装饰混凝土施工技术

1、装 饰 混 凝 土霍曼琳 教授兰州交通大学土木工程学院2022/9/28兰州交通大学土木工程学院2概述普通砼用作地面或墙体材料，具有强度高，耐久性好等优点，但其色调单调灰暗，表面缺乏质感，不能满足人们的审美要求。若充分利用砼塑性成型（可模性好）及材料构成的特点，利用不同模板，采取适当的措施，不需抹灰和贴面，便使其表面具有装饰性的线条、图案、纹理、质感及色彩，可展现出独特的建筑装饰艺术效果。所以装饰砼是一种经技术和艺术加工的砼饰面，是把构件制作与装饰处理同时进行的一种施工技术，它简化了施工工序，缩短了施工周期，并且可以根据设计要求，获得别具一格的装饰效果。其耐久性好，原材料来源广，造价低廉，经济

2、效果显著。装饰砼有着广阔的发展前景。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院3（一）砼装饰手段砼获得装饰效果的手段主要有三个方面。1.线型与质感主要由清水装饰砼和露骨料砼产生。尺寸较大的构件，要求规矩挺拔的线型，如窗套、翼肋、大的分格缝等，一般宜通过钢模板成型；纹理质感可通过模板、衬模、表面加工或露明粗、细骨料形成。在墙体表面形成线型、质感时，要有一定的凹凸程度，使一部分砼成为纯装饰性的砼。这必然要相应增加自重和造价，因此，设计表面纹样时，要充分考虑经济因素，根据建筑物的体量、等级，合理选择纹样与凹凸程度。决定线型和质感效果的一个重要因素，是它们之间的比例、尺度关系及应用部位。一般，用于室内

3、时要适当纤细一些，用于室外，特别是体量较大的高层建筑，则可粗犷一些。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院42.色彩清水装饰砼的基本色调是单调的灰色，由所用水泥的颜色决定，但其表面凹凸不平，在光线作用下产生光影明暗的变化，就使普通砼的灰暗、呆板与颜色深浅不一的表面感受有所改善。采用露骨料装饰砼，其色彩随着表层剥离的深浅和水泥、砂或石碴的品种而异。表层剥离程度浅，表面较平整，水泥和细骨料的颜色起主要作用；随着剥离程度加深，粗骨料颜色的影响加大。在露骨料装饰砼的表面上，由于表面光影及多种材料颜色、质感的综合作用，色彩较活泼，远比一般砼表面丰富多彩。但如采用普通水泥和普通砂、石，则其远看效果仍偏

4、于灰暗。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院5国外改变清水装饰砼颜色的主要措施一是采用白水泥、彩色水泥或掺加颜料，二是外罩涂料。我国因目前白水泥、彩色水泥产量少、价格高，故整体着色的白水泥、彩色水泥砼应用较少，用白水泥或彩色水泥或掺加颜料在砼制品表面做出彩色饰面层，我国应用较多。砼表面喷涂色调广泛、经久耐用的涂料是适合我国国情的做法。换用色泽明亮的水泥或骨料，是改变露明骨料装饰砼色彩的有效措施。尤其是选用适当的骨料，不仅可获得较好的色彩，而且骨料色泽稳定、耐污染，具有很好的耐久性。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院63.造型与图案利用砼塑性成型特点，给予砼以一定造型，或使砼表面具

5、有几何图案及立体浮雕花饰，是近年来发展起来的砼装饰手段。一定造型的砼制品，如假山、长椅、仿树桩休息墩等，可广泛应用于城市雕塑、园林设施、道路、桥梁等。既美观耐久又经济实用。在砼模板内，按设计布置一定花纹和图案的衬模，待砼硬化拆摸后，便可使砼表内、面形成立体装饰图案。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院7（二）白水泥和彩色水泥砼是一种整体着色的装饰砼，其以白水泥或彩色水泥为胶凝材料。这类砼要满足装饰效果和结构所需基本物理力学性能双重要求。配制原理及技术性能的影响因素与普通水泥砼基本相同，但在其配合比设计及生产工艺控制过程中，必须充分考虑其装饰功能，并采取相应的措施。从建筑装饰功能出发，所用

6、骨料除一般骨料外还需使用价格较高的彩色骨料，因为这类彩色碎石和碎砂的形状、尺寸及粒度是多种多样的，要特别注意其对砼物理力学性能的影响。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院8（三）彩色砼是在砼中掺用适当的着色料，使砼着色而形成。1.着色原理砼中粗细骨料、水泥、着色颜料均匀地混合成一体，但粗细骨料并不能着色，而在一定条件下保持其固有颜色，砼的彩色效果主要是由于着色颜料颗粒和水泥浆的固有颜色混合的结果。当彩色砼被日光或灯光照射时，部分光线被彩色颗粒吸收，另一部分被反射，反射部分即显示出颜色。砼的最终颜色由水泥浆中掺入的着色剂的种类和数量决定，但由于水泥水化产物凝胶体在一定程度上影响着砼的颜色，

