一、清水混凝土的概念
清水混凝土（As-cast Finish Concrete/BareConcrete）是建筑物完工手法的一种，因其极具装饰效果也称装饰混凝土，在国外被称为无饰面混凝土（unfinished concrete）,因其极具装饰效果而得名。它属于一次浇注成型，不做任何外装饰，省却涂装、贴砖、铺石之类的施工，让混凝土维持取下模板后状态的完工手法。直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，因此不同于普通混凝土，表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明、无碰损和污染，只是由于担心这样会被雨水浸透或污染劣化而在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得十分天然，庄重。
清水混凝土是混凝土材料中最高级的表达形式，它显示的是一种最本质的美感，体现的是“素面朝天”的品位。清水混凝土具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味，与生俱来的厚重与清雅是一些现代建筑材料无法效仿和媲美的。材料本身所拥有的柔软感、刚硬感、温暖感、冷漠感不仅对人的感官及精神产生影响，而且可以表达出建筑情感。因此建筑师们认为，这是一种高贵的朴素，看似简单，其实比金碧辉煌更具艺术效果。世界上越来越多的建筑师采用清水混凝土工艺，如世界级建筑大师贝聿铭、安藤忠雄等都在他们的设计中大量地采用了清水混凝土。悉尼那角如院、日本国家大剧院、巴黎史前博物馆等世界知名的艺术类公建，均采用这一建筑艺术。
二、清水混凝土的发展历程
国外清水混凝土发展历程
清水混凝土产生于20世纪20年代，随着混凝土广泛应用于建筑施工领域，建筑师们逐渐把目光从混凝土作为一种结构材料转移到材料本身所拥有的质感上，开始用混凝土与生俱来的装饰性特征来表达建筑传递出的情感。此时多为国际主义风格。最为著名的是路易·康（Louis Kahn）设计的耶鲁大学英国艺术馆，美国设计师埃罗·沙里宁（Eero Searinen）设计的纽约肯尼迪国际机场环球航空大楼、华盛顿达拉斯国际机场候机大楼等。到20世纪60年代，越来越多的清水混凝土出现在欧洲，北美洲等发达国家。到了80年代，一批新起的建筑师延续了国际主义风格，强调高技术、强调建筑结构的科学技术含量，形成了“高技派”，它们的代表人物有理查德 ·罗杰斯、诺曼·福斯特等，典型作品如香港汇丰银行。在亚洲，日本最先走到了建筑前列。第二次世界大战以后，百废待兴，部分混凝土建筑省掉了抹灰、装饰的工序而直接使用，演绎到今天，日本的清水混凝土技术已经得到了很大的发展。在混凝土应用上，日本改变了以前的不加以修饰的水泥表面手法，利用现代的外墙修补技术，将水泥墙面拆掉模板后进行处理，使水泥表面达到非常精致的水平，同时又充分展现出水泥本身特有的原始和朴素的一面。一种被认为更接近于东方禅学无为而为的思想，被以有“清水混凝土诗人”之称的安藤忠雄为代表的日本建筑师融人在其设计中，充分体现了东方文化色彩。
我国清水混凝土发展历程
在我国，清水混凝土是随着混凝土结构的发展不断发展的。20世纪70年代，在内浇外挂体系的施工中，清水混凝土主要应用在预制混凝土外墙板反打施工中，取得了进展。后来，由于人们将外装饰的目光都投诸于面砖和玻璃幕墙中，清水混凝土的应用和实践几乎处于停滞状态。直至1997年，北京市设立了“结构长城杯工程”奖，推广清水混凝土施工，使清水混凝土重获发展。近年来，少量高档建筑工程如海南三亚机场，首都机场，上海浦东国际机场航站楼、东方明珠的大型斜筒体等都采用了清水混凝土。
