摘要:文章概述了清水混凝土建筑在我國近半個世紀的發(fā)展歷程，研究其在建筑全生命周期中所暴露的問題，闡述建筑端需求主導清水混凝土性能改良的觀點，并結(jié)合案例具體分析清水混凝土性能發(fā)展的幾個方向。文章提出了解決清水混凝土建筑現(xiàn)存問題的對策，以期引導清水混凝土充分發(fā)揮性能優(yōu)勢，滿足建筑端生態(tài)、美學、技術(shù)等需求，在建筑工程實踐中得到更廣泛應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞:清水混凝土;建筑端需求;應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展策略

　　1清水混凝土建筑發(fā)展歷

　　最早的清水混凝土建筑發(fā)端于20世紀20年代，現(xiàn)代主義建筑先驅(qū)勒?柯布西耶以馬賽公寓和朗香教堂等一系列清水混凝土建筑，促成了清水混凝土在生產(chǎn)、施工技術(shù)和大眾審美上的突破，擺脫了大眾對于混凝土呆板、沉重、低端的固有印象。自此，清水混凝土作為建筑美學表現(xiàn)中“最純粹的建筑語匯”，開始受到業(yè)主和建筑師的鐘愛。我國的清水混凝土技術(shù)起步較晚，20世紀70年代清水混凝土施工技術(shù)首次傳入我國，由于技術(shù)落后和對材料性能認識不足，并未在建筑上得到大規(guī)模的應(yīng)用[1]。清水混凝土在我國的普及應(yīng)用肇始于1997年，北京市設(shè)立“結(jié)構(gòu)長城杯工程”獎，推動了清水混凝土施工技術(shù)發(fā)展。從此，清水混凝土建筑在我國涌現(xiàn)出海南三亞機場、北京首都機場3號航站樓等一系列極具代表性的公共建筑物。

　　2清水混凝土建筑全生命周期中的問題思考

　　建筑全生命周期管理BLM(BuildingLifecycleManagement)，包括建筑的規(guī)劃、設(shè)計、施工建造、運營維護等過程。清水混凝土建筑在建筑全生命周期中的使用問題較多，不容忽視。

　　2.1規(guī)劃階段的綜合考量

　　在規(guī)劃階段，清水混凝土建筑需要考慮經(jīng)濟性和美學兩方面內(nèi)容。一方面，清水混凝土建筑對施工的嚴苛要求，造成業(yè)主對其經(jīng)濟性認識存在片面性，從而導致了我國清水混凝土建筑大量集中于政府主導的大型公共建筑中。私人業(yè)主考慮眼前利益，節(jié)約成本，多數(shù)放棄清水混凝土建筑方案。另一方面，大部分業(yè)主對清水混凝土建筑外觀持有呆板沉重的固有思想，不能接受清水混凝土作為主體墻材的建筑設(shè)計方案。

　　2.2設(shè)計階段的特殊要求

　　2.2.1建筑方案創(chuàng)新要求

　　建筑方案設(shè)計的創(chuàng)新度匱乏是該階段的主要問題。清水混凝土的應(yīng)用范圍、力度和效果受設(shè)計方案的制約[3]。一些建筑師對于清水混凝土材料特性尚不明確，造成了設(shè)計方案謹小慎微，對成功案例亦步亦趨，這些缺乏創(chuàng)新的設(shè)計限制了清水混凝土研制技術(shù)的發(fā)展。清水混凝土傳達出的天然質(zhì)樸感與厚實感是其他人工建筑材料無法模仿的,而且隨著四季的變化呈現(xiàn)不同的視覺效果,成為具有東方文化色彩的建筑材料。像一些藝術(shù)館、博物館建筑使用清水混凝土則會形成更富有雕塑感的形體。