7、故砼的最终颜色只能大致估计而不能十分肯定。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院92.常用着色方法 不同于其他砼着色料，是以适当的组成、按比例配制而成的均匀混合物。它除使砼着色外，还能提高砼各龄期强度，改善拌合物的和易性，并对颜料和水泥具有扩散作用，使砼获得均匀的颜色。如与彩色水泥配合使用效果更佳。 直接加入砼中使之着色。为保证着色均匀，砼搅拌时各组分的投料顺序为：砂、颜料、粗骨料、水泥，最后加入水。未加水之前应先进行干拌至基本均匀，加水后再充分搅拌。若在砼拌合物中使用了减水剂，须先确定它与颜料之间的相容性，因减水剂中若含有氯化钙等对颜料分散性有影响的成分，将会导致砼饰面颜色不均匀。彩色外

8、加剂 无机氧化物颜料 2022/9/28兰州交通大学土木工程学院10 是一种金属盐类水溶液，将它渗入砼中并与之发生反应，在砼孔隙中生成难溶且抗磨性好的颜色沉淀物。着色剂中含有稀释的酸，能轻微腐蚀砼，从而使着色剂能渗透较深，且色调更加均匀。通常可形成黑色、绿色、微红的褐色以及各种色调的黄褐色。砼至少养护一个月后再使用化学着色剂。施工前应清除砼表面的尘土、杂质，以免影响着色效果。 是一种表面着色方法。该着色硬化剂是由细颜料、表面调节剂、分散剂等拌制而成，将其均匀干撒在新浇砼楼地板、庭院小径、人行道等水平状砼表面，即可着色，且有促凝性。对工业或商业用楼地板、坡道以及装卸码头等要求具有高抗磨耗性和防滑

9、性能的地方，应采取在干撒剂中掺加适量金刚砂或金属骨料的做法。化学着色剂干撒着色硬化剂2022/9/28兰州交通大学土木工程学院113.应用出于经济上的考虑，整体着色的彩色砼应用较少。而在普通砼或硅酸盐砼基材表面加做彩色饰面层，制成面层着色的彩色砼路面砖，应用相当广泛。不同颜色的水泥砼花砖，按设计图案铺设，外形美观，色彩鲜艳，成本低廉，施工方便；用于园林、街心花园、庭院和人行便道，可获得十分理想的装饰效果。图1是彩色砼地面砖的外形图样。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院12图1 混凝土彩色路面砖2022/9/28兰州交通大学土木工程学院134.彩色砼的风化及其防止彩色砼（包括白水泥和彩色

10、水泥砼）的装饰效果主要取决于其表面色泽是否鲜美、均匀且经久不变。（1）彩色砼的风化 由于砼中的水泥、骨料或外加剂所残留的不利成分盐类、碱类在孔隙中被水溶解，当砼硬化后，其毛细孔内形成碱的饱和溶液，便不断析出大量氢氧化钙及少量硫酸钠，随着砼内水分的蒸发，它们被逐渐带向并沉积在砼表面，以后又受到空气中CO2的作用，而变为白色的Ca(OH)2、CaCO3和Na2SO4晶体，在砼表面上产生“白霜”，形成不规则的白花斑点和条纹，遮盖住原来的色彩，且长久不落，严重降低装饰效果，这就是彩色砼的风化。“白霜”是彩色砼表面经常出现的一种污染现象，严重的还会破坏砼的表层，减少使用寿命，应足够重视。2022/9/2

11、8兰州交通大学土木工程学院14（2）防止“白霜”办法 骨料的级配要良好，以增加砼的密实度；在满足施工要求及和易性前提下，尽量减少拌合用水量，以减少水灰比，这是提高砼密实度最有效措施；成型时加强振捣，尽量使水泥砂浆或砼达到密实；掺加能与“白霜”成分发生化学反应的物质（如碳酸铵、丙烯酸钙），它们能消除掉白霜；内用能形成防水阻孔的外加剂（如石蜡乳液）；外涂可形成保护膜的表面活性物质（如聚烃硅氧系憎水剂、丙烯系树脂等）；尽量避免使用深色的彩色砼，因为只要出现少量的“白霜”，就会明显污染深色砼表面；蒸汽养护可有效防止初期“白霜”的形成。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院155.彩色砼生产和施工注

