水磨石地坪传统工艺及修缮技术的研究与分析

王利雄

上海市建筑装饰工程集团有限公司 上海 200072

20世纪80年代中后期，水磨石作为“国民材料”开始被广泛应用于学校、医院、图书馆等公共场所，特别是在优秀历史建筑中，水磨石出现的概率极高。传统水磨石地坪也称磨石子地坪，是以彩色石子、玻璃、石英石等细骨料拌入水泥，金属、玻璃等材料作为分格嵌条，形成花纹、图案后，表面经打磨使用的一种装饰地坪。其色彩多样、构图精美、坚固且耐磨，被大量应用于我国历史保护建筑和公共建筑的地面工程。如今，无论是既有建筑的修缮，还是新建建筑中都可以看到水磨石的影子，研究与传承水磨石的传统工艺和修复技术对建筑修缮与工艺改进都十分必要。

1 水磨石地坪的历史追溯

15世纪初，欧洲建筑业兴起，石材因其坚韧的品格、华丽的外表而备受贵族们的青睐，石材装饰饰面也被认为是地位与权力的象征。为了让老百姓可以用上石材，威尼斯工匠们把豪宅装修剩余的大理石边角料带回家中，随意镶嵌在院子里，简单打磨后变成了结实的石材地面，这就是水磨石的雏形。

20世纪40年代初，上海被英租界和法租界占据，留下了外滩万国建筑博览群、多伦路文化街、北外滩建筑群等古典与现代主义并存的优秀历史保护建筑。其室内地面很多都选用了水磨石，工艺非常精致，采用铜、铝、铁等金属嵌条勾画出不同曲线的轮廓，再用不同色彩的石子、玻璃、石英石等配色，勾勒出一幅幅精美绝伦的“水彩画”，这就是高于建筑标准的艺术水磨石地坪，其人文、艺术价值不可估量。

改革开放之后，我国工程建设发展迅速，水磨石地坪开始盛行，主要工艺是将碎石骨料、石英石、玻璃等骨料与水泥混合后铺设，再将表面打磨使用，其成本低廉且工艺简单，市场占有率达70%以上，这类地坪被称为普通水磨石地坪。普通水磨石地坪表面粗糙、不易清洁，长期使用后表面污损痕迹较多，因此被逐渐淘汰。

现代水磨石对骨料、黏结料及工艺进行了改良，骨料为彩色石子、石英砂等，黏结料为水泥或环氧黏结料，加工工艺则分为现场预拌、表面研磨、抛光使用以及工厂预制、现场拼接使用两类，接缝处则采用密拼或金属嵌条保证其表面平整度。在大型商场及有设计效果要求的公共建筑中被广泛使用。

同时，20世纪建设的保护类建筑历经岁月，已逐现沧桑，室内水磨石地坪出现了风化、磨损、污染、开裂、缺失等现象，若不及时修复，其历史、艺术、人文价值也将随之流逝。因此，笔者从传统水磨石工艺入手，对水磨石地坪修复技术做了研究与应用分析。

2 水磨石地坪传统工艺施工原则

传统水磨石由于其特殊的制作工艺，成品效果更具个性化与艺术化，我们需要对传统水磨石施工工艺有充分的理解，才能传承这些古法手作，为现代建筑增添色彩。笔者通过多年的项目实践与经验，总结了传统水磨石的材料及工艺特色。

2.1 材料分析

水磨石的主要黏结材料为硅酸盐水泥，骨料为石粒，采用白云石、大理石等岩石加工而成。传统水磨石石粒的大小为大八厘（8 mm）、中八厘（6 mm）、小八厘（4 mm）这3种，为了增加艺术性，水磨石中也会采用彩色石子、矿物颜料来丰富地面色彩。另一种主要材料是嵌条，它不仅提升了地面的美观性，也通过分格来保证水磨石的平整度，避免出现不规则裂缝。常用的有铜条、铝条和玻璃条，普通水磨石地面一般采用玻璃条嵌缝，但不适用于带有曲线形的复杂图案，艺术水磨石则采用铜条作为分格条。

2.2 基层施工原则

当基层是素土时，需要2道垫层作为缓冲过渡。第1道用灰土铺设，第2道用C15混凝土加强。找平层采用1∶3水泥砂浆，表层刷一遍素水泥浆，最后进行水磨石面层施工（图1）。

当基层为预制混凝土楼板时，基层强度已经足够，可直接采用C10混凝土作为垫层，其余工艺同素土基层一样（图2）。

图1 素土基层的处理方法

图2 预制混凝土楼板基层的处理方法

2.3 分格条施工原则

分格线是分格条的定位线。面层施工之前，需根据设计预设的分格尺寸弹线。安装分格条时，需将水泥涂抹在分格条两侧，以固定分格条（图3）。

图3 分隔条示意

采用铝分格条时，由于铝不耐碱、铝条强度小且摩擦因数比玻璃条和铜条大，容易出现分格条拔出、松动以及两侧面层破边等现象，因此，铝条必须采取隔离措施，比如在铝条表面满涂光油2道，或者满涂白色调和漆1道后再使用。