随着绿色建筑的客观需求，人们环保意识的不断提高，返朴归真的自然思想的深入人心，我国清水混凝土工程的需求已不再局限于道路桥梁、厂房和机场，在工业与民用建筑中也得到了一定的应用。由中建一局二公司作为总承包商建设的联想研发基地，被建设部科技司列为“中国首座大面积清水混凝土建筑工程”，标志着我国清水混凝土已发展到了一个新的阶段，是我国清水混凝土发展历史上的一座重要里程碑。
三、清水混凝土的发展意义
清水混凝土是名副其实的绿色混凝土：混凝土结构不需要装饰，舍去了涂料、饰面等化工产品；有利于环保：清水混凝土结构一次成型，不剔凿修补、不抹灰，减少了大量建筑垃圾，有利于保护环境；
消除了诸多质量通病：清水装饰混凝土避免了抹灰开裂、空鼓甚至脱落的质量隐患，减轻了结构施工的漏浆、楼板裂缝等质量通病；
促使工程建设的质量管理进一步提升：清水混凝土的施工，不可能有剔凿修补的空间，每一道工序都至关重要，迫使施工单位加强施工过程的控制，使结构施工的质量管理工作得到全面提升；
降低工程总造价：清水混凝土的施工需要投人大量的人力物力，势必会延长工期，但因其最终不用抹灰、吊顶、装饰面层，从而减少了维保费用，最终降低了工程总造价。
四、清水混凝土设计的理念
1、结构坚固、尺寸精准：
清水混凝土结构集坚固、精美于一身，使追求专业、纯粹、另类、时尚等各种品味的人都能够从中得到启示，获得满足。
随着混凝土技术的不断发展，高强混凝土（HSC)的应用和高性能混凝土(HPC)的实践为混凝土建筑物的设计提供了更广泛的材料基础，精准的几何尺寸、坚固的建筑结构为提高各种混凝土建筑物的使用寿命提供了可能，设计师对建筑物另类、高大、耐候、抗侵蚀、抗震等性能的更高追求，使清水混凝土成为这类建筑设计的灵感源泉，也成为清水混凝土应运而生的首要理念。
2、明朗时尚 、简约大气：清水混凝土光洁的表面、清晰美观的线角给人一种全新的感觉，回归了人们对这种成本低廉、色泽质朴的建筑材料的喜爱和钟情，它显示的是一种最本质的美感，体现的是“素面朝天”的时尚品位。清水混凝土具有朴实无华、自然沉稳、简约纯粹、另类大气的外观韵味，与生俱来的厚重与清雅是一些现代建筑材料无法效仿和媲美的。材料本身所拥有的柔软感、刚硬感、温暖感、冷漠感不仅对人的感官及精神产生影响，而且可以表达出建筑情感。清水混凝土是一种最自然的材料，可以用最纯粹、最简单的语言来叙述建筑，所谓的“绚烂之极归于平淡”，最高级的审美就是自然。
3、经济环保 、节能低碳：清水混凝土是名副其实的绿色混凝土，混凝土结构不需要装饰，舍去了涂装、饰面等化工产品；清水混凝土结构一次成型，不剔凿修补、不抹灰，减少了大量建筑垃圾，有利于保护环境；其最终不用抹灰、吊顶、装饰涂料面层，从而减少了维保费用，最终降低了工程总造价。
伴随清水混凝土的产生而研发的氟碳透明保护剂是绿色环保型配套产品，它不含有机物挥发物、游离甲醛和重金属等有害元素，可有效降解空气中的有害物质，制造清新宜人的良好空气环境。同时具有优异的防火、防霉、防潮、抗藻性能，可抑制多种霉菌的生长。氟碳树脂透明保护剂具有优异的紫外线吸收和红外线反射的特性，具有一定的隔热功能，具有优秀的防水、抗老化、耐酸碱、耐候性等性能，深受建筑（装饰）设计师们的青睐。
