海外某國家法院項(xiàng)目木紋板加工制作技術(shù)研究

王培杰，石竹軍，李亞建

（中鐵建工集團(tuán)有限公司，北京100160）

1 引言

粗面清水混凝土是近年來在澳大利亞和一些歐美國家逐漸流行起來的一種一次成型、無人工修補(bǔ)的、能達(dá)到原生態(tài)、純自然設(shè)計(jì)效果的混凝土施工工藝。該工藝在國內(nèi)和國際上尚處于摸索與初步發(fā)展階段。施工過程中，采用內(nèi)外2層模板，外層模板用于固定內(nèi)層模板，并通過加固后為混凝土結(jié)構(gòu)成型提供模具的作用；內(nèi)層模板（與混凝土面直接接觸）為經(jīng)過處理的實(shí)木板，利用混凝土的拓印特性，將處理后的實(shí)木板的紋理完整地拓印在混凝土表面，使混凝土表面產(chǎn)生木紋的效果，以體現(xiàn)項(xiàng)目建筑師原生態(tài)、純自然的設(shè)計(jì)理念。

2 工程概況

巴布亞新幾內(nèi)亞國家法院項(xiàng)目位于巴布亞新幾內(nèi)亞首都莫爾茲比港LOT20 SECT.350地塊，總建筑面積29 261 m2，其中，包括法院主體樓、辦公樓、迎賓樓、到達(dá)樓、門衛(wèi)室以及連接新建法院主體樓與原有法院的連接樓。北側(cè)為國家議會(huì)大廈，南側(cè)為國家圖書館。項(xiàng)目由澳大利亞設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)，項(xiàng)目執(zhí)行澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)。本工程墻體裝飾類型多樣，木紋粗飾面混凝土完成面是其中一種，面積約1 000 m2。從確定外墻的粗面清水混凝土類型是木紋形式，到現(xiàn)場(chǎng)開始施工僅不到2個(gè)月的時(shí)間，從海外采購成品的木紋板時(shí)間上不能滿足工期需要。

3 工程重點(diǎn)與難點(diǎn)

如何加工出具有明顯木材紋理的木紋板是本項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。在反復(fù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過建筑師及監(jiān)理的認(rèn)可，最終確定了木紋板的加工制作方案——火烤碳化處理。

4 木紋板加工方法分析

巴布亞新幾內(nèi)亞位于太平洋南部，屬熱帶雨林氣候，得天獨(dú)厚的自然環(huán)境致使本地林業(yè)發(fā)達(dá)，木材種類繁多。也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，導(dǎo)致本國政府嚴(yán)格管控木材進(jìn)口，如果從中國或者其他國家采購成品板材，不僅采購周期長，不能滿足工期要求，價(jià)格也是當(dāng)?shù)夭少弮r(jià)格的4～5倍。出于對(duì)時(shí)間和成本的考慮，最終決定采用本地木材，通過加工處理，獲得具有清晰紋理的木板。再結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，仔細(xì)研究當(dāng)?shù)丶鞍拇罄麃喯嚓P(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀，探索出適合本地的木紋清水混凝土施工方案。根據(jù)本項(xiàng)目規(guī)范、建筑圖紙及澳標(biāo)AS 3610.1的要求，木紋混凝土構(gòu)件表面具有明顯的自然木紋肌理圖案，混凝土表面色澤基本一致，整體效果美觀。為了滿足設(shè)計(jì)要求，木紋混凝土用木板不能有翹曲，木板寬度一致（偏差≤±1 mm），加工后的木板具有明顯的紋理。

4.1 天然木紋板

在本地尋找具有明顯木材紋路的木紋板。通過與木材生產(chǎn)加工人員交流得知，木板紋路取決于木材切割方式與打磨方式，要取得理想的木紋板，必須采用徑切的方式，而且需要的打磨片也比較粗糙。但是，該種切割方式十分浪費(fèi)材料，而且當(dāng)?shù)厣a(chǎn)資源貧乏，不具備特制的工具。通過木材廠商推薦，可以選用本地的一種松木，雖然切割方式為刻切，且打磨比較細(xì)膩，但是仍能看到一定的紋路。為了驗(yàn)證本方案是否可行，用該木材作為內(nèi)層模板，支模打灰。試驗(yàn)結(jié)果并不理想（見圖1），拆模后，混凝土墻體上的木紋不是很明顯，該方案棄選。

