混凝土與異材質混合實驗產品創作研究

全文

(1)國立臺灣師範大學藝術學院設計學系碩士論文 Department of Design, College of Arts National Taiwan Normal University Master’s Thesis. 混凝土與異材質混合實驗產品創作研究 Product Creation of Combining Concrete with Different Materials. 林季樺 Chi-Hua Lin. 指導教授：梁桂嘉博士 Advisor：Kuei-Chia Liang. 中華民國 109 年 9 月 September 2020.

(2) 摘要隨著科技突破及世界變遷環境中，為了延續環境未來的發展，以及改善生活型態，人們在設計思考著如何進行創新及變化，對於混凝土也是，混凝土已經是世界上廣泛使用最多且處處可見得的材料，經過時代的變化，混凝土依舊維持著它的重要性及使用性，而社會的進步，混凝土及水泥砂漿逐漸被發展成產品，也透過不斷的創新及突破來提升產品市場價值，使混凝土逐漸成為重要的創作材料之一。. 本研究將探討混凝土與異材質混合相關製程及實驗，透過文獻研究了解混凝土的歷史與現今混凝土所發展的技術，並以材料對比性為出發點，期望利用現今容易取得之材料探討混凝土在重量及彈性上是否可能所突破及發展，藉由文獻及相關產品案例分析，並透過與對比性異材質的實驗，在經過不斷的失敗與嘗試，發展出新的異材質混合可能性，並且製作五件創作作品呈現實驗成果。. 本創作最終以實驗較成功且穩定的材料做為混凝土與異材質混合產品創作，分別有紙漿、棉花、矽膠及環氧樹脂，希望透過這些成果與紀錄，提供給設計者們在混凝土與異材質材料的選擇上有更多的應用並利用於產品設計，使得混凝土設計更加多樣化及多變，產生更棒的設計出現。. 關鍵字：混凝土、材質試驗、異材質混合、產品設計. i.

(3) Abstract With technological breakthroughs and changes in the world, in order to continue the future development of the environment and improve the lifestyle, people are thinking about how to innovate and change in design. The same is true for concrete. Concrete and cement have been widely used in the world and everywhere. Visible materials. After the changes of the times, concrete still maintains its importance and usability. With the advancement of society, cement mortar is gradually developed into products. Through continuous innovation and breakthroughs, the market value of products has been improved, making concrete Gradually become one of the important creative materials. This research will explore the mixing process and experiments of concrete and dissimilar materials, understand the history of concrete and the technology developed by current concrete through literature research, and take the contrast of materials as the starting point. It is hoped that the weight and elasticity of concrete will be explored by using readily available materials. Whether it is possible to break through and develop on the above, through literature and related product case analysis, and through experiments with contrasting different materials, after continuous failures and attempts, new possibilities for mixing different materials have been developed, and five creations have been made The works present experimental results. This creation finally uses more successful and stable materials as a mixture of concrete and different materials, including paper pulp, cotton, silicone and epoxy resin. I hope that through these results and records, it will be provided to designers in concrete and different materials. The choice of materials has more applications and is used in product design, making concrete design more diversified and changeable, resulting in better designs.. Keywords：Concrete, Product Design, Material Experiments, Mixing of different materials ii.

(4) 誌謝感謝這幾年來耐心與鼓勵我的碩士同學及家人們，最為感謝指導教授梁桂嘉老師細心的教導。. iii.

(5) 總目錄摘要................................................................ . i Abstract.............................................................. i i 誌謝................................................................ i i i 總目錄.............................................................. i v 表目錄..............................................................vii 圖目錄 .............................................................viii ........................................................ 1 1.1. 研究背景與動機 ............................................ 1. 1.2. 研究目的與目標 ............................................ 2. 1.3. 研究限制與範圍 ............................................ 3. 1.4. 研究方法與架構 ............................................ 3 ....................................................5. 2.1. 2.2. 混凝土的由來與製造 ........................................ 5 2.1.1. 混凝土介紹.................................,...........5. 2.1.2. 水泥的由來.................................,...........6. 2.1.3. 水泥的分類.................................,...........7. 2.1.4. 骨材與摻料.................................,...........7. 混凝土材料發展與應用 ...................................... 9 2.2.1. 清水混凝土............................................. 9. 2.2.2. 透光混凝土............................................ 11. 2.2.3. 輕質混凝土............................................ 12. 2.2.4. 高性能混凝土... ...................................... 14. 2.2.5. 透水混凝土............................................ 16. 2.2.6. 織物成形混凝土........................................ 17 iv.

(6) 2.3. 材質與產品設計之關聯性 ................................... 18. 2.4. 對比性 ................................................... 21. 2.5. 混凝土產品應用於生活用品 ................................. 22 ..................................... 23. 3.1. 3.2. 專家訪談 ................................................. 23 3.1.1. 22 Design Studio........................................23. 3.1.2. Shabibi Sheep Workshop.................................. 24. 3.1.3. 專家訪談小結.......................................... 26. 異材質產品案例分析 ........................................ 27. 3.2.1. Concrete Ginesis ........................................ 27. 3.2.2. Stitching Concrtete stool .................................. 28. 3.2.3. Spurt Club Chair ........................................ 29. 3.2.4. Drift Sofa.............................................. 30. 3.2.5. Concrete pendant Lamps.................................. 31. 3.2.6. Motif ................................................. 32. 3.2.7. DOME+lamp with bamboo................................ 33. 3.2.8. Tiny City Stationery ..................................... 34. 3.2.9. TWIGll................................................35. 3.2.10 Batzek ................................................ 36 3.2.11 Crowd ................................................ 37 3.3. 產品設計案例分析總結 .................................... 38 ......................................... 40. 4.1. 實驗步驟流程 ............................................ 40. 4.2. 對比性材料及選擇 ........................................ 40. 4.3. 材料實驗 ................................................ 42 4.3.1. 重量.................................................. 43. 4.3.2. 彈性.................................................. 49. 4.3.3. 其他.................................................. 55 v.

(7) 4.4. 材料實驗總結 ............................................ 56 產品設計創作............................................... 57. 5.1. 創作發想與動機 .......................................... 57. 5.2. 創作材料篩選 ............................................ 58. 5.3. 桌燈 .................................................... 58 5.3.1. 創作發想............................................. 58. 5.3.2. 製作過程 ............................................ 59. 5.3.3. 最終成品及創作評述 .................................. 60. 5.4. 吊燈 .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..60 5.4.1. 創作發想............................................. 61. 5.4.2. 製作過程 ............................................ 62. 5.4.3. 最終成品及創作評述 .................................. 63. 5. 5. 桌上喇叭 .. ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... .. 64 5.5.1. 創作發想............................................. 64. 5.5.2. 製作過程 ............................................ 65. 5.5.3. 最終成品及創作評述................................... 66. 5.6. 壁式記事板 ............................................67 5.6.1. 創作發想............................................. 67. 5.6.2. 製作過程 ............................................ 68. 5.6.3. 最終成品及創作評述................................... 69. 5.7. 滑鼠軟墊 ..............................................70 5.7.1. 創作發想............................................. 70. 5.7.2. 製作過程 ............................................ 71. 5.7.3. 最終成品及創作評述................................... 72. 研究結論與建議............................................. 73 6.1. 研究結論 ............................................... 73. 6.2. 後續建議 ............................................... 74. 參考文獻............................................................ 75 vi.

(8) 表目錄表 2-1. 摻料的使用對混凝土品質影響 .................................... 8. 表 3-1. 異材質拼接(本研究整理) ....................................... 38. 表 3-2. 異材質混和(本研究整理) ....................................... 38. 表 4-1. 紙漿+混凝土實驗過程 .......................................... 43. 表 4-2. 紙漿凝土實驗結果 ............................................. 45. 表 4-3. 棉花+混凝土實驗過程 .......................................... 46. 表 4-4. 棉花+混凝土實驗結果 .......................................... 46. 表 4-5. 松木+混凝土實驗過程 .......................................... 47. 表 4-6. 松木+混凝土實驗結果 .......................................... 49. 表 4-7. 矽膠+混凝土實驗過程 1 ........................................ 50. 表 4-8. 矽膠+混凝土實驗過程 2 ........................................ 50. 表 4-9. 矽膠+混凝土實驗過程 3 ........................................ 51. 表 4-10 矽膠+混凝土實驗結果 .......................................... 51 表 4-11 PVA+混凝土實驗過程 .......................................... 52 表 4-12 PVA+混凝土實驗結果 .......................................... 52 表 4-13 矽利康+混凝土實驗過程 1 ...................................... 53 表 4-14 矽利康+混凝土實驗過程 2 ...................................... 54 表 4-15 矽利康+混凝土實驗結果 ........................................ 54 表 4-16 環氧樹脂+混凝土實驗過程 ...................................... 55 表 4-17 環氧樹脂+混凝土實驗結果 ...................................... 56. vii.