4、东方禅学、建筑易经：清水混凝土自然的灰色和浇注时留下的自然纹理，明缝整齐有序，禅缝上下通顺并若隐若现，脱模后自然遗留的螺栓孔间距相等、对仗齐整，保持着清水混凝土自然的也是最具特色的表征，经过哑光透明氟碳涂料完全保护的清水混凝土表面，在自然的光线下略微呈现光泽，混凝土表面显得很洁净、自然、素面朝天。清水混凝土在不同的光线下会呈现不同的光影效果，在朝阳下，在晚霞里，在烈日炎炎的夏日，在雾霭茫茫的雨中，在银装素裹的雪天，日月更替中和光影转换间它都会给人们不同的感受。
在清水混凝土应用上，日本改变了以前的不加以修饰的水泥表面手法，利用现代的外墙修补技术，将水泥墙面拆掉模板后进行处理，使水泥表面达到非常精致的水平，同时又充分展现出水泥本身特有的原始和朴素的一面。一种被认为更接近于东方禅学无为而为的思想，被以有“清水混凝土诗人”之称的安藤忠雄为代表的日本建筑师融人在其设计中，充分体现了东方禅学的文化色彩。在中国，清水混凝土被越来越多的建筑设计师们所喜爱和追捧，并被赋予深刻的哲学思想和丰富的建筑情感，被认为是与人、大自然最为和谐的建筑艺术形式。
四、清水混凝土运作实施的理念
1、现浇混凝土的挑战性
由于现浇清水混凝土在实施过程中，经过了设计方案、施工组织、材料控制、模板体系的设计和实施、混凝土浇注、施工管理、保护涂装等诸多环节，通过许许多多专业人士的参与和智慧才能完成，况且在脱模之前谁也不知道它会是什么效果，它就像个婴儿在出生以前没有人知道到底长什么样同理，只有在脱模后才能看见，这也是人们着迷于清水混凝土的原因之一。所以，清水混凝土是将原来只作为结构的混凝土转化为作为建筑立面的混凝土，用它最本质的材料质感来表现建筑的内涵，难度自然要比结构混凝土大得多。正是由于现浇清水混凝土在现场做工等诸多环节的不确定性，以及目前国内建筑业水平的普遍偏低，真正做成的清水混凝土建筑屈指可数。要做成完整的现浇清水混凝土，需要业主、设计师之间交流沟通的无障碍性，业主在资金上的投入，甑选技术和管理实力强大的建筑承包商及配套的模板体系供应商，现场有条不紊的管理和组织，监理公司一丝不苟的监督和检验等等。设计师首先需要解决的是设计上的合理性和可行性，取得业主的支持，选择合格的土建承包商非常关键。模板体系的设计和供应商以及建筑模板的供应商为土建承包商服务，监理公司在整个项目实施过程中的监督和检查也非常重要。这是实现浇注混凝土质量达到建筑学要求即清水混凝土效果的必不可少的环节和手段。
2、设计思路与现场施工的协调统一
在饰面清水混凝土工程的设计阶段，应尽量考虑设计效果的现场可实施性。一个优秀的清水混凝土建筑设计必须是通过有效的施工过程管理能够实现的方案。
用清水混凝土作为建筑外表面的最终装饰层，与普通工程相比，从施工角度考虑主要有以下几点不同：
——混凝土结构需达到的精度要求大幅提高，由普通工程的结构验收标准提高至装修验收标准，施工精度有了较大幅度的提高；
-------混凝土结构实体的内在质量由普通工程的只需达到设计强度提高至清水混凝土工程的表面光滑等具有一定的审美要求。如：1）模板拼缝痕迹应具有规律性，墙面无错台；2）墙面无漏浆；3）墙面无蜂窝麻面、无露筋、无隐筋，光洁度达到手感光滑；4）墙面无过振、欠振、离析、夹渣、粉化且颜色均匀；5）结构尺寸准确，无缺棱掉角、无粘模；6）墙面无明显气泡，每平方米不应出现多于8个直径大于2mm的气孔；7）穿墙孔排列整齐、美观，锥体及穿墙孔的边角无缺棱掉角；8）墙面无划痕、无受损和污染。
因此，施工方案、施工管理水平将成为设计效果能否实现的关键因素。
基于上述原因，设计师应了解施工过程的难点和不稳定因素，尽可能地通过调整节点设计的操作难度来提高成品混凝土结构的精度，设计师在设计较为复杂的建筑造型时应充分与施工单位进行沟通，在施工技术可以实现的前提下进行设计工作会更大地提高清水混凝土工程成功的可能性。
