墻涂料噴涂兩次，腰線用藍色外墻涂料，采用吊籃施工。

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