圖1 天然木紋板試驗(yàn)圖

4.2 雕刻木紋板

在巴布亞新幾內(nèi)亞，木雕裝飾到處可見。對(duì)雕刻木紋板是否可行進(jìn)行了試驗(yàn)，聯(lián)系當(dāng)?shù)刈畲蟮囊患夷静膹S商來雕刻木紋板。當(dāng)拿到木紋板時(shí)（見圖2），就立刻否決了該方案。原因如下：

1）本地木材質(zhì)地較硬，需要用尺寸較大的刀頭進(jìn)行雕刻，這樣一來木材紋路過大，混凝土凝固后，可能卡在條紋縫里而導(dǎo)致拆模時(shí)損害墻體外觀。

2）木紋看起來不自然，不能體現(xiàn)出自然的木紋肌理。

3）所需人工和時(shí)間成本過大。

圖2 雕刻木紋板試驗(yàn)圖

4.3 木紋板噴砂處理

首先，在木材加工廠一根根地挑選出具有紋路的木板，再拿到加工廠，進(jìn)行強(qiáng)力的噴砂處理，最后現(xiàn)場(chǎng)支模打灰。試驗(yàn)表明，噴砂過后的木紋板雖然木紋明顯，但由于木紋板表面過于粗糙，即使使用脫模劑后，拆模時(shí)，仍會(huì)有部分混凝土黏結(jié)在木板上，而且混凝土表面成沙粒狀，影響觀感（見圖3）。因此，本次試驗(yàn)失敗。

圖3 噴砂處理木紋板試驗(yàn)圖

4.4 木紋板火烤處理

對(duì)木紋板進(jìn)行火烤處理，待表面完全碳化后，用鋼絲刷打磨。經(jīng)過該方法處理后的木紋板紋路更加明顯，混凝土澆筑后，墻面有較好的木紋理（見圖4）。

圖4 火烤木紋板試驗(yàn)圖

5 木紋板制作方案優(yōu)化

經(jīng)過幾組試驗(yàn)對(duì)比，最終選用火烤碳化木紋板。經(jīng)過火烤碳化處理過后，雖然得到了較好的木質(zhì)紋路，但是仍然存在以下缺陷：

1）經(jīng)火烤處理的木紋板由于高溫失水產(chǎn)生扭曲變形，導(dǎo)致拼出的模板平整度較差，木板接縫大小不一，達(dá)不到項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求。

2）本地木板加工成型質(zhì)量較差，尺寸差別較大，木板接縫不在同一條直線上。

3）木質(zhì)紋路距離理想狀態(tài)還有一定差距，凹凸感不明顯。

4）木紋板安裝固定到外層模板上后受潮會(huì)發(fā)生膨脹變形，導(dǎo)致模板平整度受到影響。

通過在施工現(xiàn)場(chǎng)多次的試驗(yàn)，最終的效果如圖5所示，解決方案如下：

1）在火烤木板時(shí)，邊灑水邊噴火，極大程度地減小了木板因失水發(fā)生的形變。

2）對(duì)完成火烤的木板進(jìn)行再加工，過刨處理，并將邊角打磨圓滑，使木紋板尺寸統(tǒng)一。

3）加大火烤力度，使木紋板表面碳化更加充分，再利用鋼絲刷打磨。這樣處理之后，使木材紋路更加明顯。

4）在安裝固定到外層模板的過程中，木紋板之間預(yù)留2 mm的間隙，間隙內(nèi)打入玻璃膠。

圖5 最終方案試驗(yàn)圖

6 結(jié)語

木紋粗飾面混凝土施工技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)與質(zhì)量控制過程，本文主要探索了木紋板的加工與制作方法。在工期緊張、當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)有限的情況下，打破常規(guī)，探索出一種適合當(dāng)?shù)氐哪炯y板加工工藝。加工得到的木紋板木質(zhì)紋路清晰，混凝土澆筑一次成型，得到了監(jiān)理和業(yè)主的一致好評(píng)。