混凝土材料在隴南建筑中的應用研究

一、混凝土的材料特性及發展演變

（一）混凝土的材料特性

混凝土主要由水泥、水、砂和石子構成。水泥作為膠凝劑，與水發生反應，產生黏結力；砂能夠填充石子之間的間隙，使結構更密實；石子則構成堅固的骨架。混凝土具有諸多特性。從強度上看，通過調整材料配比，能獲得不同強度等級的混凝土，以滿足各種工程需求，高強度混凝土用于大型橋梁、大壩等重要結構，普通強度混凝土則適用于一般建筑。混凝土耐久性良好，能抵御風雨侵蝕、化學腐蝕等，大大延長建筑物使用壽命。除此之外，它還具有較好的可塑性，可澆筑成各種形狀和尺寸的構件，滿足復雜的建筑設計要求。然而，混凝土也有一些不足，其自重較大，增加了建筑的基礎負荷；抗拉強度相對較低，容易在受拉狀態下產生裂縫，所以常需配置鋼筋形成鋼筋混凝土結構來彌補這一缺陷。混凝土憑借自身特性在建筑領域占據著極為重要的地位，并且隨著技術發展，其性能也在不斷優化改進。

（二）混凝土的發展演變

談起混凝土，不得不提到的是水泥的應用，水泥被稱為當代建筑的“糧食”，在建筑史乃至整個人類文明史中都占有重要的地位。水泥是一種粉狀水硬性無機膠凝材料，在與水結合使用后成漿體，進而可以在空氣中硬化，把沙、石等固定在一起。水泥是混凝土的重要組成部分，是混凝土的凝膠材料。

在公元前3世紀的古羅馬，人們把天然火山灰、自然砂石與石灰石制成砂漿作為砌筑拱頂和墻體的填充材料。到了公元前2世紀，古羅馬人發明了一種叫“Opuscaementicium”的混凝土材料，用于建造大型的建筑2]。古羅馬的萬神廟當時就是采用這種材料建造的。混凝土作為填充材料成為萬神廟的主體材料，雖然當時混凝土所用的原材料沒有經過打磨和處理，但是這種材料所具有的堅固和耐久的特性，為現代混凝土的發展奠定了堅實的基礎[3]。

在2000年前后，混凝土已經發展成為一項非常成熟的技術。在科技快速發展的背景下，減水劑的發明為混凝土打開了流動運輸的大門。泵送技術也隨著減水劑的發明在建筑建造中發揮不可或缺的作用，大大減少了施工成本。

二、混凝土在隴南地區的應用現狀

（一）多元融合

隴南地區四季分明，冬冷夏熱，區域內多山地，林業資源豐富，有漢族、回族、藏族、哈尼族等三十多個民族，這些民族共同創造了隴南地區豐富多彩的文化景觀，使得這一地區不僅在自然風光上獨具魅力，而且在人文方面也充滿了多樣性。

這種具有地域特點的豐富民俗文化，存留在當地的文化習俗中，在當地的日常生活中隨處可見。在傳統節日慶祝方式上，既有受中原文化影響的春節盛大慶典，又有融合了巴蜀文化特色的端午習俗，還有保留著古老民族遺風的特色活動等，各種民俗活動相互交織[5。同時，在隴南地區同樣也面臨著我國大多數農村地區都面臨的問題：一是村子里的常住人群基本上都是中老年人，村子整體活力不足；二是很多優秀的文化傳統，甚至很有意義的特色民俗正在逐漸淡出人們的視野。但是，也有很多古老而有價值的非遺瑰寶被保留了下來，并且得到了良好的傳承與發展，如隴南傳統木雕、傳統陶藝等。這些非遺瑰寶所蘊含的文化內涵、藝術風格與精湛技藝，在現代混凝土建筑的建造中得以傳承與創新，不僅豐富了混凝土建筑的表現形式，更使隴南建筑在時代浪潮中保留著獨特的文化記憶與民俗特色，成為連接過去與未來的堅固橋梁，讓古老的非遺文化在現代建筑的舞臺上綻放新的光彩，為隴南建筑文化的可持續發展注人源源不斷的活力與魅力。

