摘要:文章概述了清水混凝土建筑在我國近半個(gè)世紀(jì)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(dǎo)清水混凝土性能改良的觀點(diǎn)，并結(jié)合案例具體分析清水混凝土性能發(fā)展的幾個(gè)方向。文章提出了解決清水混凝土建筑現(xiàn)存問題的對(duì)策，以期引導(dǎo)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(xué)、技術(shù)等需求，在建筑工程實(shí)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(jì)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(duì)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(xué)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(jì)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(duì)材料性能認(rèn)識(shí)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(jiǎng)，推動(dòng)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(jī)場、北京首都機(jī)場3號(hào)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(jì)、施工建造、運(yùn)營維護(hù)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(jì)性和美學(xué)兩方面內(nèi)容。一方面，清水混凝土建筑對(duì)施工的嚴(yán)苛要求，造成業(yè)主對(duì)其經(jīng)濟(jì)性認(rèn)識(shí)存在片面性，從而導(dǎo)致了我國清水混凝土建筑大量集中于政府主導(dǎo)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(duì)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(jì)方案。

　　2.2設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)方案的制約[3]。一些建筑師對(duì)于清水混凝土材料特性尚不明確，造成了設(shè)計(jì)方案謹(jǐn)小慎微，對(duì)成功案例亦步亦趨，這些缺乏創(chuàng)新的設(shè)計(jì)限制了清水混凝土研制技術(shù)的發(fā)展。清水混凝土傳達(dá)出的天然質(zhì)樸感與厚實(shí)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(huì)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(duì)清水混凝土設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。不同的建筑設(shè)計(jì)方案需要與之對(duì)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(xué)性能、耐久性能、經(jīng)濟(jì)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(tuán)隊(duì)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(yán)重的工程事故。

　　2.3施工階段的精細(xì)化

　　2.3.1施工組織精細(xì)化安排

　　對(duì)施工活動(dòng)全過程進(jìn)行科學(xué)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(yù)見性的施工組織，合理安排建筑施工周期中的各個(gè)環(huán)節(jié)，保證施工過程精確流暢，同時(shí)，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(xì)化要求

　　清水混凝土建筑的精細(xì)化施工，考驗(yàn)施工團(tuán)隊(duì)的嚴(yán)謹(jǐn)與精確度。我國建筑施工團(tuán)隊(duì)普遍施工質(zhì)量偏低，缺乏相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，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(qiáng)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(dú)運(yùn)，更需要施工者發(fā)揚(yáng)工匠精神，精雕細(xì)琢，精益求精。

　　2.4運(yùn)營階段的定期維護(hù)

　　混凝土是一種非勻質(zhì)性建筑材料，由于自身的化學(xué)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(shí)間的推移，發(fā)生源越來越復(fù)雜，污垢形狀也趨于復(fù)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(bǔ)和涂裝保護(hù)工藝，其外表皮隨著時(shí)間推移和氣候影響，表面會(huì)出現(xiàn)污垢甚至是裂縫，嚴(yán)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(xué)性能、耐久性能等方面。不同的建筑設(shè)計(jì)方案對(duì)清水混凝土性能的不同要求需要根據(jù)試驗(yàn)確定最佳配合比。被譽(yù)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(shí)踐，促進(jìn)了清水混凝土材料基本性能的改進(jìn)。上海保利大劇院，總建筑面積55904m2，是安藤忠雄設(shè)計(jì)的文化建筑中清水混凝土體量最大的一個(gè)，其設(shè)計(jì)理念來源于“萬花筒”，各種角度的斜筒設(shè)計(jì)洞穿劇院的各個(gè)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(fèi)用，社會(huì)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(hù)環(huán)境。安藤忠雄的華都中心項(xiàng)目美術(shù)館外圍護(hù)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(hù)墻體保溫性能的同時(shí)，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(jí)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(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)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(jí)審美需求。有學(xué)者通過試驗(yàn)研究不同引氣和消泡比例的聚羧酸高效減水劑對(duì)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(shí)，清水混凝土表觀形貌最佳的配合比[9]。另有學(xué)者通過研發(fā)設(shè)計(jì)自密實(shí)混凝土自填充效果檢測裝置，能量化表達(dá)清水混凝土拌合物密實(shí)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(duì)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(shí)，如果能夠通過技術(shù)手段，積極推進(jìn)消納固廢，將會(huì)減少對(duì)自然資源的開發(fā)和利用，保護(hù)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(jì)

　　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(bǔ)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(gè)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(dòng)地將建筑模板制作和3D打印結(jié)合，促進(jìn)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(xì)化的施工、嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)收評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，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(gè)環(huán)節(jié)，做好明確而嚴(yán)格的把控，減少清水混凝土建筑憑經(jīng)驗(yàn)施工的盲目性，鼓勵(lì)以實(shí)驗(yàn)量化的手段對(duì)竣工工程進(jìn)行現(xiàn)場勘驗(yàn)和驗(yàn)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(xiàn)

　　[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(qiáng),李辛民,孟聞遠(yuǎn),等.我國清水混凝土技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及對(duì)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(duì)策》來源：《山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》，作者：李世賢,王學(xué)勇胡琳琳,李曉帆,王琳,張永超。