2.4 面层施工原则

水磨石地坪面层施工时要遵循先四周再中间的铺设顺序，石子高度要高于分格条3 mm左右，最后打磨平整。不同颜色的水磨石要先铺抹深颜色的，后铺抹浅颜色的，且要待前一种达到施工允许强度后，再铺后一种。

水磨石正式开磨前要试磨，并且以不掉石渣为准。正式打磨的第1遍用60#～90#粗砂轮石粗磨，边磨边加水；第2遍用90#～120#金刚石磨精磨，后用清水冲净；第3遍用180#～200#金刚石磨光，并且以平整、光滑、无孔隙为度。最后表面采用10%浓度的草酸清洗后打蜡，直到光滑洁亮为止。

3 水磨石修缮施工原则

水磨石的劣化情况分析：

1）表面污染。产生原因：长期使用过程中表面形成的污渍。

2）空鼓、开裂。产生原因：主要是环境温度、材料差异、不均匀沉降等影响造成[1]。

3）缺损。产生原因：长期使用过程中由人为造成的损坏。

4）附加埋件。产生原因：扶手、支架等安装残留。

水磨石的修缮要根据不同的劣化情况进行区分，采用相应的修缮工艺。笔者通过多项项目实践与分析，整理了水磨石地坪修缮的施工流程，如图4所示。

3.1 表面清洗原则

轻度污染的表面，采用清水碳硅尼龙刷清洗；顽固污垢污染的表面，需采用手持打磨机进行轻微打磨，打磨厚度不能超过0.5 mm。

3.2 裂缝处理原则

图4 水磨石地坪修缮施工流程

宽度小于2 mm的裂缝，需用素水泥浆或水泥基增固、防水乳胶注入。宽度大于2 mm的裂缝，需分析原水磨石地坪的水泥配比、标号及石子粒径范围，并选择与原地坪相同的水泥、石子，由浅到深制作若干小样。沿裂缝的方向需形成V字槽，后将水磨石原料进行嵌缝并确保新材料与原地坪牢固地黏结。

3.3 空鼓处理原则

使用空鼓锤轻击饰面确认空鼓部位，凡有空鼓回声的部位即为影响使用的空鼓部位，应根据实际面积进行凿除修补。需要注意的是，裂缝和空鼓情况往往是相伴的，在确定需要凿除范围时要画定记号和做好书面记录。

3.4 缺损处理原则

缺损部位水磨石应进行修补。素水泥浆要含801胶水，水泥石子浆中的石子粒径、颜色、配合比需参照原始水磨石的粒径、颜色进行调配，水泥石子浆抹平高度应高于原水磨石面3～5 mm，之后进行打磨。

3.5 附加埋件处理原则

外露部分用氧气乙炔割除，对留在地坪里的木楔、螺栓，可采用钳子或套钻拔出。取出附加埋件后，参照裂缝处理进行孔洞修补。

3.6 水磨石整体打磨原则

1）修补处打平：先对修补处进行打磨，待修补的石子浆具有相当的强度后，使用金刚石磨料修平打磨。该道的打磨原则是修补处与原饰面完全平整。

2）整体打磨：使用60目磨料，把因行走造成的磨损和污垢吸附层磨去；然后使用150目磨料，修正前道的打磨痕迹；再依次选用320目、500目、800目、1 500目磨料，按序修整前道，把毛面磨细。打磨完成后，用轻型擦地机配羊毛拉空垫进行清洗，清洗要进行3遍。

3.7 补色处理原则

机械磨光后，用草酸进行清洗。观察地坪饰面色差情况，如果色差较大，要进行调色修补，缩小色差程度。

3.8 养护保养原则

蜡产品需要采用强力封地剂、面蜡、保养蜡。在上蜡前，要保持水泥层绝对的干燥、干净。上腊期间，绝对不准许有任何人员的进出。修补水磨石上蜡最少需要三度底蜡，三度面蜡，两度保养蜡。第一度底蜡要完全渗进饰面，待蜡层完全干涸后，方可上第二度蜡，以后每道工序都按这个程序。原水磨石可在面蜡施工时与修补部位整体一起施工。

4 应用案例成果

应用水磨石地坪传统工艺及修缮技术进行地坪的施工，在多项具体的工程中取得了理想的效果，获得了良好的社会反响，如图5所示。

图5 水磨石地坪应用案例

5 结语

水磨石代表了一个时代的发展，见证了半个世纪的建筑历程，对老工艺的传承与守护是我们这代建筑人的使命和责任。特别是上海这座城市，既包容了西方文化建筑也融合了现代科技建筑，正是无数工匠们的辛勤努力与呵护，才有了包罗万象的繁荣。沧桑巨变，我们需要将这些修缮工艺代代相传，让这些优秀历史保护建筑呈现昔日光彩，继续成为这个时代的见证者！

水磨石独特的艺术效果与美感不会被人们遗忘。近年来，复古潮流不断兴起，水磨石又开始在新建建筑中崭露头角，笔者希望通过对传统水磨石地坪工艺与修缮工艺的研究与分析，为保护性建筑与新建建筑水磨石施工带来些许新的启迪与感悟。