阴刻字清水混凝土技术研究

张乐

（中铁十六局集团城市建设发展有限公司，北京 100018）

1 工程概况

金宇集团生物产业园位于呼和浩特市经济技术开发区沙尔沁工业园区，总占地面积达446633.33m2，围墙总长度2658m,围墙东北角位于园区主要道路十字路口，采用清水混凝土墙，墙高3.1m,长16.1m、厚0.31m,混凝土强度为C30。企业文化墙及企业logo,为达到美观实用、耐久时间长，墙体颜色为“青铜色”，外侧用中、蒙、英3种文字展示园区名称，并采用阴刻字工艺技术。

2 工艺设计

阴刻字清水混凝土墙施工强调对墙体模板和装饰字体的深化设计，对模板拼缝、螺栓孔位置、字体位置进行事前排版控制，施工中对混凝土的配合比、外加剂的技术性能进行控制，将预先做好的字模固定在墙体模板内侧，使文字装饰效果与混凝土浇筑过程一体成型，拆模后即达到文字装饰凹入清水混凝土墙体中的“阴刻”效果。

3 施工方案

阴刻字清水混凝土墙方案设计主要包括排版设计、模板工程设计、支撑加固系统设计、钢筋工程施工设计、混凝土配合比设计、混凝土浇筑方法和养护方法的选择、混凝土比表面细部处理等，其中模板工程设计和混凝土配合比设计为重点设计内容。

3.1 排版设计

根据业主提供文字要求对3种文字进行排版设计，使其美观大方，见图1。

3.2 模板设计

3.2.1 模板选择

模板采用15mm厚的优质覆膜胶合板，根据清水围墙立面尺寸及模板规格，将清水墙立面分成若干1220×2440mm的分区。施工前，根据单块模板尺寸及字体排版，对其接缝、禅缝、对拉螺栓孔、模板的配制大小等内容进行深化设计，通过材料及工艺的优化，尽量消除模板拼缝、对拉螺栓孔对墙体外观观感的不利影响，在保证模板加固强度的同时使其尽量整齐、美观。

图1 排版设计图（单位：mm)

3.2.2 字模设计

字模材料的选择关系到拆模后字体观感效果，亚克力材料因其表面光滑、平整、坚固，能满足在混凝土施工中不被破坏并且易拆模而成为本工程的首选材料。按照字体排版设计，将15mm厚透明亚力克板用CNC数控机床雕刻成所需的形状，用自攻螺丝钉固定在墙体模板上。拆模时采取“二次拆模法”，即第一次拆模时将亚克力字模留在混凝土墙体内，待混凝土强度达到100%时再取出字模。

3.2.3 混凝土设计

1）水泥：要尽量选用性能稳定、色泽一致的≥42.5等级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，且水泥应为同一厂家、同一品种、同一强度等级。

2）粗骨料：应选用连续级配、颜色均匀、洁净、孔隙率小、抗风化、坚硬、强度高的粒状碎石，含泥量＜1%。

3）细骨料：应采用级配良好、孔隙率小、均匀、坚硬、洁净、抗风化性强的中粗河沙，不得采用海沙，含泥量＜1.5%。

4）粉煤灰：粉煤灰宜选用Ⅰ级，细度≤12%，指标应符合《建设用砂》（GB/T 1596-2017）及相关规范规定[1]。

5）矿粉：7d活性指数≥65%，其他指标应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 14684-2011）中S95级矿粉的要求[2]。

6）外加剂：宜使用聚羧酸类高效液态减水剂，其质量应符合《混凝土外加剂》（GB 8076-2008）[3]。

混凝土实验配合比换算成施工配合比后，还需浇筑试块以观察其表面颜色，并通过反复调整混凝土染色剂添加量，达到预期的“青铜色”，方可最终确定其各种原材料的配比。

4 施工过程

清水混凝土墙阴刻字施工工艺具体流程如下：基础抄平放线→模板设计、配制→外侧模板安装→阴刻字模具安装→绑扎钢筋→隐蔽工程验收→内侧模板安装→浇筑墙体混凝土→拆除墙体模板→混凝土养护→拆除混凝土内阴刻字模具→墙体表面修饰→涂刷清水混凝土保护剂。