(9) 圖目錄圖 1-1. 研究流程圖 .................................................... 4. 圖 2-1. 水泥混凝土組成示意圖 .......................................... 5. 圖 2-2. 混凝土組成結構 ................................................ 6. 圖 2-3. 法國東部廊香教堂 ............................................. 10. 圖 2-4. 光之教堂 ..................................................... 10. 圖 2-5. 日月潭向山型暨旅遊中心 ....................................... 11. 圖 2-6. 透光混凝磚 ................................................... 12. 圖 2-7. 挪威 Stolma Bridge............................................. 13. 圖 2-8. 臺北 101 國際金融大樓之裙樓屋頂板 ............................. 13. 圖 2-9. 國道 6 號冬段石灼巷跨越僑 ..................................... 14. 圖 2-10 台北 101 ..................................................... 15 圖 2-11 高雄 85 大樓 .................................................. 15 圖 2-12 透水混凝土 ................................................... 16 圖 2-13 透水過程 ..................................................... 16 圖 2-14 混凝土帆布 ................................................... 17 圖 2-15 三維纖維基質組成 ............................................. 17 圖 2-16 混凝土帆布庇獲所 ............................................. 18 圖 2-17 材料種類 ..................................................... 19 圖 3-1. 2020 新竹市金玻獎的獎盃 ...................................... 24. 圖 3-2. Concrete x resin art|iceberg, ...................................... 25. 圖 3-3. Concrete Candle ............................................... 25. 圖 3-4. Concrete Ginesis ............................................... 27. 圖 3-5. Stitching Concrete stool ......................................... 28. 圖 3-6. Spurt Club Chair ............................................... 29. 圖 3-7. Drift Sofa ..................................................... 30 viii.

(10) 圖 3-8. Concrete pendant Lamps ......................................... 31. 圖 3-9. Building paper ................................................ 32. 圖 3-10. DOME+lamp .. .............................................. 33. 圖 3-11. Tint City Stationery. ........................................... 34. 圖 3-12. TWIG ll. .................................................... 35. 圖 3-13. Batzek. ..................................................... 36. 圖 3-14. Crowd ...................................................... 37. 圖 4-1. 楊式模量材料密度軟硬比 ....................................... 41. 圖 4-2. 楊式模量材料強度及斷裂伸長率比 ............................... 41. 圖 4-3. 混凝土灌製小燭台 ............................................. 42. 圖 4-4. 手撕紙 ....................................................... 43. 圖 4-5. 紙漿 ......................................................... 43. 圖 4-6. 棉花 ......................................................... 45. 圖 4-7. 松木片 ....................................................... 47. 圖 4-8. 松木屑 ....................................................... 47. 圖 4-9. 矽利康 ....................................................... 53. 圖 4-10 矽利康+混凝土 ................................................ 53 圖 5-1. 發想概念情境草圖 ............................................. 57. 圖 5-2. 桌燈概念草圖 ................................................. 58. 圖 5-3. 紙漿 ......................................................... 59. 圖 5-4. 紙混凝土灌製模具中 ........................................... 59. 圖 5-5. 桌燈 1-手撕紙混凝土情境圖 .................................... 60. 圖 5-6. 桌燈 2-紙漿混凝土情境圖 ...................................... 60. 圖 5-7. 吊燈發想草圖 ................................................. 61. 圖 5-8. 紙漿與模具 ................................................... 62. 圖 5-9. 環氧樹脂混凝土與模具 ......................................... 62. 圖 5-10 吊燈 ......................................................... 63 圖 5-11 吊燈情境圖 ................................................... 63 ix.

(11) 圖 5-12 桌上喇叭發想草圖 ............................................. 64 圖 5-13 棉花與混凝土模具 ............................................. 65 圖 5-14 焊接音響 ..................................................... 65 圖 5-15 棉花混凝土音響 ............................................... 66 圖 5-16 桌上喇叭情境圖 ............................................... 66 圖 5-17. 壁式記事板發想草圖 .......................................... 67. 圖 5-18. 矽膠混凝土 .................................................. 68. 圖 5-19. 記事板情境圖 1 .............................................. 69. 圖 5-20. 記事板情境圖 2 .............................................. 69. 圖 5-21. 滑鼠軟墊發想草圖 ............................................ 70. 圖 5-22. 滑鼠墊矽膠模具製作 .......................................... 71. 圖 5-23. 滑鼠軟墊情境圖 1 ............................................ 71. 圖 5-24. 滑鼠軟墊情境圖 2 ............................................ 72. x.

(12) 第一章緒論 1.1 研究背景與動機. 歷史在改變的時候，家俱和生活用品的設計趨勢勢必也會跟著改變。設計的變化中必有社會性的基礎。過去幾年由於經濟起步，機械化生產大量取代人工生產，因而出現低成本生產的出現，而到現在社會漸漸進步，開始發揮創新科技、文化創意產業、美感美學的體驗等，也通過科技創新的研發，提高了產品市場價值及美學創意的視野。透過技術上的突破，混凝土已不再是過去給人冰冷且顏色單調的刻板印象，市面上也陸續出現許多混凝土或與複合材質結合之產品設計，不僅能兼顧「堅固」、「美觀」與「經濟」等三大特色（國產建材實業官方網站），還能做出各式仿造紋路，例如大理石及木頭般等紋路，運用在建築室內及室外之裝潢設計與產品設計上，使其更加美觀且富含更大的經濟價值。而在設計風格方面從以前到現在，歷經了多種不同的風格變化，大眾對於不同種類的美感接受度變得更加寬廣，對產品造形上的表現也相對的更加要求。人類在悠久的歷史過程中直覺性決定了許多型態的意義，而到了後現代反思的態度與多元特徵造成了產品造形上的特殊化與差異化，這些不同於以往的外觀造形，使大眾對於產品設計造型的美感有另一層面的認識，顛覆了設計審美觀也是一種美。設計師藉由各種不同的設計手法與材質運用上的變化，使產品於外觀上讓人驚嘆其表現的形式，設計就像是一種語言(三原昌平，2009)，設計師可以表達的設計想法，將想法傳達購買者。在這些產品設計中，有些材質礙於造形上的限制，甚至是材料被材料限制，而無法發揮。有鑑於此，本設計於創作研究的過程中，希望能了解混凝土在產品設計中的美感並且藉由加入異材質材料讓產品有新的運用及效果，將其運用在未來產品設計中。. 1.

(13) 1.2 研究目的與目標. 混凝土是非常低成本的建材，不同種類的材料加入水泥按照比例混合可以成為不同種類的混凝土。每種混凝土的配比時都關係到其使用用途，也加入強度、耐久性、工作性、經濟性和生態性等重要因素。而量少、質精、高單價的「裝飾混凝土」(國產建材實業)是設計上正被廣泛運用的表現方式，也隨著國外風格文化的流入，許多美式及歐式工業風的設計風格漸漸成為趨勢，不管是產品設計或是空間設計，例如近幾年咖啡廳及早午餐裝潢風格等。隨著材料發展與科技的進步，混凝土已經突破於傳統的建築材料，而廣泛用於室內工藝方面以及產品設計方面，由於使用的地方及需求不同，賦予了混凝土在不同地點可以利用不同的材料發揮出不同的特性及變化或是以材質製造出反差都可以帶給使用者一種新奇、驚喜的感覺（陳詩雨，2018）將可以為產品設計帶來不同的樣貌。由於混凝土是日常生活中天天接觸及看見的材質，帶给人粗糙、生硬、冰冷的感覺，由於市面上多半為水泥為主的產品設計，期望在研究中，利用混凝土與對比異材質結合之後，產生出顛覆傳統混凝土帶給人的想法及感覺。由於混凝土質感在設計圖上是無法模擬，也無法透過黏土或是紙張模型來完整表達，利用實驗的方式，在實驗過程下，實驗混凝土在與對比異材質之間的搭配的可能性，並將實驗成功的組合運用在產品設計上，看是否可以也產生對比的效果，也利用混凝土的原始質感加入設計，混搭出矛盾或對比的效果，提供給線上設計師或文創工作室等多一項材料使用上的選擇。. 2.

(14) 1.3 創作限制與範圍 1.由於混凝土產品除了材質特色之外，尚有功能、質感...等因素。本研究在此就材料部分進行實驗分析，排除其他變因，產品設計選擇為日常生活用品為設計主軸，盼望之後也有助於其他相關之研究及創作。而在混凝土產品中，加入對比性的材料，由於異材質與混凝土搭配能探討的文獻及資料有限，這部分有待日後更深入探討。 2.關於混凝土產品設計方面的研究文獻並不多,較多是材質研究創作論文中的一小創作材料，或是水土建築轉型之相關論文。因此於研究上僅能萃取部分之資料。. 1.4 創作方法與架構. 1.設定動機與研究目標 2.透過文獻探討了解混凝土基本知識，了解混凝土在現代被廣泛運用的用途及功效，在利用書籍文獻及網路資訊，了解材質與產品造型。 3.利用專家訪談及案例分析了解相關產品，並且藉由案例及蒐集材料結果進行材料選用、實驗。 4.利用第四章所實驗結論，取較成功材料將其結合進行產品創作。 5.結論與建議，客觀分析及探討給予建議。. 3.