3、认识清水混凝土发展的障碍
1）无全国标准
目前国内尚无统一的清水混凝土施工质量标准和质量验收标准，给施工单位和建设单位带来了一些困惑。参考国外有关建筑混凝土的技术标准，在普通结构混凝土验收标准的基础上，我国清水混凝土质量验收应遵循如下标准：
(l）轴线通直、尺寸准确；
(2）棱角方正、线条顺直；
(3）表面平整、清洁、色泽一致；
(4）表面无明显气泡，无砂带和黑斑；
(5）表面无蜂窝、麻面、裂纹和露筋现象；
(6）模板接缝、对拉螺栓和施工缝预留设有规律性；
(7）模板接缝与施工缝处无挂浆、漏浆。
2）项目管理障碍
清水混凝土施工工艺在国外已是一项成熟的技术，而国内直至今日才有大面积项目的实施，其难点主要体现在项目管理的科学与严谨上。对于一个复杂的工程，最重要的就是有好的适合的运作系统。从组织设计、安排施工到项目管理与监理督检，如果每一个环节都运行良好，实现清水混凝土是顺理成章的事。这也是为什么清水混凝土建筑在国外很普遍而在国内却很少见的原因。
3）业主观念障碍
很多国内建筑师都对清水混凝土情有独钟，也曾尝试着进行设计，并说服业主实施，但业主往往一遇到各分项工种之间的配合问题时，就会缺乏决心，常有半途而废的实例出现至使被迫改变方案，无法将建筑师的设计思想贯彻到底。清水混凝土的无穷魅力尚需在不断的实践与创新中确立与发展。另外，造价也是一个问题。普通混凝土完成一方造价在700-800元，使用清水混凝土则在1000元以上，成本要高出20%左右。虽然清水混凝土结构精工细作，工期拉长，结构施工阶段投人的人力、物力加大，但最终舍去抹灰、吊顶、装饰面层等内容，减少了维保费用，最终降低了工程总造价。但往往业主看不到这点，还需在观念上有所转变。
五、清水混凝土氟碳透明保护运作的理念
1、清水混凝土透明保护系统
优秀的清水混凝土透明保护系统主要由水性环保超耐候树脂,无机纳米功能材料和其它助剂组成,本产品既能修复由于土注混凝土不佳而形成的色差,防止光泽不均匀的现象出现;又能保持混凝土的自然质感与机理体现混凝土建筑物原有的独特风格,展示混凝土本身质地.清水混凝土透明保护系统性能特点:良好渗透性、致密性、避免混凝土受酸、碱、盐、油脂等的侵蚀。
单向迁移功能透气不透水，能有效防止酸雨、盐、雾的侵入。
具有超强的抗老化性能；能有效防止阳光的灼伤。
透明液体，质感自然，能保持混凝土的自然肌理。
优越的防霉抗藻、抗污功能使混凝土表面长期保持洁净、清爽的效果。
清水混凝土透明保护系统适用范围：可广泛应用于古建筑物、市政桥梁、运动场馆、高速公路的护栏、大厂房等外墙基面涂装
2、清水混凝土保护运作的理念：要体现清水混凝土纯粹的特色，如果没有采取透明保护的话，仅仅有现场浇注的清水混凝土是不完整的（即使混凝土的浇注非常完美，更何况现场浇注的混凝土很少没有缺陷）。这是因为，混凝土天生的多孔结构，极易吸水，在自然界暴露的过程中，雨水的侵蚀会使混凝土的表面形成污垢，影响其外观，更可怕的是钻入混凝土毛细孔的水份会逐渐腐蚀混凝土中的钢筋，雨水中的弱酸性物质会逐渐使碱性的混凝土慢慢中性化，导致混凝土强度的逐渐降低，从长远看影响其使用寿命。所以说，清水混凝土透明保护是弥补清水混凝土的的先天不足和保持混凝土效果和延长寿命的必要手段，没有透明保护涂装的清水混凝土是不完整的。如果人们喜欢清水混凝土这种朴素而真实的表现，就会希望它的自然肌理效果长久地保持，并且作为外立面而言要承受外界气候影响、紫外线侵蚀，并且应具有防污染效果，因此，清水混凝土采用氟碳透明涂料进行保护涂装，不仅是必要的，而且是必须的，有两大原因如下：
1）、三大物质对混凝土的侵蚀：