其中，模板安装、阴刻字模具安装为重点内容，是确保清水混凝土墙质量的最重要环节。

4.1 模板支撑系统

清水混凝土模架施工体系一般采用15mm厚的优质覆膜胶合板作为面板，模板外侧的双排脚手架和纵横加固龙骨及对拉螺栓构成模板的整个支撑系统，其中，5×10mm方管作为竖向背楞，间距300mm,方管与模板采用角码固定，双钢管作为横向背楞，间距600mm,对拉螺杆采用直径16mm的高强对拉螺杆，堵头采用清水混凝土专用堵头，对拉螺栓及专用堵头兼有顶模作用。利用脚手架固定模板系统，墙体两侧利用双排脚手架作斜支撑以免模板倾斜。

4.2 模板拼装

将有字的外侧墙体模板在操作平台上拼装成整体，拼装过程中注意对模板表面及棱角的保护，避免磕碰损坏，因墙体模板组合尺寸（15.1×3.3m)较大，模板拼装成两大块进行整体组合安装、加固，安装前必须对拼装好的模板进行可靠加固以防吊装变形或损坏。为了便于模板拆除，模板表面应均匀涂刷专用脱模剂，不得漏涂、过涂。

4.3 钢筋安装

为保证混凝土拆除模板后无露筋、保护层过薄现象，达到清水饰面效果，需从翻样、制作、绑扎3个环节层层控制。各种型号钢筋下料及成型的第一件产品必须通过自检后生产，钢筋保护层厚度30mm,采用塑料垫块间距500mm梅花形布置。钢筋绑扎时扎丝多余的部分全部向内弯折，以免因外漏造成锈斑。

4.4 字模安装

将加工好的字模安装在墙体外侧模板内侧，为确保文字位置准确，按文字排版图制作字模定位模板；将字模安装在定位模板中，用手电钻将亚克力字模及墙模打孔，采用4×40自攻螺丝钉将字模与模板固定拧紧，要求文字模具紧贴模板，不能留有缝隙，螺丝钉位置应根据字体形状做细部调整，避免字模自由端过大，用原子灰将字模螺栓开孔处内表面刮平，并用细砂纸打磨光滑。模板安装时注意保护文字模具，避免磕碰损坏，为保证拆模后混凝土外观质量。

4.5 安装墙体内侧模板

为便于施工，内侧模板采用散拼方式按从下到上、从左到右顺序逐块安装。

1）对墙基础进行凿毛，并清扫墙内杂物；

2）安装对拉螺栓，将对拉螺栓全部穿过外侧墙模，外侧用2个螺母初步固定，并将专用堵头、PVC套管安装在螺栓上；

3）安装墙体内侧模板，将在外模上初步固定的对拉螺栓穿过内侧模板，在内模外侧用2个螺母固定，将两侧模板锁紧；

4）在已安装内侧模板边缘涂满硅酮密封胶，并安装第二块模板，随时用线坠或水平尺对模板垂直度进行校正；

5）按此方法将内侧模板逐块安装完毕，拉通线检查模板上口的顺直度，调整模板拼缝；

6）将模板连接成整体并加固到位，板缝打密封胶，要求对拉螺栓必须全部紧固到位，不能有松动现象；

7）模板安装完毕后，检查扣件、螺栓是否紧固，模板拼缝及下口是否严密，检查模板位置是否准确。

4.6 模板拆除

混凝土施工完成后，待达到一定强度将两侧模板及支撑系统逐一拆除，将亚克力字模保留在混凝土中，混凝土表面覆膜养护；当墙体混凝土达到100%强度后，用喷灯将亚克力字模烤软，抓住字模上螺丝小心将字模取下，取字模时避免破坏字模周围边角混凝土；完成后对清水混凝土表面涂刷养护剂即可。至此，阴刻字清水混凝土墙施工完成。

5 有益作用

1）技术效益：将需要体现的文字以“阴刻”的方式凹入清水混凝土墙体中，兼具清水混凝饰面的美观大方与订制文字的装饰、宣传效果。

2）经济效益：清水混凝土阴刻字墙面一次成型，美观、大方，避免了粘贴在墙体外侧后期维护、清洁的麻烦；减去了抹灰、粉饰工程湿作业等环节，从而加快工程施工进度，同时减少劳力，降低成本。

3）社会效益：清水混凝土结构一次成型，不用剔凿、再次抹灰，大大减少了建筑垃圾，有利于保护环境。

6 结束语

综上所述，清水混凝土是名副其实的绿色混凝土，其结构无需再次装饰，不再使用涂料、饰面等化工产品，减少大量建筑垃圾，有利于保护环境。同时，阴刻字清水混凝土采用预先安装字模的方法，解决了传统清水混凝土饰面单一的问题，既能达到预期效果，也起到了宣传的作用。因此，其具有较高的技术、经济和社会效益，可在更多的建筑项目中得到应用。