木模板现浇混凝土-建筑师指南(译)
这是几年前翻译的30X40WORSHOP的一个视频,当时跟的项目中有木模板现浇混凝土,于是随手翻译了一下。现在文字版重新放一下,视频版可以去B站搜索。

(。・∀・)ノ゙嗨大家好,这里是30X40 Workshop的Eric.今天我们要讨论木模板现浇混凝土,我们在缅因州的一个小项目中的两个大型挡土墙中使用它。我们只是现浇了一个小的现场模型,但在这个过程中我学到了很多东西,我很想分享给你们。

我们都很熟悉现浇混凝土,是最普通的建筑材料之一。其特别在于它一开始是塑性(plastic)非常强的泥浆,凝固后却成为另一种非常坚硬稳固的材料。并且,在其本身的基础性能和耐候特征之外,我们还可以在建筑设计中利用这种“泥浆-雕塑”的转化过程。

一般来说,混凝土要浇筑到大而平整的模板中,常规上是胶合木或者铝制。这形成了(不同程度上)较为平滑的表面。但即使是光滑的模板,一旦脱模,也会在混凝土完成面上留下一些结点和纹路。

事实上,木模板技术是一种在现在常用的大模板系统之前的旧技术,这是一种强调混凝土塑性的方法。

不同于胶合板和金属板,木模板将容器本身(或其形式)赋予到浇筑进来的混凝土中。这导致了墙面完成面被赋予了木板材质这样完全相反的印象,所有的这些瑕疵、节点和缝隙就是我们特别强调“木模板混凝土”的时候想要的材质感。它给了墙面生命力,微妙地强调了它们制作的过程。在我们这个项目中,与我们在方案中用到的其他木质纹理和场地周围的森林也有所呼应。

1.混凝土
混凝土由四部分组成:水、水泥、粗骨料和砂(细骨料)。通过变化配比,我们可以控制混凝土硬化后的性能和在极端环境中的特殊性能。
在外墙中,我们想要一种高密度混凝土和高质量的胶凝材料(paste)。胶凝材料能决定混凝土墙面的颜色(*大亦按:混凝土的颜色实际是由混凝土拌合物与模板及脱模剂共同决定的)。
我们使用了高强度的混凝土,这意味着使用更多的水泥砂浆(cement paste)。因此我们也加入了被称为“高效减水剂(High range water reducer)”的超塑化剂(Super-plsticizer)。

这是一种影响水泥颗粒的混合物,通常可以使它们相互吸引,在水中聚集。超塑化剂将水泥颗粒粘合,在它们之间留下足够的空间给水分子进入。
它的作用是让水与混凝土的水合过程更有效。水合作用(hydration)是使混凝土固化硬化的化学反应。
通过超塑化剂我们可以减少水的使用,这使得混凝土更坚固,并保持其工作性(workability)--—这是一个我们减少水量时通常会发生的问题。它也保证了混凝土可以稳定地流入木材的所有缝隙中,正是这些塑造了我们想要的木模板形态。

混凝土混合物可以说我们的方案中最重要的部分。
2.模板
我们想要大量的纹理,所以木材类型及其表面特征很重要。在我们的项目中,我们选择了当地的云杉,很好获得、价格便宜,也很方便使用。大多数木模板使用软木,如云杉、松树、冷杉或落叶松。

我们之前实验了一些完成面工艺来强化表面纹理,尝试了压力冲洗(pressure washing),金属网刷洗(wire brushing),用核桃壳喷砂(sandblasting),最后还使用了煤渣。对测试板材,我们还用了常规的铣削光面(mill-finished)、未刨(un-planed)板。

这可能是一个讨论样板必要性的好时机,它们非常必要、而且你只有一次机会去进行正确的浇筑并让其呈现你想要的样子。
所以Nate,我们的总包,为我们建造了一个610mmX610mmX200mm的镶板,足够测试出模板材质和几种不同的完成面处理方式。

接下来,需要选择木板的方向和宽度。这些基本上是一些审美上的决定:无论是竖直的还是水平的、固定或随机的宽度、宽或窄,它们可以表现特定的视觉设计。
我们选择了一个水平模板,可以让这个挡土墙呈现水平的引导性,帮助我们到达场地中。我们选择了150mm的固定宽度模板,这是一个舒适、人性化的尺度。150mm也可以让我们轻松地将它和其他建筑中的元素关联。比如我们设计的平台,灯、和室内室外台阶,也与到场地的台阶
相关。
竖向的模板会使元素感觉更高,窄的模板无论哪个方向都会更强调方向性,使竖向的更高和使水平的更长。