(15) 研究背景與動機混凝土的由來與製造研究創作目的與目標混凝土材料發展與應用文獻探討產品與材質之關聯性對比性. 專家訪談相關產品案例分析混凝土對比材料分析. 重量. 材料實驗. 彈性其他. 桌燈吊燈產品設計創作. 桌上喇叭壁式記事板滑鼠軟墊. 研究結論與建議. 圖 1-1 研究流程圖. 4.

(16) 第二章文獻探討本章節將探討混凝土的由來、製造及材料特性，並接著探討材質與產品設計之關聯性與對比性為何，經由整合作為本研究之後實驗及設計創作參考依據。. 2.1 混凝土的由來與製造 2.1.1. 混凝土介紹. 混凝土為無機、多孔性材料，混凝土是水泥、粗骨材、細骨材、摻料及水，在適當的配比下所組成（圖 2-1），再經過時間使之硬化而成的石材。材料中水泥是一種膠結性材料，將堅固的砂石及填充骨材膠結在一起的黏著劑，加上水後開始進行「依時水化硬固」(黃兆龍，2007)。而骨材為填充料，分為粗骨材跟細骨材，細骨材中含有天然砂、碎石沙或兩種混合沙等，粗骨材中含有碎石、礫石、爐渣或是混合物等，骨材的選用可以增加混凝土適當的強度及耐久性，增加其結構強度(圖 2-2)，其硬化或水合過程可持續數年，但約在 28 天可達初步物理特性。優點： 1.抗壓強度大 2.耐久、耐熱、耐磨、耐火、隔音佳 3.製作簡單、原料容易蒐集 4.成本較低 5.可塑性強. 圖 2-1 水泥混凝土組成示意圖 (資料來源：許桂銘，2002) 5.

(17) 圖 2-2 混凝土組成結構 (資料來源：國產建材實業). 由於上述優點，可知混凝土幾乎是在世界上使用量最大的建築材料，於各種環境皆可適用，廣泛適用於公共建築、橋樑、道路、高速公路及堤防，甚至水壩、水塔、碼頭及軍事工程等，近期也時常被使用於產品設計當中。. 2.1.2. 水泥的由來卜特蘭(Portland Cement)水泥最初在 1824 年由英國泥水匠佐賽夫阿斯帕亭. (Joseph Aspdin)所發明。最初石灰只有加入砂跟水混混合使用，稱之為氣硬性膠結材料(龔人俠，1997)，在 1845 年由 I.C. Johnson 將 Joseph Aspdin 所申請的卜特蘭水泥文件中提到的石灰石與土質比例配比及蝦燒的溫度試驗出結果，使近代使用的卜特蘭水泥有了最初的雛形。水泥的製造過程可簡化分為「二磨一燒」程序(黃兆龍，2007)，將其磨細後混合均勻，於窯中高溫燒結，再加入石膏後加以研磨。. 6.

(18) 2.1.3. 水泥的分類水泥主要分為五大類：天然水泥、卜特蘭水泥、輸氣卜特蘭水泥、混合卜特. 蘭水泥及特殊水泥。 1.天然水泥：以石灰石及黏土混合，並經過高溫燒結，再磨成粉。 2.卜特蘭水泥：分為 TypeI~IV，分別代表普通卜特蘭水泥、平熱卜特蘭水泥、早強卜特蘭水泥、低熱卜特蘭水泥、抗硫酸鹽卜特蘭水泥。 3.輸氣卜特蘭水泥：普通輸氣卜特蘭水泥、改良輸氣卜特蘭水泥、早強輸氣卜特蘭水泥。 4.混合卜特蘭水泥：爐石-改良卜特蘭水泥、卜特蘭高爐水泥、爐石水泥、卜特蘭 -改良卜特蘭水泥。 5.特殊水泥：圬工水泥、油井水泥、高強水泥、高鋁水泥、膨脹水泥、白色卜特蘭水泥、球化水泥。. 2.1.4. 骨材與摻料混凝土材料中的沙或是石子都被稱為骨材，而骨材的面積佔了 66%～78%。. 骨材又分為粗骨材跟細骨材。骨材的主要作用： 1.混凝土之填充材，降低成本。 2.可以抵抗磨損及水份滲透等。 3.減少乾固後混凝土體積的變化。摻料是除了水、骨材、水泥與其實填充物等之外的材料，於製作混凝土前或製作中間加入的材料，用來改善混凝土的特性，例如凝結時間、硬固特性及防水性等。分為化學摻料、輸氣粒料及礦物摻料，礦物摻料包含爐石、飛灰、矽灰等。而也可以加入化學摻料(Chemical Admixtures)，來改變或調整混凝土的特性。依黃兆龍（1990）研究指出，化學摻料包含： 1.速凝劑：混凝土硬化時間縮短，加速了水泥的水化作用，獲得早強、噴漿及快硬。 2.緩凝劑：遲滯混凝土之硬固時間，可避免冷縫或是模板下陷、裂縫等情形。傳統減水劑：使混凝土顆粒分散，增強混凝土的品質、增進經濟性及工作性，減少吸水性及透水性。 7.

(19) 1. 強塑劑：也稱為高性能減水劑，增加水泥漿的流動性，具高減水性，可增加強度及防水性，體經穩定性也較佳。輸氣摻料主要為增強混凝土抗凍能力及耐久性，改良工作性、增加水密性、增加表面粉光性等等。礦粉摻料是指將固體材料磨致細粉狀，適用於各種混凝土內，依照比例加至混凝土，幫助改善工作性、耐久性、粉光性、抗硫性、抗膨脹性、降低透水性、減少水化熱、節省水泥用量等。 1.爐石-研磨粉碎後，加入水泥混合時，可以幫助提高混凝土晚期強度、增加水密性、防止鋼筋生鏽等。 2.飛灰-顆粒小，可增加混凝土流動性，強度比一般不加飛灰混凝土比起較佳。其他摻料包含粘結劑、起泡劑、除蟲菌劑、防銹劑、助泵劑、減滲劑、防潮劑、灌漿劑、聚簇劑等。擴散劑、塑性劑、膨脹劑、著色劑等等。. 表 2-1 摻料的使用對混凝土品質影響混凝土特性. 摻料的種類. 工作性. 減水劑、礦粉、輸氣劑、卜作嵐、聚合物. 強度. 減水劑、聚合物、輸氣劑、緩凝劑、卜作嵐. 耐久性. 輸氣劑、聚合物、減水劑、防鏽劑、卜作嵐、斥水劑. 變形. 減水劑、凝結控制劑. 凝結. 速凝劑、緩凝劑. 降低單位重要. 發泡劑. 特殊混凝土. 聚合物、爐石粉、膨脹劑、著色劑、發泡劑 (資料來源：黃兆龍，混凝土摻料(附加劑)). 8.

(20) 2.2 混凝土材料發展與應用 2.2.1. 清水混凝土最早的「清水模」工法，由二十世紀初法國的建築師勒。科比意(Le Corbusier). 所開創，他以清水混凝土為主角，建造了「廊香教堂」(Ronchamp)(圖 2-3)，廊香教堂屋頂為混凝土，採殼型設計，傾斜牆面覆蓋白色粗灰泥，屋頂由兩層相隔 2.6 的混凝土模型成殼狀(明樓室內設計，2010)，這種乾淨的表現方式及設計，也可以說是啟發日本建築師安籐忠雄的源頭，熱愛清水混凝土及幾何形狀是他的個人風格，代表作包涵風、海、地、水、光之教會(圖 2-4)及台灣亞洲現代美術館等。所謂「清水」，是指拆模後不會有額外的處理方式及表面處理(僅塗佈防護劑)，保留了拆膜後最原始的樣貌，所以最外層表面即是完成面，表面呈現光滑並整齊分割，讓混凝土散發出最原始的質感。清水混凝土的工法每個細節都要很注意，不然容易留下痕跡。由於製作需要一體成型，所以內部設計圖、電線規劃、模板分割等都必須要精細的構想完成，而水泥的成分配比也要掌握，避免顏色不均，灌漿途中也不能中斷(清水模工程行，2013)，模板不行有釘，需要平整不能有孔洞，技術面上克服後，工地環境的清潔也很重要，施工者不可隨地製造垃圾，施作組粒完成必須附蓋保護，也必須在製作前一天將模板表面清洗、排除牆角水分。由於製作完的清水混凝土不會有另外的牆面，所以會吸濕氣，但透過曬太陽可以排濕，因此牆面不夠厚的話，下雨天會吸收過多濕氣，室內也會跟著潮濕，若是建設在潮溼或是水池邊，就必須注意水的問題(META 線上雜誌，2010)。模板種類通常為鋼模、芬蘭板、杉木板、一般模板等，而在國內清水混凝土建築經常使用的混凝土種類為高性能混凝土及自充填混凝土。在台灣，清水模建築也逐漸開始被使用，著名建築物包括台東公東教堂、台南南科霞客、台南市毛屋民宿、三義木雕博物館、日月潭向山型暨旅遊中心(圖 2-5)、實踐大學東閩紀念大樓、八里十三行博物館、鶯歌陶瓷博物館等。. 9.

(21) 圖 2-3. 法國東部廊香教堂. （圖片來源：https://raydipediarch.pixnet.net/blog/post/43280550）. 圖 2-4 光之教堂 (圖片來源:https://matcha-jp.com/tw/4297). 10.