　　2.2.2特殊表觀性能需求

　　建筑特殊表觀性能需求的不斷更新，是對清水混凝土設(shè)計的挑戰(zhàn)。不同的建筑設(shè)計方案需要與之對應(yīng)的清水混凝土特性。清水混凝土在滿足混凝土基本的工作性能、力學性能、耐久性能、經(jīng)濟性等基礎(chǔ)上，還需要滿足其高質(zhì)量的表觀要求[4]。一些缺少專業(yè)技術(shù)研制團隊的混凝土生產(chǎn)商所供應(yīng)的混凝土產(chǎn)品通常千篇一律，無法適應(yīng)建筑方案特殊性需要，不僅影響建筑的最終表現(xiàn)效果，甚至可能造成嚴重的工程事故。

　　2.3施工階段的精細化

　　2.3.1施工組織精細化安排

　　對施工活動全過程進行科學合理的管理是保證清水混凝土建筑一次成型，安全牢靠的重要保證。一座成功的清水混凝土建筑，需要通過富有預見性的施工組織，合理安排建筑施工周期中的各個環(huán)節(jié)，保證施工過程精確流暢，同時，做好施工失誤情況下的應(yīng)急方案。而這些是國內(nèi)大部分施工方所不具有的素養(yǎng)，從而制約了清水混凝土建筑的表現(xiàn)力。

　　2.3.2施工工藝精細化要求

　　清水混凝土建筑的精細化施工，考驗施工團隊的嚴謹與精確度。我國建筑施工團隊普遍施工質(zhì)量偏低，缺乏相關(guān)技術(shù)培訓，無法適應(yīng)清水混凝土建筑的高難度、高精度作業(yè)，是我國部分已建成清水混凝土建筑飾面效果差強人意的主要原因。清水混凝土不可逆的特性需要建筑師匠心獨運，更需要施工者發(fā)揚工匠精神，精雕細琢，精益求精。

　　2.4運營階段的定期維護

　　混凝土是一種非勻質(zhì)性建筑材料，由于自身的化學組成和物理結(jié)構(gòu)，容易受到碳化作用、氯化物作用以及水作用的危害[5]。清水混凝土建筑表面在竣工后早期主要是雨水因素，隨著時間的推移，發(fā)生源越來越復雜，污垢形狀也趨于復雜化[6]。我國早期建設(shè)的清水混凝土建筑，很少采取后期的修補和涂裝保護工藝，其外表皮隨著時間推移和氣候影響，表面會出現(xiàn)污垢甚至是裂縫，嚴重影響視覺效果，也帶來安全隱患。

　　3清水混凝土的技術(shù)性能需求

　　3.1基本性能需求

　　國內(nèi)的清水混凝土產(chǎn)品較之普通混凝土、高性能混凝土，在骨料、配合比等方面并沒有特殊的要求，基本性能仍然是工作性能、力學性能、耐久性能等方面。不同的建筑設(shè)計方案對清水混凝土性能的不同要求需要根據(jù)試驗確定最佳配合比。被譽為“清水混凝土詩人”的日本建筑大師安藤忠雄在我國上海保利大劇院的建筑實踐，促進了清水混凝土材料基本性能的改進。上海保利大劇院，總建筑面積55904m2，是安藤忠雄設(shè)計的文化建筑中清水混凝土體量最大的一個，其設(shè)計理念來源于“萬花筒”，各種角度的斜筒設(shè)計洞穿劇院的各個方向，形成了大跨度弧形結(jié)構(gòu)。

　　3.2生態(tài)性能需求

　　清水混凝土建筑不需要裝飾，減少了涂料、飾面等化工產(chǎn)品的使用，節(jié)約了大批人力和設(shè)備費用，社會效益顯著提高;清水混凝土結(jié)構(gòu)一次成型，取消了抹灰和濕作業(yè)，減少了大量建筑垃圾，有利于保護環(huán)境。安藤忠雄的華都中心項目美術(shù)館外圍護墻體為雙面清水墻，采用國內(nèi)首創(chuàng)的雙墻內(nèi)夾保溫板的構(gòu)造做法，其中內(nèi)墻及扶壁柱為主體承重結(jié)構(gòu)，外墻附屬清水墻僅滿足建筑飾面要求，保障外圍護墻體保溫性能的同時，完美呈現(xiàn)了高品質(zhì)的清水混凝土墻面[8]。