对清水混凝土的保护，主要是避免混凝土结构体长期显露自然，接触氧化物，二氧化碳、水份等物质，造成混凝土碱性值降低，进而破坏钢筋之钝化保护膜，致使钢筋腐蚀或混凝土表面菜裂。
（1）炭化作用
在混凝土结构中形成的氢氧化物（包括矽酸钙）和氢氧化钙Ca(OH)2，保持一个PH值在12-13之间的碱性环境。在形成钝化层，以保护钢筋使之免受腐蚀。而混凝土表面混凝土遇到空气中二氧化碳的作用，使氢氟化钙慢慢经过化学反应变成碳酸钙，使之碱性降低，碳化到钢筋表现时，大气中通常含0.2%-03%的二氧化碳，而助只要有大气存在的地方，就必然存在二氧化碳，而混凝土结构也有不少部分存在于二氧化碳环境中。对于普通的硅酸盐而言，水化产生的氢氧化钙可达到整个水化物的10%-15%，这会降低混凝土的PH值。当PH值低于9.5时，钢筋表面的钝化层就会遭到破坏，导致钢筋开始生锈。一理钢筋生锈后，它的体积会明显增大，这种膨胀导致混凝土破裂并最终散裂。
（2）氯化物作用
混凝土属于碳性材料，其孔隙溶液的PH值为12-14，因而对钢筋具有较好的保护作用，有利于钢筋表面形成保护钢筋的钝化膜，但这种钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的。如果周围环境PH值降到11.8时，钝化膜就开始变得不稳定。当PH值值继续降到9.88时，钝化膜就开始变得难以生存或逐渐破坏。使得进入混凝土中的氯离子吸附于钝化膜处，并使钝化膜的PH值迅速降低，逐步酸化，从而使得钝化膜被破坏，易发生锈继而锈蚀产物体积膨胀，使混凝土层开裂与脱落。
（3）水作用
混凝土在水化作用时，水泥中氯化钙生成氢氧化钙，使混凝土中含有大量的氢氧要离子，使PH值一般可达到12.5-13.5，钢筋在这样的高碱环境中，表面容易生成一层钝化膜，这种钝化膜能阻止钢筋的锈蚀。混凝土的气孔具有吸水性，在与自然环境的长期接触过程中，水的渗透加快了混凝土内有孔区域的腐蚀。尤其是对钝化膜遭到破坏，导致钢筋开始锈蚀。
2）、三种相互作用过程中产生的风化破坏
（1）物理风化
物理风化表现方式主要为：
a、风沙击打混凝土的表面，使得混凝土表面粗糙，失去光泽，严重者破坏混凝土，尤其是文物类的造型轮廓，使得文物面目全非。
b、温度变化也是物理风化的另一重要条件，自然状态下的混凝土受温度冷热交替变化的影响，会产生热胀冷缩，造成表面崩裂瓦解。
c、冻融风化是混凝土内部的水分受低温影响，结冰后产生膨胀力，造成岩石结构松散，逐渐发展到表层粒状脱落。
物理风化是一种机械风化，混凝土的化学成分没有得到改变，也没有形成新的矿物。紫外线对混凝土的颜色直接影响是使混凝土褪色，颜色鲜艳的混凝土会变得暗淡或者失去原有颜色。紫外线对混凝土的影响还没有系统的文献记载，我们将紫外线对混凝土的老化作用也归类到物理风化范畴。
（2）生物风化
生物风化作用是指生物活动对混凝土的破坏作用，一方面引起混凝土的机械破坏，如树根生长对于混凝土的压力可达10kg/cm2～15kg/cm2，这能使根深入混凝土裂缝，劈开混凝土；另一方面植物根分泌出的有机酸，也可以使混凝土分解破坏。这一现象多发生在露天大型的文物上。此外，植物、藻类的生活和死亡分解可以形成腐殖酸，这种酸分解混凝土的能力也很强。
（3）化学风化
化学风化是指自然界发生的使得混凝土化学成分发生改变的作用。表现方式有氧化作用、溶解作用、水解作用、水化作用。化学风化来自于混凝土以外的物质如氧气、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，以空气或水作为介质，与混凝土中的活跃化学成分发生反应，生成新的矿物成分。