12、意要点为提高亮度，抵消白水泥中的黄光，可在白水泥中填入少量蓝色颜料。因毛细孔多，射入光散射程度提高，致使砼颜色变浅、变淡，所以高水灰比时成型的砼较之低水灰比的颜色较浅而亮。要求施工中水灰比、振动条件严加控制。养护温度会影响某些颜料的稳定性，又会影响水化结晶体的粗细，导致变色、串色，温度愈高，颜色愈浅淡而亮。人工养护时要控制好温度；自然养护时不易出现这些情况。但水泡、浇水养护还是容易增加浮浆，加速“泛白”，用薄膜等遮盖物易留下水斑纹。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院16所用脱模剂不应与模板面、颜料起不良反应。吸水多的木模板使砼的浆层颜色变深，钢模板则相反。可选用砼专用颜料，即由颜料加助

13、剂加工而成。助剂主要是离子型表面活性剂，起分散、润湿作用。一般是把颜料、助剂研磨分散后，预制成浆状物。要用同色、同批、冲洗过的骨料，并在使用中妥为保管。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院17（四）清水装饰砼清水装饰砼是利用砼结构构件本身造型的竖线条或几何外形取得简单、大方而又明快的立面效果，从而获得装饰性；或者在成型时利用模板等在构件表面上做出凹凸花纹，使立面质感更加丰富而获得艺术装饰效果。由于这类装饰砼构件基本保持了原有的外观质地，因此称为清水装饰砼。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院18成型工艺（1）预制平模反打成型工艺所谓反打是指板材等制品的正面向下来成型，是在成型板材等

14、砼预制件平模生产的一种方法。即在浇筑砼的线型底面模板上做出凹槽，或在底模上加垫具有一定花纹、图案的衬模，起吊拆模后使砼表面具有线型或立体装饰图案。预制平模反打工艺，通过在钢模底面上做出凹槽，即能形成尺寸较大的线型，如窗套、翼肋等，方便可靠。但要保证制品的质量，采用性能良好的脱模剂和合理的线型脱模锥度是问题的关键。锥度过大会使线型不挺，偏小会使脱模困难，并易损坏线型。脱模锥度应根据线型大小、疏密及脱模方式恰当确定，一般以不大于线型深度1/6为宜。脱模剂则要求其不能在制品上留下残迹。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院19预制反打成型采用衬模，不仅工艺比较简单，而且制成的饰面质量也较好。首先

15、，其脱模吸附力小，边角不粘脱，故成型的线条挺拔、棱角整齐。再者，选择成型花纹比较自由，可为光面或木纹状的，也可为质感异常突出的浮雕花纹，凹凸程度可大可小，层次多，效果丰富多彩。衬模有硬质的，如木材（经聚合物处理）、钢材、玻璃钢或硬塑料。软质的如橡胶、软塑料等。但有些合成材料衬模价格较高。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院20（2）预制平模正打成型工艺即板正面向上来成型。多用在大板建筑的墙板预制，它是在砼墙板浇筑完毕、水泥初凝前后，在砼表面进行压印，使之形成各种线条和花饰。根据其表面的加工工艺方法不同，可分为压印和挠刮两种方式。压印工艺一般有凸纹和凹纹两种做法。凸纹是用刻有图案的模具，在

16、刚浇筑成型的壁板表面印出的。模具用较柔软、具有一定弹性、能反复使用的材料，如橡胶板或软塑料板等，按设计刻出漏花制成，其下侧面最好为布纹麻面，可使壁板表面凸出花纹之间的底子上形成质感均匀的纹理，并可防止揭模时粘坏板面。模具厚度可根据对花纹凸出程度的要求决定，一般以不超过10mm为宜。模具大小可按壁板立面适宜的分块情况而定。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院21虽然可以在新浇筑的壁板上拍打、抹压印出花纹，但砼的粗骨料较多，这样做比较费力，所以一般都先在浇筑完的壁板表面铺一层1：23的水泥砂浆后再印花，也可将模具先铺放在已找平、表面无泌水的新浇砼壁板上，再用砂浆将漏花处填满抹平，形成凸出的图