　　3.3表觀性能需求

　　清水混凝土返璞歸真、純凈自然的表觀效果迎合了中國人“道法自然”的樸素審美觀，其所表現(xiàn)出的高級灰色調(diào)與中國寫意畫“墨分五彩”表現(xiàn)理念，以及江南水鄉(xiāng)灰墻黛瓦的傳統(tǒng)民居特色都具有異曲同工之處。《清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ169-2009)規(guī)定了清水混凝土色澤及氣泡的相關(guān)驗收標準，是對清水混凝土表觀性能最基本的要求，卻已不足以滿足建筑創(chuàng)作中的高級審美需求。有學者通過試驗研究不同引氣和消泡比例的聚羧酸高效減水劑對清水混凝土表觀形貌的影響，最終得出引氣劑摻量0.02%，消泡劑摻量0.01%時，清水混凝土表觀形貌最佳的配合比[9]。另有學者通過研發(fā)設(shè)計自密實混凝土自填充效果檢測裝置，能量化表達清水混凝土拌合物密實性，直觀觀察清水混凝土澆筑后的表觀情況[10]。

　　4清水混凝土建筑現(xiàn)存問題的解決對策

　　4.1基于綠色生態(tài)理念的混凝土研發(fā)

　　建筑的立體綠化擁有保溫隔熱的效用，清水混凝土通過改變骨料種類和改良配合比，與植被混凝土等相關(guān)技術(shù)結(jié)合，改善保溫隔熱效果，應(yīng)用于建筑隔熱墻面，將帶來良好的生態(tài)效能。另外，清水混凝土廣泛應(yīng)用的同時，如果能夠通過技術(shù)手段，積極推進消納固廢，將會減少對自然資源的開發(fā)和利用，保護環(huán)境，使清水混凝土建筑產(chǎn)業(yè)成為“資源的再生器”。

　　4.2基于數(shù)字模型技術(shù)的模板設(shè)計

　　以3D打印技術(shù)為主的數(shù)字模型與快速成型技術(shù)彌補了傳統(tǒng)支模過程中難以解決的特異形體和結(jié)構(gòu)的問題。3D打印技術(shù)具有制作精度高、周期短、個性化、材料多樣和節(jié)約環(huán)保等多種優(yōu)勢。清水混凝土生產(chǎn)與施工單位應(yīng)該積極主動地將建筑模板制作和3D打印結(jié)合，促進3D打印技術(shù)在大尺度、新材料的建筑工程中的發(fā)展和應(yīng)用。

　　5結(jié)語

　　清水混凝土建筑的廣泛普及和更好發(fā)展，不僅需要新型高性能混凝土的研發(fā)和生產(chǎn)，也有賴于通過規(guī)范化、精細化的施工、嚴格的質(zhì)量驗收評價標準，提升清水混凝土建筑工程的質(zhì)量水平。在清水混凝土建筑生命周期的各個環(huán)節(jié)，做好明確而嚴格的把控，減少清水混凝土建筑憑經(jīng)驗施工的盲目性，鼓勵以實驗量化的手段對竣工工程進行現(xiàn)場勘驗和驗收，保證清水混凝土在建筑全生命周期內(nèi)更好地發(fā)揮性能優(yōu)勢。

　　參考文獻

　　[1]劉玲.清水混凝土發(fā)展及應(yīng)用前景淺析[J].中國建材科技,2016,25(2):26-27

　　[2]中國水泥研究院.混凝土行業(yè)“十三五”發(fā)展任務(wù)[J].江蘇建材,2017(1):79

　　[3]李強,李辛民,孟聞遠,等.我國清水混凝土技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及對策[J].建筑技術(shù),2007,38(1):6-8

　　《清水混凝土建筑生命周期解決對策》來源：《山東農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版)》，作者：李世賢,王學勇胡琳琳,李曉帆,王琳,張永超。