3、清水混凝土保护的要求
根据混凝土与石材的破坏机理，要求涂装的保护剂应具备以下基本性能：
（1）单向呼吸、透气性
防止外界雨水、潮气、二氧化碳等有害气体渗入体系内，同时体系内的潮气能正常散发出来。
（2）预防前期混凝土裂纹的产生
防水能预防混凝土微裂纹的产生
（3）提高混凝土及石材的抗压与抗折强度
（4）防水作用持续
（5） 冻融稳定性好
（6） 渗透型强，涂刷后不能改变基材质感和肌理
（7） 抗霉菌生长，抗色斑，耐盐、酸、碱等腐蚀
4、清水混凝土进行氟碳透明保护的意义
清水混凝土透明涂装保护承包商的作用就在于：
第一， 通过专业的施工工艺弥补现场浇注混凝土在浇注过程中不可避免的出现的诸多缺陷，使混凝土的缺陷在视觉上消除或减低，使混凝土在外观上保持混凝土特有的肌理和质感，并使混凝土看起来更加均匀和干净，这是着眼于现在的措施；
第二， 通过涂装高耐候性的、透明的氟碳树脂涂料实现对清水混凝土长久的保护，即使经过50年，混凝土的强度依然能够保持在一个较高的水平，从而达到延长建筑寿命的目的，这是着眼于长远和未来的手段。
如果采用耐候性差的透明涂料如丙烯酸或硅丙涂料，则在5、6年后出现发黄和变黑现象，并且由于透明涂料难以翻新，导致外观效果越来越差。国外清水混凝土发展的经历已经充分说明了这一点。国内在清水混凝土建筑上的尝试和运作已经有10余年了，而且很多是国外建筑师的方案，但是有些项目在实施过程中由于缺乏对清水混凝土整体运作上的经验，有的在浇注过程中就半途而废，有的则是虽在浇注质量已经达到清水效果，但是未作保护涂装，几年后便出现返碱、污染、发黑以致外观效果面目全非的境地。 日本、德国等国家在清水混凝土建筑发展过程中失败的教训很多，我们不应该再走失败的弯路。在中国，清水混凝土尚处于发展阶段，属于新兴的施工工艺，真正掌握此类建筑的设计和施工的单位不多。清水混凝土墙面最终的装饰效果，60%取决于混凝土浇筑的质量，40%取决于后期的透明保护喷涂施工，因此，清水混凝土对建筑施工水平是一种极大的挑战。
要想表现清水混凝土建筑风格的最佳效果，最重要的仍是混凝土墙体的浇筑、保养及处理。众所周知，混凝土表面吸水率较大，如不作任何保护，历经风吹雨打，混凝土在自然界的环境下会遭受来自阳光、紫外线、酸雨、油气、油污等破坏，逐渐失去其本来面目，混凝土也会随着天长地久而日趋被中性化和破坏，其表面效果将日趋污浊，影响观瞻。因此，对混凝土表面进行氟碳透明保护性喷涂，不仅能解决保护混凝土的问题，使其更加耐久，而且可以起到防止污染、保持清洁，不会因为吸水而颜色变深，因而清水混凝土建筑在下雨中仍能保持颜色不变，而不象一些立交桥一样，一下雨就污浊不堪，因此它又被称为干性喷涂（Dry Coating）。
5、四种涂装工艺简介
纯透明保护工法：适用范围——a：清水浇筑质量很好b：要完全保留清水质感，允许瑕疵存在
透明局部修补工法：适用范围——a：清水浇筑质量很好 b：保留清水质感及小面积瑕疵，只对大面积瑕疵部分进行修补
全面着色修补工法：适用范围——a：清水浇筑质量一般 b：基面色差较为严重，蜂窝麻面较多
仿清水工法：适用范围——a：清水浇筑质量较差 b：漏浆漏砂显现比较严重，大面积的蜂窝麻面存在，或在非清水混凝土表面施工
结束语：在我国，清水混凝土的结构设计与施工，还有待理论研究和实践应用；另外，我国清水混凝土施工操作多依赖人工，施工机械化，标准化程度不高。但是，随着与国际接轨的日益加速，随着绿色建筑日渐受到重视，在工业与民用建筑中，清水混凝土在我国的应用将会有一个较大的发展。
设计案例
客服