(22) 圖 2-5 日月潭向山型暨旅遊中心 (圖片來源：http://www.sunmoonlake.gov.tw/zh-tw). 2.2.2. 透光混凝土透光磚(透光混凝土石板)，2001 年由匈牙利建築師羅恩立（Aron Losonczi），. 利用光纖與精緻混凝土組合所研發出，在製造過程中僅加入百分之四的光纖，由於纖維佔整塊體積的比例不高，所以對混凝土的力學性能並不造成負面影響，透光混凝土的結構強度與普通混凝土無差別，加入纖維的尺寸小也讓他們與混凝土可以混合併成結構。而混凝土之所以能夠透光是通過玻璃纖維在兩個平面之間以矩陣的方式平行放置的關係。. 透光混凝土多半用於建成建築內、外牆、室內牆壁、投影廣告牆等，利用大自然的太陽光而不是使用照明用具的人造光線，由於是混凝土牆面的關係，可以減緩隔絕紫外線與太陽能的輻射熱，降低室內溫度，也可以減少室內悶熱而導致空調能源的耗用，能做出不同的尺寸也可做出不同的紋理，依據不同需求亦可使用不同顏色的混凝土搭配出不同色彩的透光混凝磚(圖 2-6)。. 11.

(23) 圖 2-6 透光混凝磚 (圖片來源：https://kknews.cc/home/r985og4.html). 2.2.3. 輕質混凝土輕質混凝土在重量上與一般混凝土比起來較輕，但強度範圍卻是相似的，輕. 質混凝土使用輕骨材還代替原本的碎石粗骨材，輕質骨材可分為天然、人造及工業廢料三類，天然的有火山渣、多孔凝灰岩及浮石等，人造的包含膨脹黏土陶粒、頁岩陶粒、板岩陶粒及水庫淤泥等，工業廢料有膨脹爐渣、廢礦渣、焚化爐底灰及冷節飛灰等，而其中人造輕骨材，經由粉碎高溫燒結後，形成封閉結構的多孔陶粒，可使混凝土具有隔熱、隔音、防火性、抗震、耐久性及增加混凝土流動性等特性出現(良全預拌混凝土股份有限公司)。在國外，使用輕質混凝土著名的有挪威 Stolma Bridge 之三跨懸臂施工法橋梁(圖 2-7)、挪威 Raftsundet Bridge 之四跨懸臂施工法橋梁等，而國內輕質混凝土大多用於建築樓板或隔間裝修可達到隔音效果，較少使用於結構主體，例如臺北 101 國際金融大樓之裙樓屋頂板(圖 2-8)及國道 6 號冬段石灼巷跨越橋(圖 2-9)。. 12.

(24) 圖 2-7 挪威 Stolma Bridge （圖片來源：https://en.wikipedia.org/wiki/Stolma_Bridge）. 圖 2-8 臺北 101 國際金融大樓之裙樓屋頂板 (圖片來源：https://reurl.cc/8no5N7). 13.

(25) 圖 2-9 國道 6 號冬段石灼巷跨越橋 (圖片來源：https://reurl.cc/8no5N7). 2.2.4. 高性能混凝土高性能混凝土的出現，最初是根據研究指出生產一公斤的水泥，也會跟著有. 一公斤的二氧化碳出現，使得水泥變成破壞環境的因素之一。而為了解決這個問題，專家積極研發出高性能混凝土。與一般混凝土不同的地方，是高性能混凝土多了兩項材料，卜作蘭材料極強塑劑，卜作蘭材料包含飛灰、爐石粉、矽灰、浮石及頁岩等，有輔助水泥、改善水泥漿體孔隙結構，提升後期強度，而強塑劑的添加目的在減少水量，水量越多對混凝土之耐久性越不利，減少水量也減少水泥用量，間接達到耐久性及經濟成本，而高性能混凝土的特點為:高流動性、高強度高耐久性、高耐磨性、高水密性極高穩定性等。為了使高性能混凝土更容易流動，美國混凝土學會 ACI318-95「結構混凝土」規範，採用水膠比的耐久性設計觀念，其實已接近高性能混凝土的含義。台灣地區高性能混凝土於西元 1992 年初期發展，初始被定義為「高強度及高流動化混凝土」,著重於「安全性及工作性」。1996 年末遂改變成符合「耐久性、安全性、工作性、經濟性、生態性」的優生高性能混凝土，近期已開始應用於許多工程案例之中(黃兆龍，2003)。目前台灣已有不少的建築上採用高性能混凝土，例如台北 101(圖 2-10)、高雄 85 國際廣場大廈（圖 2-11）、台北市遠東企業大樓、屏東海生館、高雄市東帝士大樓、中台禪寺，南港車站三鐵共構工程等。. 14.

(26) 圖 2-10 台北 101 (圖片來源：https://www.taipei-101.com.tw/tw). 圖 2-11 高雄 85 大樓 (圖片來源：https://www.taiwan.net.tw/m1.aspx?sNo=0001121&id=9328) 15.

(27) 2.2.5. 透水混凝土透水混凝土也稱無細骨材混凝土(No-fines concrete)，含有少量之粗骨材、微. 量或無細骨材且無足量水泥漿之混凝土材料，透水混凝土的構成由裏層在骨材顆粒表面用薄水泥漿體使骨材顆粒之間相互黏結接觸，形成孔隙均勻的蜂窩狀結構，在這種結構之下具有良好的透水性能、透氣和重量輕的特點。透水混凝土與一般混凝土不同的是容量小、透水性強、水泥用量小，所以這種材料的建材漸漸在道路領域上被應用，讓原本缺乏呼吸性的地面，經過此材料將空氣的熱與水氣交換，調節都市的氣溫，也可有效防止車輛打滑，是一種正在改變過去普通混凝土破壞大自然形象的創造性的新材料。. 圖 2-12 透水混凝土 (圖片來源：https://www.js888.com.tw/index.html). 圖 2-13 透水過程 (圖片來源：https://www.js888.com.tw/index.html). 16.

(28) 2.2.6. 織物成型混凝土混凝土帆布(圖 2-14)具有靈活且柔性的特質，將織物浸漬於混凝土中，當它. 水化後即會硬化成型，形成耐用、防水又防火的混凝土層。而這種混凝土帆布不需要任何植物或是器具設備，只需要布跟加水。混凝土帆布含有特製配製的乾混凝土混和物的三維纖維基質組成(圖 2-15)。材料表面的 PVC 的背襯是保證防水的，通過噴霧或通過浸自水中水合，一切完成後，纖維會增強混凝土結構，使它防止裂紋的擴展並提供安全且堅固的空間。混凝土帆布與傳統混凝土相比，安裝時間上更快速，也更容易。目前常被用以製造混凝土帆布庇護所(圖 2-16)，裡層會有防漏氣襯裏，外頭是混凝土帆布，庇護所的門為鋼鐵門，將裏層充氣把帆布撐起來，在周圍用鐵錘把鋼釘打在地上固定，再開始灑水，充分吸水變硬後，混凝土帆布帳篷即完成，在使用最少的機械、人力和材料下，時間上不會花到一天，也由於其堅固耐用等特性，目前也與重建或是修復當地建築物時會需要使用的國家機構合作。混凝土帆布與一般帳篷比起來，或許比較貴且沈重，但若與永久建築比較，他便較輕而且快速，也充分發揮其效果。. 圖 2-14 混凝土帆布. 圖 2-15 三維纖維基質組成 17.

(29) 圖 2-16 混凝土帆布庇獲所 (圖片來源：https://www.concretecanvas.com/). 2.3 材質與材質產品設計之關性岩石及礦物組成了地殼表層，而岩石與礦物便是製作材料的基本原料。原料是指天然生成且尚未加工的物質，而材料則是指原料經加工處理後所產生的物質 (中國材料顯微鏡網，2011)。材料的發展代表著社會的進步，人類在材料的應用史上，從石器時代、陶器時代、銅器時代與鐵器時代，後來隨著科技的進步，出現了玻璃、塑膠、不鏽鋼、纖維等材料，使材料的種類越來越多，本文也參考了黃台生的材料與造型入指南，將材料分為五個部分(圖 2-17)。材料兩個字其實非常廣泛，任何的物品都可以說是由一或多個材料所組成，而當材料的研發技術逐漸成熟後，人們便開始改變材料的特性，使日常生活中增加了許多的不同趣味性與可能性(林育德，2011)。由此可見，產品設計組成中材料具有很大的影響力，直接關係到產品的外觀傳達給人的感受、耐用程度、加工方法(曾熙凱，2013)。材料、資訊及能源也被稱為現代文明的三大重心。「形隨機能」的時代，為了講求實用，產品材質之選擇都必須明確被劃分，直到二次大戰後，「新機能主義」讓產品可以不再被侷限於一種材質，甚至可以材料混合著搭配(張意佳，2001)。材料本身是去創造產品的物質，而產品設計是將產品材質的特性與意義呈現出來，經過材料的創新和表面處理技術的進步也使設計師有更多的靈感，產品設計將有更新穎的感官效果。現今材質的選擇不僅是功能上的目的，也包含美學的因素，使用新的材料、顛覆傳統的材料或是結合兩種以上的複合材料，都是為了提升產品的附加價值，給予人們視覺和觸覺的改觀與驚奇，並產生購買的欲望。. 18.

