海外某國家法院項目木紋板加工制作技術研究

王培杰，石竹軍，李亞建

（中鐵建工集團有限公司，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、無人工修補的、能達到原生態、純自然設計效果的混凝土施工工藝。該工藝在國內和國際上尚處于摸索與初步發展階段。施工過程中，采用內外2層模板，外層模板用于固定內層模板，并通過加固后為混凝土結構成型提供模具的作用；內層模板（與混凝土面直接接觸）為經過處理的實木板，利用混凝土的拓印特性，將處理后的實木板的紋理完整地拓印在混凝土表面，使混凝土表面產生木紋的效果，以體現項目建筑師原生態、純自然的設計理念。

2 工程概況

巴布亞新幾內亞國家法院項目位于巴布亞新幾內亞首都莫爾茲比港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、到達樓、門衛室以及連接新建法院主體樓與原有法院的連接樓。北側為國家議會大廈，南側為國家圖書館。項目由澳大利亞設計師設計，項目執行澳大利亞標準。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，到現場開始施工僅不到2個月的時間，從海外采購成品的木紋板時間上不能滿足工期需要。

3 工程重點與難點

如何加工出具有明顯木材紋理的木紋板是本項目成功的關鍵。在反復試驗的基礎上經過建筑師及監理的認可，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

巴布亞新幾內亞位于太平洋南部，屬熱帶雨林氣候，得天獨厚的自然環境致使本地林業發達，木材種類繁多。也正是因為這一點，導致本國政府嚴格管控木材進口，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，價格也是當地采購價格的4～5倍。出于對時間和成本的考慮，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。再結合項目實際情況，仔細研究當地及澳大利亞相關行業標準及現狀，探索出適合本地的木紋清水混凝土施工方案。根據本項目規范、建筑圖紙及澳標AS 3610.1的要求，木紋混凝土構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。為了滿足設計要求，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材料，而且當地生產資源貧乏，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，且打磨比較細膩，但是仍能看到一定的紋路。為了驗證本方案是否可行，用該木材作為內層模板，支模打灰。試驗結果并不理想（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 天然木紋板試驗圖

4.2 雕刻木紋板

在巴布亞新幾內亞，木雕裝飾到處可見。對雕刻木紋板是否可行進行了試驗，聯系當地最大的一家木材廠商來雕刻木紋板。當拿到木紋板時（見圖2），就立刻否決了該方案。原因如下：

1）本地木材質地較硬，需要用尺寸較大的刀頭進行雕刻，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致拆模時損害墻體外觀。

2）木紋看起來不自然，不能體現出自然的木紋肌理。

3）所需人工和時間成本過大。

圖2 雕刻木紋板試驗圖

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，進行強力的噴砂處理，最后現場支模打灰。試驗表明，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，仍會有部分混凝土黏結在木板上，而且混凝土表面成沙粒狀，影響觀感（見圖3）。因此，本次試驗失敗。

圖3 噴砂處理木紋板試驗圖

4.4 木紋板火烤處理

對木紋板進行火烤處理，待表面完全碳化后，用鋼絲刷打磨。經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 火烤木紋板試驗圖

5 木紋板制作方案優化

經過幾組試驗對比，最終選用火烤碳化木紋板。經過火烤碳化處理過后，雖然得到了較好的木質紋路，但是仍然存在以下缺陷：

1）經火烤處理的木紋板由于高溫失水產生扭曲變形，導致拼出的模板平整度較差，木板接縫大小不一，達不到項目設計要求。

2）本地木板加工成型質量較差，尺寸差別較大，木板接縫不在同一條直線上。

3）木質紋路距離理想狀態還有一定差距，凹凸感不明顯。

4）木紋板安裝固定到外層模板上后受潮會發生膨脹變形，導致模板平整度受到影響。

通過在施工現場多次的試驗，最終的效果如圖5所示，解決方案如下：

1）在火烤木板時，邊灑水邊噴火，極大程度地減小了木板因失水發生的形變。

2）對完成火烤的木板進行再加工，過刨處理，并將邊角打磨圓滑，使木紋板尺寸統一。

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，木紋板之間預留2 mm的間隙，間隙內打入玻璃膠。

圖5 最終方案試驗圖

6 結語

木紋粗飾面混凝土施工技術是一個系統的技術與質量控制過程，本文主要探索了木紋板的加工與制作方法。在工期緊張、當地材料供應有限的情況下，打破常規，探索出一種適合當地的木紋板加工工藝。加工得到的木紋板木質紋路清晰，混凝土澆筑一次成型，得到了監理和業主的一致好評。