越多的模板,就会有越多的工人成本,所以选择上需要平衡。
3.连接件
为了使混凝土模板在湿混凝土巨大的重量和向外的压力作用下保持,两侧需要系在一起。

通常这些模板连接件由低碳钢制成,并且尖端齐平墙体浇筑后的完成面。

在大多数情况下,这没什么问题,但低碳钢会生锈,由于我们的木模板墙体在项目中是作为美学元素呈现的——挡土墙接近一个大平台和交流空间,我们希望它们看起来尽可能好。
更复杂的是我们选择使用标准胶合板模板做模板外的壳,这是为了便于支撑,并允许我们去排列好木模板。这也意味着我们必须用适用在我们混凝土承包商的标准模板的连接件。
我们因为价格排除了不锈钢的连接件,因为这增加的成本很高,超出了客户的预算。所以我们计划使用标准的低碳钢,然后再回补它们打出的洞。如果不使用标准模板,可以选择玻璃纤维连接杆。

它们不贵、不生锈,实际上也不明显,但我们在本地很难采购,也不适用于我们分包商的模板标准,所以这对我们来说不合适。
现在我们需要考虑边缘的节点。
我们的挡土墙同时也是长椅和平台,所以边就变得很重要了。混凝土的硬边随着时间的推移表现不好,因为它们会破,看起来会很糟糕。所以总包Nate做了几个不同的模型来让我们考虑,最后我们决定做一个小的切角,离远一点的话,会创造一点阴影线,看起来是一个很硬朗的边。我们也试了硬边和1/4圆倒角,但都没有这个小切角看起来棒。

在浇筑了样板墙,和客户讨论后,我们都同意了这些固定模板为我们提供了足够的微妙纹理,也减少了额外喷涂处理模板的人工成本。
4.其他考虑
钢筋,所有混凝土都应该有钢筋来避免开裂。
伸缩缝(control joint)要满足ACI要求。混凝土会开裂,在需要控制的地方要留伸缩缝,消化掉开裂,而不是让它们像蜘蛛网一样布满在一片漂亮的木模板混凝土上。特别是长的墙会需要,你也需要提前在模板中预留。

还有植物,我们也用了。你需要列好这些需要特别设计的。还有集成设备,像室外灯、扬声器等凹槽,公用设备的连接、排水,如果你要做花盆,这特别重要。
最后,你可以选择在墙上嵌入任何东西——日期、图案、标识,等等类似的。这需要放在模板中。

水泥浇筑过程中加入超塑化剂,会在混凝土的工作性上有所帮助,因为它会让混凝土更容易流动。但是,这不能减少在浇筑混凝土时振捣的必要性。你需要小心,不要过度振动或者碰到螺纹钢,这会将骨料带出表面,毁掉前面所有的辛苦劳动。
振动可以防止在墙上形成空腔和蜂窝,那不仅不美观,还会影响墙体寿命,使水渗入,造成局部冻结,最后形成坍塌。
还要考虑如何处理最顶部的表面。我们选择了手工抹平,光滑的表面。
5.花费
由于有各种影响因素,我很难准确讲相比标准混凝土,这会增加多少预算。这决定于高度、厚度、工作范围、细节、模板尺寸、连接件等,总之,所有我们刚刚谈到的东西。
但你向混凝土供应商提供的信息越多,混凝土分包的经验越丰富,最后的报价就会越好。
所以你应该准备好讨论这些要求,并将你想要的细节和品质加到预算中。

所以,回顾一下,标准现浇混凝土以外的成本是:模板、模板表面预处理(比如表面喷砂)、安装模板的人工、特殊的连接件(不锈钢、玻璃纤维)、添加剂(超塑化剂)、高强度混凝土、嵌入物或特殊粘合剂、等等甚至更多脱模时间。
对于我们项目的预算而言,这些都比较重要,而这些代价带来的东西,是无价的。一旦场地的墙浇筑完毕,我会更新新的视频,你可以在评论中留下任何问题。
一些专业单词:
粘合剂 blinder 内聚力 cohesion 糊状(塑性混凝土阶段/混凝土拌合物阶段/新拌混凝土)paste state 固化(setting) 硬化(hardening)水合作用hydration