(30) 圖 2-17 材料種類 (圖片來源：材料與製造入門指南). 質感則是人看見材料的物理特性之後所衍伸出的心理感受。質感、形狀和色彩均為造形的基本元素，不只能直接影響人們的視覺感受，也能透過觸覺的經驗產生視覺上的特性(陳采青，2001)。質感是任何物品、物體的一種表面材質，緊密關係到我們視覺與觸摸的感覺，因此可以分成「視覺性質感」(Visual texture)和「觸覺性質感」(Tactile texture) (呂明泉，2002)。視覺性質感通常是透過自身經驗的累績，直覺性判斷所產生中的一種視覺效果。觸覺性質感是指身體經由觸覺上感受到物體所傳達出的感受。例如：金屬、塑膠及木頭等不同材料，在未特殊後處理的情況下，因表面肌理不同，傳達出的觸覺及視覺上的感受也會不同。材料質感特性所產生的心理感受，由於材料的排列組織與構造有不同的差異，使材料與人的觸感產生關係，也因材料的特性及用途點，而出現不同的材質感。材質與質感是一體兩面的。在自然材料方面，幾乎無法發現一致的質感，例如木材的溫和感，竹材的柔和細膩感，石材的粗獷感等材質之美，是其它材料無可取代的人為材料。使用不同的工具與技巧也會呈現出的不同的韻味，其質感取決於人為加工的方式有如絲綢的滑順柔細、玻璃的剔透明亮感、金屬的冷硬等材質之趣，每個材質都各有特色(謝羽宸，2009)，這些材料所呈現出來的給人感覺，幾乎 19.

(31) 是人類在生活中累積的經驗，造成對質感的印象。材質與質感幾乎是一起搭配的，各種材質都藉著質感來顯露其面貌，並透過質感來表達材質的特性;換句話說，不同的材質都能以各種形式將其特徵顯露在外，帶給人們不同的感覺。所以材質是指物體內部的構造所具有的物理特性，而質感則是屬於視覺與觸覺的範圍（基礎設計，2005），兩者搭配後的物體表面與其整體，將帶予人的對此物的產生印象和感情。產品存在的意義，扮演著傳達人類情感的媒介，利用生活空間將人與人也將人與空間聯繫，將人的審美觀與精神喜怒哀樂聯繫。人類則致力於利用各種材料來改善本身的生活環境，材料在產品上的運用趨勢隨著新材料的發展而不斷的交替變化作用，設計師透過機能及產品形態傳達設計，賦予產品生命力，材質對其外觀形態表達給人的情感有絕對之影響力。由於產品的外觀造型是產品給予人的第一印象，造型設計的好壞足以影響消費者的購買慾望，善用材質可以使產品達到良好的觸視覺效果。造形學家羅蘭德 Kurt Rowland 指出:「我們在人造物品中已經觀察到許多變化，且發覺這些變化始終與新材料及製作方法有關。當材料改變時，形狀也跟著變。」由這句話可以知道不同的材料可以孕育出不同的造型也會產生不同氛圍，如木頭所製成的產品會帶給人溫暖的感覺，金屬材質帶給人冰冷俐落的感覺等，此現象出現在生活器物與工業產品的影響更為明顯及普遍。如果形狀本身不足以清楚地形容一個物體，那物體表面上的質感、色彩等就是很重要的一部份。材料的屬性有彈性、塑性及黏性，例如橡膠是具有彈性的物質，塑膠絲是帶有塑性的物質。而材料也會讓產品產生不同的心理反應，例如具有方向性及銳利感。觀察我們周遭的環境，就會發現在世界的物體，幾乎都是材料所構成。經由材料科技的發達，大幅地影響了人類的生活，每種材料都有其特性，亦有光澤、透明度、肌理方面的特性，各有優劣點，所以要注重適材適用，「取其所長，捨其所短」，材料不一定完全適合其產品，也可以與其他複合材質做搭配使產品發揮出特色。材料之所以吸引人，吸引設計師開發創新運用，就像橡膠一樣，具有伸縮自如的彈性，因為不知道極限在哪，更讓人覺得有很大的可能性運用於產品設計中，每個材料亦是如此。對設計師來說，如果要充滿自我風格的設計，過程中，就必 20.

(32) 須在材料、顏色的運用及形狀的設計都需經過精密的計算和周詳縝密的思考，藉由不同的材料來表達及激發其構想，仔細思考什麼材料適合，不斷嘗試後選擇恰當的材料可使成品的形態美充分表達，機能性更加完全，並符合經濟效益。但若沒有考慮所使用的材料適用性，就會產生與實際製品之材質感覺不符合的狀況產生。也就是說設計工作者必須熟悉材料的性質與特色去設計，在滿足形態之美觀條件後，運用一切技術來製作表達最適合所選擇材料的形態，才能說是一件完整的好產品。由於現代設計工作者在日常生活中接觸的材料極多，在選擇適當的材料時。感性會從視覺傳達至心靈，讓你注意到材料的存在，而去注意它。當充分認識材質的特性與質感能做出什麼的表現後，同時也能知道此材料所無法達到的效果，並尋找另一種材料搭配，讓材料之間截長補短，互相發揮，由此產生一種單一材料所無法呈現的「整體美」，使兩種性質完全不同的材料結合，巧妙地利用加工技術，將會產生一種衝突的異趣，而美通常誕生於意義的對立與衝突之中，美就建立在對意義的破壞上(三原昌平，2009)。吳怡銘(2002)在能力雜誌中說到關於生活工場「做中學，學中做」的期刊中提到創始人鄧學中認為:「對消費者負責，思考的是材料放在家中的適合性…等等，諸多為消費者設想顧慮及創意的腦力激盪，再加上消費者購買產品的需求，都是生活工場研發時的重要依據。」另一方面更覺得「創新就是滿足消費者生活型態的創意，因此在產品製造上，總是選擇最適合的材質。」由上述鄧學中所說，可以了解到材質是滿足消費者生活型態創意中很重要部分，適當的材質運用，會讓產品在效果上更加分。因此，這成為設計工作者中必須學習的很重要的課題。. 2.4 對比性設計師 Sam Hecht & Kim Colin 說：「對比，讓創造力有更大的張力。」。對比是將兩種不同事物安排在一起,以突顯彼此間差異,進而加深人對事物印象之手法 (王筱文，2008)，進而達到緊張感之最大目的。區分明顯，對比就越強烈，對比越弱，就會顯得沒有差異性，一種混淆不明的感覺。對比有助於組織在產品設計的層次結構，在產品上凸顯了設計特點也吸引了觀眾的注意力，除了強調設計的焦點之外，充分利用對比來增加視覺樂趣，如果只是相同大小、形狀及顏色的佈局都會較容易顯得無趣，但對比會激起一些意外的樂趣。而對比就像大多數的設計 21.

(33) 概念一樣，以平衡的方式應用，太多的對比與沒有對比一樣糟糕，並且容易導致混淆及視覺上不和諧的設計。設計的對比上可以發現有幾項技巧，在顏色方面有分深色淺色對比、色相對比、色溫對比、強度對比等，產品形狀上有分有機與無機形狀、尖銳與圓潤、尺寸大與小等，在紋理上有粗糙與圓滑，或者是在意想到的事物對比、重複元件模式的對比及複雜與簡單的對比等。這些對比的效果所造成了強烈的緊張之感，都是給人快感的根源(朝倉直已，1993)。. 2-5 混凝土產品應用於生活用品混凝土早期多半運用於建築工程及地板施工上，近年來，大家運用混凝土的獨特特色，份量感、吸水性及防火性等等且取材容易，加入日常生活用品中，在五顏六色的生活中添加低調工業風，讓環境稱出風格優雅且獨特的品味。由於一般混凝土有一定重量，所以產品設計時常只運用混凝土中的水泥或水泥砂漿，運用於在傢俱或日常小物當中，如長椅子、板凳、落地喇叭、落地登、櫃子、桌子、膠帶台、筆筒及書擋等等，吸水性常被用來做杯墊、水果盤、植物盆栽、牙刷架及花瓶，而防火性的產品常見有煙灰缸、吊燈、桌上型檯燈及燭台等。水泥產品如今在市面上已不陌生，將在平凡的生活中打造不平凡的生活美學。. 22.