17、案。凹纹是用钢筋焊接成设计图形，在新浇砼壁板表面压出的。钢筋直径一般以510 mm为宜。当然也可以用硬质塑料、玻璃钢等其它材料制作。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院22正打塑型的优点是模具制作简单，投资少，易于更换图形，但板面花纹图案较少，缺点是凹凸程度小，层次少，质感不够丰富，效果较反打塑性差。无论是正打还是反打，水泥砂浆面层都要求砂粒粒径偏小些为好。塑性板上墙后可喷涂涂料，但涂料品种与色泽应正确选择，先行试验，试效果而定。挠刮工艺是在新浇筑壁板表面上，用硬毛刷等工具挠刮形成一定的毛面质感。在壁板表面用平尺挠刮成均匀麻面的做法也属这一类；采用扫毛、拉假石等做法，也可用作正打工艺壁板

18、的饰面处理。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院23（3）立模工艺正打、反打工艺均属预制成型工艺。现浇砼墙面的饰面处理立模工艺。利用墙板升模工艺，在外模内侧安置条形衬模，脱模时使模板先平移，离开新浇筑砼墙面再提升。这样随模板爬升形成具有直条形纹理的装饰砼，其外立面也十分引人注目。立模生产也可用于成组立模预制工艺。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院24（五）露骨料砼露骨料砼是在砼硬化前或后，通过一定工艺手段使砼骨料适当外露，以骨料的天然色泽和不同排列组合造型，达到一定装饰效果。制作工艺1.水洗法主要用于水泥硬化前的露骨料工艺，直接水洗只能用于正打工艺。施工采用整体模板，在砼浇筑成型

19、12 h，水泥浆即将凝固前，使之一端抬起45角倾斜，用具有一定压力的射流水把面层水泥浆冲除至露出骨料为止。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院252.缓凝剂法（实质仍是水洗法）预制反打或立模浇筑工艺中，因工作面受模板遮挡，不能及时剥离水泥浆，就需借助缓凝剂使表层水泥浆不硬化，以便待脱模后可用水进行冲洗。缓凝剂在砼浇筑前涂刷于底模上，也可涂布在纸上，再铺放在底模上。用于正打工艺时，在浇筑成型好的砼表面贴上涂布缓凝剂的纸，待砼硬化后，再揭纸冲洗。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院263.酸洗法是利用化学作用去掉砼表层水泥浆使骨料外露。一般在砼浇筑24 h后进行酸洗。酸洗液通常选用一定

20、浓度的盐酸。但该法对砼有一定的破坏作用，故应用极少。4.水磨法实际上就是制作水磨石的工艺，所不同的是水磨露骨料工艺一般不另抹水泥石碴浆而是将磨平的砼表面磨至露出骨料。水磨时间一般认为应在砼强度为1220MPa时进行为宜。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院275.抛丸法是将砼制品以1.52 m/min的速度通过抛丸室，室内抛丸机以6580 m/s的线速度抛出铁丸，利用铁丸冲击力将砼表面的水泥浆皮剥离，露出骨料。因为骨料表皮也同时被凿毛，故其效果犹似花锤剁斧，别具特色。还有一种类似反打衬模工艺的方法，即在模底铺设一层湿砂（类似衬模），先将大骨料颗粒部分埋入砂中，然后在骨料上浇筑砼，脱模后把

21、砂除掉，骨料即可部分外露。露石砼饰面属高档次做法，有部分石材外露使饰面色泽稳定，接近自然又耐久，此外骨料面上还不易“泛白”。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院28（六）板缝处理装饰砼对于装配式砼大板建筑，可以利用其预制壁板的接缝处理，取得装饰效果。大板建筑设计一般规定的板缝施工余量为3 cm，但安装时难免不出现误差，有时多层建筑的墙板安装误差可达35 cm，这使整个建筑立面显得很不工整。为此，设计者索性将大板镜边做宽、做深，与施工缝一起形成79 cm的宽缝，即变施工缝为墙面分格缝。这样不仅墙板施工安装误差被隐蔽，而且可使接缝与整个立面的比例更加协调。板缝处理装饰砼可做成纵横分格缝，也可

22、处理成横向缝或纵向缝，对于多层或高层大半建筑，当墙体立面具有纵向线型的板缝时，显得格外流畅大方，粗犷挺拔，可为小区建筑增色添辉。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院29（七）仿其它饰面材料的装饰砼利用一定的模具和施工工艺，将水泥及其它辅助材料在砼表面形成仿其它真实材料的饰面，如仿蘑菇石、仿木纹、仿面砖等。该方法的特点是工程造价低，效果较好，但对操作人员的技术要求较高。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院30（八）装饰砼的施工质量和应用注意事项装饰砼应用得当，可以以低廉的造价获得优良的真实效果，但其真实效果受施工工艺的影响甚大，必须严格控制施工质量，才能保证达到预期效果。同时，彩色砼