（二）基礎構造與裝飾

在隴南古樸民居的基礎構建方面，由于隴南地區地形復雜，部分民居建于山坡或河谷地帶，地基的穩固性至關重要。混凝土被用于打造堅實的基礎，其憑借良好的可塑性能夠依據不同的地形條件進行建造，有效增強了地基對上部建筑結構的承載能力，確保民居在復雜地質環境中屹立不倒。在一些靠山而建的民居中，混凝土基礎深入地下巖層，能夠為整個房屋提供穩定的支撐，抵御山體滑坡等自然災害的潛在威脅。在甘肅省隴南市西和縣漢源鎮城南黃磨棚戶區改造（南苑·明珠）一期（南）項目中，使用鋼筋混凝土平板式筏形基礎，主體結構為剪刀墻結構。鋼筋混凝土結構為建筑物提供了強大的承載力和穩定性，滿足了住宅的受力需求。同時，地下室的混凝土結構起到了防水、防潮的作用。

在民居建筑的裝飾細節上，混凝土也有所貢獻。一些現代設計理念融入傳統民居裝飾時，混凝土被制作成各種精美的雕花、線條等構件，用于門窗邊框、屋檐等部位的裝飾。這些混凝土裝飾件可以模仿傳統木雕、石雕的樣式，經過精細的模具成型和表面處理后，展現出古樸典雅的風格，與整體建筑風格相得益彰[8]。混凝土在隴南古樸民居建筑中的應用，是傳統與現代、實用與美觀的有機結合，推動著當地民居建筑不斷傳承與發展。

（三）歷史沉淀的防御堡壘

隴南地處甘、陜、川三省交界，自古以來就是兵家必爭之地，特殊的地理位置使其成為重要的軍事要塞和交通樞紐，眾多關隘、城堡等防御性建筑應運而生，如祁山堡、玉壘關等。

隴南地區多山，木材和石材資源豐富，因此當地的防御性建筑多采用木石結構。木材作為主要的結構材料，具有良好的韌性和抗震性能；石材則用于地基、墻體和堡壘的建造，堅固耐用，能夠抵御外敵的攻擊。隴南的一些古城墻和堡壘，其地基和下部墻體采用大塊的石材砌筑，上部則采用木結構搭建城樓和瞭望塔等建筑。防御性建筑的結構設計注重穩定性和防御功能，常見的有封閉式的四合院布局、高聳的城墻和塔樓等。四合院的布局可以有效地限制敵人的進攻路線，形成一個相對獨立和安全的空間；城墻高大厚實，設有瞭望孔、射孔和垛口等防御設施，既能有效地抵御外敵的入侵，又便于士兵觀察和攻擊敵人；塔樓則通常建在城墻的拐角處或重要部位，用于瞭望和指揮作戰，具有較好的視野和良好的防御性能9。

（四）混凝土塑造隴南建筑風貌

隴南擁有豐富的自然景觀與深厚的文化底蘊，混凝土憑借其出色的可塑性成為展現這些特質的理想媒介。在建筑外觀造型上，通過定制的模具與施工工藝，混凝土能夠被塑造成各種富有韻律感的線條與形態。一些公共建筑采用流暢的混凝土曲面，既呼應了隴南山水的靈動柔美，又彰顯出簡潔大氣的現代風格。隴南市體育館的外立面以混凝土塑造出抽象的藝術造型，在陽光的照耀下，光影交錯，宛如一件巨大的現代藝術品，成為城市中獨特的視覺焦點，提升了城市的文化品位，增強了其藝術氛圍。

在模仿傳統建筑元素方面，隴南的傳統建筑如古老的廟宇、民居等，有著獨特的磚石紋理、木雕圖案與古樸的色彩。如今，混凝土在一定程度上可以模仿傳統建筑材料的質感與色澤。在歷史文化街區的改造與新建仿古建筑工程中，由混凝土制作的雕花門窗、仿石墻面與傳統建筑和諧共生，既保留了歷史文化的韻味，又滿足了現代建筑的功能與安全要求。游客漫步其中，仿佛穿越回過去，感受到隴南古老文化的魅力，同時也能享受到現代設施帶來的便利。

混凝土還能與其他材料巧妙搭配，創造出豐富多元的建筑風貌。玻璃與混凝土結合時，透明的玻璃與質感厚重的混凝土形成鮮明對比，能夠在商業建筑中營造出時尚、通透的空間感；木材與混凝土搭配，則能在居住建筑中增添一份溫暖與自然的氣息。一些高端住宅項目將混凝土的堅固與木材的親和性相結合，打造出既有現代簡約風格又不失溫馨舒適的居住環境，滿足了人們對高品質生活的追求。