(34) 第三章專家訪談及產品案例分析本研究依照第二章的文獻探討，了解到混凝土特性及產品與造型設計中的關聯與價值。此章節分為專家訪談及案例分析及兩部分，訪談對象為品牌台灣 22Design Studio 及香港品牌 Shabibi Sheep Workshop，案列分析則選擇了十件國外及國內水泥/水泥沙漿與異材質結合的產品設計作為觀察及探討，如 Stitching Chair、 Concrtet Lamps、Concrete Candle…等，了解設計師們/公司使用什麼材料與混凝土或水泥作為結合及混凝土，也藉此觀察產品造型對比的特色，再藉由案例分析與網路資訊，選擇將作為實驗的材料，並進行對比材料與混凝土混合實驗。. 3.1 專家訪談 3.1.1 22 Design Studio 1.有實驗過異材料混合嗎？公司使用的主要以水泥砂漿為主。有在販售的異材質混合為磨石子。近期曾經與新竹春池玻璃合作製作獎座(圖 3-1)，將碎玻璃融入水泥底座，讓產品在低調中也呈現閃耀。過去早期的時候試過與黃金混合，但由於水泥砂漿混合黃金之後幾乎看不見黃金，如果需看到黃金就必須打磨才能使產品露出更多，或是黃金的量必須加更多，但若使黃金量加多勢必成本也會增加，且經過打磨就會失去公司原本清水模的初衷。加入異材質後也容易使得產品的穩定度或流動性等受到影響，也會影響在商業上操作的考量。 2.曾經試過成功的材料是什麼原因這些混合未做成產品販賣？混合有成功的都皆屬於好奇實驗性居多。主要還是會以考慮水泥本身特性為主，利用不同水泥混合後會所產生的物理性質或是化學反應為最終目的。大多產品皆為異材質搭配拼接居多。 3.未來有想要嘗試與什麼材料混合嗎？目前不考慮。會以製作清水模工法為主，需考量商業性及工廠的員工，皆以培訓為製作清水模工法。. 23.

(35) 圖 3-1 2020 新竹市金玻獎的獎盃 (圖片來源： https://www.facebook.com/22designstudioTW). 3.1.2 Shabibi Sheep Workshop 1.有實驗過異材料混合嗎？目前所有產品皆由水泥、砂及水組成。在目前產品中沒有到完全混合異材質，但最接近混合的應該是環氧樹脂，關於環氧樹脂，在 2017 年做了海洋這個作品(圖 3-2)，使用混凝土及環氧樹脂做搭配，因為本身材質有氣泡，恰且利用這個特性，呈現出海洋的感覺。初期在控制泡泡跟溫度上都十分有難度，且跟混凝土結合的時所產生的化學作用也須經過多次實驗才能抓到技巧，結構也要特別小心使他們不會分離，所以其實說起來也是微混合，在這項作品，也因為環氧樹脂本身特性，使作品呈現上出現很多意外的成果，也明確的表達了海洋澎湃感及冰山的孤獨。拼接異材質部分的材料具代表性的有香氛蠟燭(圖 3-3)，反而是在尋找蠟的過程中 24.

(36) 較困難，需要考慮到天氣炎熱容易融化的問題，最終實驗出最適合的蠟，每個蠟燭的顏色都不是顏料調製，皆為市面上所賣的水泥砂所調出來的！而在蠟燭燒盡後，還可以留混凝土雕塑。每個款式不同顏色也都配給不同的香氣。. 圖 3-2 Concrete x resin art | iceberg, 2018 (圖片來源：https://www.shabibisheepworkshop.com/). 圖 3-3 Concrete Candle (圖片來源：https://www.shabibisheepworkshop.com/). 25.

(37) 2.曾經試過成功的才料是什麼原因這些混合未做成產品販賣？沒有。 3.未來有想要嘗試與什麼材料混合嗎？目前沒想到。. 3.1.3 專家訪談小結藉由上述兩個訪談，了解到在 22 Design Studio 工作室在初期嘗試了許多異材質混合的實驗，美觀雖然重要，但對公司來說水泥本身的配方所呈現出的穩定性或是流動性才是最終主要目的。但由於公司一向以清水模的製作概念為策略，在脫模之後盡可能不進行打磨即可有具完整度極高的產品外觀，且若產品使用了混合的材料，也必須考慮比重問題或是否需要打磨等後加工等等，所有混合成品的販售最終都必須考慮到是否符合公司的衷旨，再考慮到是否符合成本及工廠人力培養訓練，所以目前公司除了磨石子的產品有在販售之外，短期內並不會販售其他異材質混合的產品。而在 Shabibi sheep workshop 工作室中，產品種類較為彈性，主要策略以美觀裝飾性及概念為主，將日常生活會出現的材料融合於產品概念中，以拼接異材質在視覺上明顯差異感的呈現，讓觀賞者產生共鳴連結，但也因為考慮美觀及商業性考量，完全混合的實驗並不多。兩個品牌皆會以商業性作為極大的考量，所以在產品實驗前，也會因為考量之後所需的後加工或是成本因而止步。. 26.

(38) 3.2 異材質產品案例分析 3.2.1 Concrete Ginesis 設計師/設計公司: Studio IVANKA 設計師 Katalin Ivanka and Andras Ivanka 自豪地宣布了這是世界上第一個由混凝土為材料所製作的成衣和配飾系列，他們利用 3D 列印的方式將水泥塗覆在紡織品上，將洋溢陽剛之氣，展現經典女人味。在這紡織產品系列中，也將混凝土與皮革作搭配，幾乎是將一塊混凝土原形直接與皮革結合，利用柔軟與硬質來說明微妙的對比和跨性別的意象，也代表了現代環境下的古典形式。筆者判斷，混凝土比例應為一般混凝土調配比例，過程中刻意保留氣泡感，再經後處理打磨修邊。材料: 布料、皮革、混凝土. 圖 3-4 Contrete Ginesis 系列之手拿包 (圖片來源：http://www.ivanka.hu/index_eng.html). 27.

(39) 3.2.2 Stitching Concrtete 設計師/設計公司: Florian Schmid Stitching Concrete 這項作品靈感來自與畫布的對比，將織物浸漬在調配好混凝土中，浸泡後用木製模具支撐產品，同時在乾燥之前，用鮮艷的線將邊緣縫合在一起，此兩種材料結合了布的柔軟性及混凝土的穩定性，但最終的表面保持了柔軟的外觀，視覺上的幻覺顛覆了實際上布料無法賦予坐姿的力量。筆者判斷，混凝土比例因爲一般混凝土調配比例，主要難度在於織物中是否完全浸泡均勻。材料: 布料、線、混凝土. 圖 3-5 Stitching Concrtete stool (圖片來源：http://www.florian-schmid.com/). 28.

(40) 3.2.3 Spurt Club Chair 設計師/設計公司: Paulsberg Spurt 是由碳纖維增強混凝土所製成的一件式座椅，此作品受到短跑運動員的剪影為啟發，將力量與活力融合到產品造型中，符合人體工學坐姿且提供了一般家具相同的舒適度，此作模具上做工複雜，所以每件都是手工製作，也造就每件作品所呈現出的紋路分佈皆不相同。筆者判斷，碳纖維本身不僅細小且又柔軟，要將材料混入並不困難，但混合過程中為了流動性及成功固化，混凝土比例會較碳纖維高，但同時又保有碳纖維的特性，待產品成型後再進行打磨拋光的動作。材料: 碳纖維、混凝土. 圖 3-6 Spurt Club Chair (圖片來源：https://www.gardenista.com/products/spurt-club-chair/). 29.

(41) 3.2.4 Drift Sofa 設計師/設計公司: Fernando Mastrangelo Studio 這一系列雕刻作品受到冰川極自然地球形成的啟發，捕捉自然界中的簡約和優雅，表現形式及調色中也展現了無盡的視野，該系列透過古典裝飾、染色、雕刻及拋光技術等等，喚起海洋的平靜。筆者判斷，水泥中加入的染色沙一起成型，並在混合過程中加入粉狀玻璃，由於加入粉狀玻璃，勢必混凝土中水的比例會增加些許，待產品成型後，再進行切面的打磨。材料: 手工染色沙、粉狀玻璃、水泥. 圖 3-7 Drift Sofa (圖片來源：https://fernandomastrangelo.com/). 30.

(42) 3.2.5 Concrete pendant Lamps 設計師/設計公司: Renate Vos 該系列吊燈為材料實驗中開發而出，這兩種對比材料在鋸齒狀交匯點呈現了軟與硬的結合，表面上半部呈現混凝土霧面質感，下半部矽膠呈現亮面反光，燈具所發出的暖光使與該產品的工業外表相當矛盾。筆者判斷，混凝土與矽膠的比例為原材料比例，難度在於中間結合處，有可能會脫落。材料: 混凝土、矽橡膠. 圖 3-8 Concrete pendant Lamps (圖片來源：https://www.renatevos.nl/concrete-pendant-lamps/). 31.

(43) 3.2.6 Motif 設計師/設計公司: Pull+push products 由日本設計師佐藤信宏於 2002 年創立，Motif 是由灰漿製成的產品系列，它使用木製模具以通過獨特的鑄造方法製造，並以質樸的外觀完成，留下手工痕跡和材料的原始紋理，例如木紋表情，顏色不均勻，鑄造時出現氣泡等等…以建築物和城市景觀為主題的形狀為視覺帶來熟悉感。筆者判斷，產品利用木紋較明顯的木頭為模具，且混凝土比例上並未調整，而是在灌入混凝土後於上方加入石子，且脫模後不須打磨呈現原先石子樣貌。材料：砂漿、玻璃、碎石. 圖 3-9 Building Lamp (圖片來源：https://pull-push.com/works/). 32.