23、的风化，对其装饰效果十分不利，必须加以有效的防止。装饰砼一旦成型后，其质量好坏已成定局，一般不再进行纠偏修补工作。故要求成型时必须做到外形尺寸准确，大面平整，线型规矩，砼表面无孔洞、气泡、龟裂等现象。（1）外形尺寸、线型质量保证外形尺寸准确、线型规矩的关键是模板和衬模问题。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院31对钢模板的要求：外形尺寸准确，整体刚性好；模板拼缝焊接饱满，打磨平整光洁，成型时在制品上不留痕迹；模板组装与拆卸灵活方便，不需锤击。侧帮开启时应能先平移再反转。对衬模的基本要求：衬模与砼间粘附力不大，便于脱模，最好有一定弹性，以便成型条纹时可以采用较小的脱模锥度；本身有良好的质感

24、，以易于造成所需的表面花纹；便于与钢模临时固定，撤换方便；能经受放置钢筋网片、浇筑及振捣砼时的机械摩擦，在冬季施工蒸汽养护时，能耐温度变化；耐碱性好；几何尺寸稳定，变形小，可以反复多次使用。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院32（2）表面质量保证砼表面不出现孔洞、气泡，不产生龟裂的关键，是采用恰当的砼配合比和采用合适的施工工艺：选择适宜的振捣工艺 平板式振动器不能消除制品底面（反打工艺）上的气泡，插入式振捣器振捣适度可以做到基本没有或很少含有气泡。流水工艺生产时，采用振捣台振动成型效果最好，因为震源在下方，振波由下而上有利于排除砼内部的气泡。采用低流动性砼拌合物，严格控制水泥用量和用水

25、量 如果采用清骨料砼，搅拌前应将骨料吸水充足。加强养护，严禁在冬季低温条件下施工 雨天施工应采取必要措施，以防水灰比改变，致使制品表面疏松。抹平压实表面，防止碳化及因碳化收缩而产生龟裂 采用表面水泥浆皮被剥离的露骨料装饰砼，可减少龟裂机会。应用实例 皇岗口岸站清水混凝土2022/9/28兰州交通大学土木工程学院33一、工程概述皇岗口岸站概况：皇岗口岸站为地下三层双柱三跨12 m岛式站台车站，地下一层为站厅层，地下二层为设备层，地下三层为站台层。分为两期，一期为变电站与车站组合基坑，宽约60 m，长度约110m，变电站平均深度约20 m，车站部分平均深度约22 m。二期为车站标准段，宽约21.8

26、 m长度约54 m。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院34清水混凝土使用范围主要是一期车站负一层（站厅层）和变电站下沉式广场范围内所有侧墙、立柱、隔墙等。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院35二、术语（清水混凝土应用技术规程）JGJ 169-2009清水混凝土 直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土。可分为： 普通清水混凝土 表面颜色无明显色差，对饰面效果无特殊要求的清水混凝土。饰面清水混凝土 表面颜色基本一致，由有规律排列的对拉螺栓孔眼、明缝、蝉缝、假眼等组合形成的、以自然质感为饰面效果的清水混凝土。装饰清水混凝土 表面形成装饰图案、镶嵌装饰片或彩色的清水混凝土。

27、蝉缝 模板面板拼缝在混凝土表面留下的细小痕迹，其隐约可见、犹如蝉衣。设计整齐匀称的蝉缝是混凝土表面的装饰效果之一。当建筑施工图中有明确的图示要求时，可按图示要求进行配模设计与施工。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院36表面色差 清水混凝土成型后的表面颜色差异。假眼 为了统一对拉螺栓孔眼的装饰效果，在没有对拉螺栓的位置设计堵头或接头而形成的有饰面效果的孔眼。明缝 凹入混凝土表面的分格线或装饰线。对拉螺栓孔眼 对拉螺栓在混凝土表面形成的有饰面效果的孔眼。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院37三、模板体系设计清水模板选型 为确保工程清水混凝土的施工效果，避免混凝土的常见通病，工程采用18mm厚1.222.44m优质国产仿WISA板。项目部采用如下方案：次肋选用“几“字型材，间距200mm，主肋采用双8b#型钢，拉杆选用M15对拉螺栓。大模板之间的连接采用角钢、8b#槽钢。面板和几字型梁之间用自攻螺丝连接（详见图2 A 图），内楞与外楞槽钢之间用10 勾头螺栓连接稳固。2022/9/28兰州交通大学土木工程学院382022/9/28兰州交通大学土木工程学院39图2 清水混凝土模板体系四、清水混凝土要求选定单独生产线专线生产皇岗口岸站清水混凝土，保证原