三、混凝土材料在隴南建筑中的應用優化策略

（一）優化混凝土配比設計

隴南市體育館采用大跨度空間網架結構，基礎及部分支撐結構采用高強度混凝土，以承受上部巨大荷載及復雜應力。在基礎施工中，針對大體積混凝土，采用分層澆筑工藝，有效控制內部水化熱，減少裂縫產生。同時，添加適量外加劑，提高混凝土的和易性與抗滲性，保障基礎防水性能。

鑒于體育館的大跨度結構對混凝土強度的要求較高，通過試驗確定水泥、骨料、外加劑及摻合料的合理比例。例如，增加水泥標號，選用優質骨料，并添加減

水劑等，提升混凝土的抗壓強度與耐久性，滿足大跨度結構的受力需求。在原材料采購上嚴格把關，確保質量符合標準。運輸中控制混凝土坍落度損失，澆筑時精準把控速度與高度，避免冷縫。振搗采用高頻振搗設備，保證密實度。養護方面，根據季節采用合適的方法，如夏季保濕、冬季保溫，確保混凝土質量穩定。

（二）合理應用混凝土新技術、新工藝

隴南白龍江四號橋梁的橋墩和箱梁采用混凝土結構。橋墩混凝土需具備高抗壓強度和耐久性，以承受橋梁自身重量及車輛荷載；箱梁采用預應力混凝土結構，施加預應力提高承載能力與抗裂性能。在橋墩施工中，運用滑模施工技術，提升施工速度與混凝土外觀質量。箱梁采用預制一拼裝工藝，在預制場制作箱梁節段，現場拼裝，縮短施工時間，提高施工精度。預制一拼裝工藝能夠減少現場濕作業，降低施工對周邊環境的影響，同時保證箱梁節段質量。滑模施工技術能夠提高橋墩施工速度，減少模板周轉次數，降低成本。

考慮到白龍江四號橋長期暴露在自然環境中，受雨水侵蝕、溫度變化影響大。在混凝土設計中選用優質水泥、合適骨料，增加混凝土保護層厚度，并添加抗滲抗凍的外加劑，能夠提高混凝土抵抗外界侵蝕的能力，延長橋梁使用壽命。

（三）隴南建筑的節能與創新

隨著可持續發展理念的深入，節能與創新成為建筑設計與建設的重要追求，混凝土材料在其中扮演著關鍵角色，展現出獨特的應用價值與發展潛力。

傳統建筑在保溫隔熱方面存在不足，導致能源消耗較大。而混凝土材料的創新應用為解決這一問題提供了有效途徑，輕質保溫混凝土開始在隴南地區建筑中嶄露頭角。這種混凝土通過添加輕質骨料如陶粒、聚苯乙烯泡沫顆粒等，在保證一定結構強度的同時，顯著降低了混凝土的密度，從而提高其保溫隔熱性能。在隴南的一些新建住宅項目中，外墻采用輕質保溫混凝土，有效減少了室內外熱量的傳遞，降低了冬季取暖和夏季制冷的能源需求。與普通混凝土相比，其導熱系數可降低3 0 % ～ 5 0 % ，大大提高了建筑的能源利用效率[10]。

同時，混凝土在建筑遮陽與采光方面也有創新應用。透光混凝土的出現，打破了人們對混凝土厚重、不透明的傳統認知。透光混凝土中均勻分布著光纖或導光材料，能夠將光線引入室內較深區域，實現自然采光的均勻分布。在隴南的一些公共建筑如學校、圖書館等，透光混凝土被應用于外墻或采光井等部位，在白天減少了人工照明設備的使用時間，進一步節約了能源。并且，對透光率進行控制，還可以起到一定的遮陽作用，避免夏季陽光直射室內導致溫度過高，降低空調能耗。

四、結語

混凝土在隴南地區建筑領域應用廣泛，涵蓋住宅、商業建筑、公共設施等各個方面。

盡管目前混凝土在隴南建筑中應用成熟，但隨著科技發展和工程需求的提升，仍有廣闊的創新空間，通過研發新型水泥、優化骨料級配、開發高效外加劑等手段，有望進一步提高混凝土性能。

混凝土材料在隴南地區建筑中的發展朝著高性能化、綠色環保化和功能多樣化方向邁進，通過優化自身性能與應用新型技術，正逐步推動隴南建筑行業的技術創新和轉型升級。未來應持續關注混凝土材料的技術創新與應用優化，使其更好地服務于隴南地區的城市建設和經濟發展，助力打造更加安全、舒適、綠色的建筑環境。

參考文獻：

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作者簡介：

李天水，蘇州大學藝術學院碩士研究生。研究方向：環境設計。