(44) 3.2.7 DOME+lamp with bamboo 設計師/設計公司: Rita KoralevicsDOME+ lamp with bamboo 從材質上來說，設計師用 100%的回收紙來製作，為了固定形狀，加入水泥。設計師還利用竹子設計吊燈把手，讓把手可移動，燈繩同時穿過燈罩及竹把手，使燈可以任意調整燈罩的方向。筆者判斷，由於細看可以發現紙張的紋路其實分常明顯卻又均勻，紙張應該是在濕的狀態或浸濕於水的狀態下與水泥進行混合，整體比例上紙張大於水泥。材料：紙漿、混凝土、竹片. 圖 3-10 DOME+lamp (圖片來源：https://www.behance.net/ritakoralevics). 33.

(45) 3.2.8 Tiny City Stationery 設計師/設計公司: CELEMENT LAB 由四位台灣設計師所創立的工作室，製造了軟水泥產品，以特殊的比例達到了水泥與矽膠之間的平衡，打破了視覺與觸覺的規則，一種具有衝突感的新體驗。 Tiny City 文具系列創造了衝突但是和諧氛圍，將建築圖像應用至文具中，結合了水泥質地和柔軟的觸感，看似不平衡，卻也產生了另一種和諧的風景。由於產品顏色並不深，且觸感很軟，完全不像混凝土的硬感，筆者判斷，在材料混合中矽膠的比例佔了大多數，水泥比例佔少數，由於整體柔軟，因此下方加入木頭材料，讓木頭可以支撐整個矽膠水泥。材料: 水泥、矽膠、木頭. 圖 3-11 Tiny City Stationery (圖片來源：https://www.triplelivings.com/). 34.

(46) 3.2.9 TWIG ll 設計師/設計公司: ATELIER MAZINÉ 這是一間以建築室內設計為主的設計公司，TWIG 以燭台為概念，上方燈罩利用山毛櫸及橡木製成，間隔的木頭使產品於開燈後呈現散狀光束，在與木頭的拼接設計下高冷的灰色有了溫暖的溫度，而在下方無砂混凝土中加入了碎再生玻璃，使得灰色中微微可以透出淡淡玻璃綠光。筆者判斷，混凝土為原比例，僅在產品邊緣加入有色玻璃，使玻璃在燈光下產生為閃光。材料:無砂混凝土、碎玻璃、山毛櫸. 圖 3-12 TWIG ll (圖片來源：https://ateliermazine.fr/design/). 35.

(47) 3.2.10 Batzek 設計師/設計公司: Yael Tandler Batzek 這是一系列由水泥和氣球組成作品。就像製作麵包一樣，製造技術變得有趣而有趣，它通過操縱諸如橡皮筋和木頭之類的家用材料來創建各種實驗形狀。通過一系列的彎曲，拉伸，吹塑和綁紮動作，通過將水泥插入氣球中然後向其中的另一個氣球充氣，可以實現新的形式。所產生的不確定將會是產品的一大驚喜，展現了過程中的自發潛力。筆者判斷，關鍵在於如何將椅板形成在想要的形狀，水泥的比例上有加入一些細沙使他不容易裂開，水泥、細沙汲水的比例上應該為 1:1:0.5。材料：水泥、氣球、木頭. 圖 3-13 Batzek (圖片來源：http://www.yaeltandler.com/). 36.

(48) 3.2.11 Crowd 設計師/設計公司: David Taylor David Taylor 是蘇格蘭出生的斯德哥爾摩設計師，曾在斯德哥爾摩的 Konstfack 研究金屬設計。泰勒喜歡探索不同材料間組合的可能性，特別是金屬材質，他的作品通常都會保有原始、雕塑和獨特的風格。Crowd 系列包括三個獨特的燭台，設計師 David Taylor 在其中定形並測試了不同材料的邊界。利用了銅、黃銅、拋光和編織形成有趣的形狀，而堅固的混凝土則既光滑又粗糙。高高的經典錐形蠟燭將為燭台帶來優雅的光澤。設計師將個別作品取名為高大的斯圖爾特（Tall Stuart）、粗糙的比利（Rough Billy）和莫伊拉（Moira Mesh）是三個大膽成員，無論是單獨還是一起，都是令人印象深刻的藝術品。筆者判斷，此水泥、砂及水應為 1:2:1，設計師主要在玩材質之間的對比及碰撞出的效果。材料：混凝土、蠟燭、木頭、黃銅及銅. 圖 3-14 Cowed (圖片來源：http://www.superdave.se/project-2). 37.

(49) 3-3 產品案例分析總結表 3-1 異材質拼接 (本研究整理) 案例一. 案例五. 案例九. 圖片. 案例十. 案例十一. 圖片. 表 3-2 異材質混合(本研究整理) 案例二. 案例三. 案例六. 案例七. 案例四. 圖片. 案例八. 圖片. 38.

(50) 主要將案例分析分為兩大類，第一類為異材質拼接對比(表 3-1)，第二類為異材質混合(表 3-2)。從案例分析看，大多創作其實都是以日常環境生活用品為發想，第一類的對比主要都在於視覺及顏色上的對比，案例一、案例九及案例十一，很明顯的色彩上對比，而案例五及案例十在視覺上有明顯的對比，反應出軟和硬的錯覺。而在第二類異材質混合中，明顯若有加入其他材料，重量上勢必會比較輕，在案例二、案例四、案例七及案例八中，可以看出明顯的材質上及觸覺上的對比，較特別為案例七，視覺上為硬的水泥，實際觸感卻是軟的，明顯的加入對比材質產生對比效果。而在混合案例中大多產品會以水泥混合為主，而在混合材質選擇會以越細小越好，細小材料較容易混合攪拌，但同時也需注意重量及穩定度。且從案例分析中發現，許多案例雖不一定與對比拼接，但拼接的成功率高，而這些成功的產品，對比不一定是混凝土與材料的混合，而是會利用其他材料或元素來凸顯整個產品的對比性及提升產品價值。. 39.

(51) 第四章研究步驟及材料實驗 4.1 實驗步驟流程本研究混凝土實驗可分為二個步驟進行: 對比性材料分析及實驗設計。 1.對比性材料分析：根據文獻、書籍及網站，了解混凝土及水泥的特色及特性，並且藉由資料搜尋，找出各種材質的軟和硬、輕與重等等的相關數據。 2.實驗設計：將對比材料方向設定為重量上及彈性上對比為主，從對比材料分析中找出與混凝土為對比的材質，在材料中找出重量對比三種材料及彈性對比三種材料，實驗材料及混凝土均以 50g 為主，以混凝土不變的情況下與每項材料混合會以四種比例進行實驗，分別是 1:05、1:1、1:1.5 及 1:2，而以照片紀錄實驗的成功或失敗，並將成功且穩定的材料，實際創作加入產品設計中。. 4.2 對比性材料及選擇從文獻資料可以得知混凝土本身特色硬度高較不具有彈性、十足的重量感且同時也可能脆弱，而在視覺上顏色也較為冷漠及無明顯色感，所以在實驗材質上的選擇會以與混凝土重量及彈性上對比的材料為優先。根據材料科學與工程的網站 2017 年的高分子材料與其他材料各項效能對比圖中，混凝土在密度及重量的分類屬於中間偏硬偏重，而密度最重且硬的為金屬合金及陶瓷，最軟且密度輕為海綿及木製品（圖 4-1）。混凝土與彈性上幾乎是不可能有關係，而韌性為材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。韌性越好，則發生脆性斷裂的可能性越小，混凝土在硬化後，要有拉伸的效果幾乎不可能，所以在強度與韌性對比中，混凝土屬於強度適中但韌性低，而與混凝土韌度對比主要為具有拉伸條件的橡膠、聚合物及海綿（圖 4-2）。. 40.

(52) 圖 4-1 楊氏模量密度比（資料來源: www.luoow.com/de_tw/100452244）. 圖 4-2 強度與斷裂伸長率（資料來源: www.luoow.com/de_tw/100452244）. 41.

(53) 依照圖 4-1 及圖 4-2 對比性上的材料圖表，在重量較輕的材料實驗上，選擇了木製品及海綿，而綜合了網路上蒐集的訊息，故在實驗選材方面會以海綿及木製品材料為優先，而在木製品材料中，以較輕的松木、報紙及海綿為實驗材料。彈性上材質的選擇為聚合物，在案例分析中，有一案例提到了水泥與矽膠的混合，在此想嘗試矽膠是否也可以與混凝土成功混合，因此在聚合物中選擇了矽利康、矽膠及 PVA。下列圖 4-3 為尚未加入任何材料的混凝土灌出之樣式，模具選擇上以小燭台形狀為公版，考量兼具平面及弧形均有的形體，且也有厚度薄度之分別，方便實驗比較及觀察。. 圖 4-3 混凝土灌製小燭台（圖片來源:本研究拍攝）. 4.3 材料實驗研究實驗主要分重量及彈性兩類，而在 Shabibi Sheep Workshop 的訪談中有提到混凝土與環氧樹脂微結合的產品，故將環氧樹脂列為實驗材質之一，將此材料併入其他。每項材料及混凝土皆以 50g 為 1 單位，混凝土單位不變，並將材料分為四個比例進行混合實驗，分別為 1:0.5、1:1、1:1.5 及 1:2，以照片觀察每個材料在不同比例下的變化，並在實驗後紀錄觀察。. 42.

(54) 4.3.1 重量 1.紙漿＋混凝土實驗中將以報紙為主進行手撕狀態及紙漿糊狀態。手撕紙步驟-使用報紙來做紙漿，將報紙泡水。等到報紙軟化後，撕成小片狀。由於報紙已將大多數水擠乾，直接與拌好的混凝土進行攪拌。紙漿湖步驟-將報紙事先泡水。加入水，以 1:2 放入機器將泡水報紙打成至漿狀。將水份盡可能的排掉。. 圖 4-4、4-5 紙漿撕碎(左)及紙漿(右) （圖片來源：本研究拍攝）. 表 4-1 紙漿+混凝土實驗過程(本研究拍攝) 1 混凝土: 0.5 手撕報紙. 1 混凝土: 1 手撕報紙. 43.

(55) 1 混凝土:1.5 手撕報紙. 1 混凝土:2 手撕報紙. 1 混凝土：0.5 紙漿. 1 混凝土：1 紙漿. 1 混凝土：1.5 紙漿. 1 混凝土：2 紙漿. 44.

(56) 表 4-2 紙漿+混凝土實驗結果 (本研究製作). 手撕報紙. 紙漿. 0.5. 1. 1.5. 2. ○. ○. ○. Ｘ. 0.5. 1. 1.5. 2. ○. ○. ○. ○. 1:0.5 比例中，手撕紙與紙漿糊在攪拌過程中，屬於易攪拌，混凝土也容易均勻附著於紙張上。在灌製模具的過程也屬於流暢，可以容易將模具填滿。1:1 比例中手撕紙在攪拌過程有點較難攪拌，需攪拌較久時間混凝土才能容易均勻附著。在灌製模具的過程須使用輔助工具加以壓制，才能將模具填滿，而紙漿的部分同 0.5 比例。1:1.5 比例中紙漿開始出現較難攪動，手撕紙也較難攪拌，在灌製模具的過程同樣需要使用輔助工具加以壓制。1:2 比例中紙漿同樣出現需要花較長時間攪拌的情況，而手撕紙的部分混凝土沒辦法均勻完全附著在紙上，導致脫模後過於乾操直接破裂。在穩定度方面，附著混凝土較少的比例中，乾燥脫模後，成品較容易破裂。重量上，不管是手撕紙或是紙漿糊，紙比例中含量越多，重量明顯越低，且放蠟燭於紙漿混凝土中燒，觸碰起來完全不燙手。. 2.棉花＋混凝土棉花屬於面積較大，但重量卻很輕，在嘗試同樣只用 1 混凝土:0.5 棉花比例後，發現完全無法攪拌，考量面積問題，將比例從 0.5 棉花降為 0.05。直接與拌好的混凝土攪拌，攪至棉花都佈滿混凝土為止。. 圖 4-6 棉花（圖片來源：本研究拍攝） 45.

(57) 表 4-3 棉花+混凝土實驗過程(本研究拍攝) 1 混凝土:0.05 棉花. 1 混凝土:0.1 棉花. 1 混凝土:0.15 棉花. 1 混凝土:0.2 棉花. 表 4-4 棉花+混凝土實驗過程結果(本研究製作). 棉花. 0.05. 0.1. 0.15. 0.2. ○. ○. ○. ○. 棉花與混凝土結合的成品幾乎是百分之百成功。棉花 0.05 比例及 0.1 較容易攪拌，到了 0.15 及 0.2 比例時，混凝土非常難均勻附著於棉花上，所以可以在成品中明顯發現白色棉花，而在 0.05 與 0.1 比例中不容易發現棉花，重量上與原混凝土差異不大，但棉花較多的比例中重量也明顯較輕，棉花在較多容易外漏的情形下，也讓成品在觸碰上可以會有軟軟的觸感，由於棉花的纖維穩固，讓成品後也不易碎裂推落，也間接發現或許他可能有透光的可能性。. 46.

(58) 3.松木、＋混凝土以松木為主進行松木片實驗及松木屑實驗。由於松木屑重量十分輕，再以同樣比例與混凝土攪拌時，完全無法將所以松木屑及混凝土融合，呈現非常乾燥的狀態，因此將松木屑比例調整為 0.05，將其在試。松木片步驟為利用刨刀將松木刨成片，再將過大的松木片撕成小片狀。而松木屑準備步驟為利用機器打磨松木，再將松木屑收集。. 圖 4-7、4-8 松木片、松木屑（圖片來源：本研究拍攝）. 表 4-5 松木+混凝土實驗過程(本研究拍攝) 1 混凝土:0.5 松木片. 1 混凝土:1 松木片. 47.

(59) 1 混凝土:1.5 松木片. 1 混凝土:2 松木片. 1 混凝土:0.05 松木屑. 1 混凝土:0.1 松木屑. 1 混凝土:0.15 松木屑. 1 混凝土:0.2 松木屑. 48.

(60) 表 4-6 松木+混凝土實驗結果(本研究製作). 松木片. 松木屑. 0.5. 1. 1.5. 2. ○. ○. Ｘ. Ｘ. 0.05. 0.1. 0.15. 0.2. Ｘ. Ｘ. Ｘ. Ｘ. 松木片由於體積較大且較硬，在攪拌上需要花較多時間讓所有松木片均勻混上混凝土。在 0.5 及 1 比例中，由於混凝土較多，需要使用器具加以輔助才能成功灌製模型，而在 1.5 及 2 比例中，攪拌起來已經偏乾燥狀態，同樣需要器具加以輔助，也因為較乾的緣故，成品在脫模後容易斷裂。松木屑中由於木屑本身較輕較乾燥，依靠混凝土本身濕度依舊無法成型，再脫模後容易破裂。. 對比材料結合實驗-重量結論在實驗結果中可以發現紙和棉花幾乎都是成功的，只是在攪拌過程中較困難，而松木試驗中，由於粉末太細也太多，導致整體過於乾燥不容易硬化。重量上的改變，明顯紙與棉花，依照所加材料比例越高，整體重量明顯越輕。. 4.3.2 彈性 1.矽膠+混凝土矽膠本身較為黏稠，初嘗試攪拌完成灌製模具中，發現非常不好灌製，故先將矽膠混凝土部分改為長方形牛奶板模具觀察其變化。以下比例的矽膠皆含有硬化劑同時攪拌，硬化劑比例依據矽膠比例調配後再與混凝土混合攪拌。. 49.

(61) 表 4-7 矽膠+混凝土實驗過程 1(本研究拍攝) 1 混凝土:0.5 矽膠. 1 混凝土:1 矽膠. 1 混凝土:1.5 矽膠. 1 混凝土:2 矽膠. 比例較少如 0.5 的時候，在乾燥後明顯表面較乾燥，充滿砂石的顆粒感且觸碰起來有黏膩感，而後的比例中，顆粒感較無第一個明顯，但由於矽膠比例較多，觸感更為黏膩。此四種比例均無法塑形，均為失敗。由於上述比例均無法成功塑形，呈現黏膩狀態，並嘗試將硬化劑劑量增加，將硬化劑比例調整為矽膠加上混凝土後之整體重量進行調配。表 4-8 矽膠+混凝土實驗過程 2(本研究拍攝) 1 混凝土:0.5 矽膠. 1 混凝土:1 矽膠. 1 混凝土:1.5 矽膠. 50. 1 混凝土:2 矽膠.

(62) 表 4-9 矽膠+混凝土實驗過程 3(本研究拍攝) 1 混凝土:0.5 矽膠. 1 混凝土:1 矽膠. 1 混凝土:1.5 矽膠. 1 混凝土:2 矽膠. 表 4-10 矽膠+混凝土實驗結果(本研究製作). 矽膠. 0.5. 1. 1.5. 2. ○. ○. ○. ○. 再攪拌矽膠及混凝土過程中，需均勻攪拌，且在加入硬化劑後，由於硬化速度很快，將硬化劑依照整個比例去做配比後，四種比例皆成功成型，矽膠與混凝土完美融合，且十分有彈性，外表保有混凝土原貌，但實質摸起來像矽膠一樣，而添加越多矽膠比例的摸起來越軟，顏色也會越白。. 51.

(63) 2、PVA+混凝土 PVA 主要為膠水的原料，須經過熱煮再加入與混凝土一起攪拌。在初期混合攪拌過程順暢，但停止攪拌倒入模具後，由於比重問題會發現開產生分層，混凝土本身較重會下沉，而 PVA 會往上浮，PVA 比例越高往上浮的越多，即便等待硬化後，不僅造型會變形 PVA 比例較多的也較脆弱。. 表 4-11 PVA+混凝土實驗過程(本研究拍攝) 1 混凝土:0.5 PVA. 1 混凝土:1 PVA. 1 混凝土:1.5 PVA. 1 混凝土:2 PVA. 表 4-12 PVA+混凝土實驗結果(本研究製作). PVA. 0.5. 1. 1.5. 2. Ｘ. Ｘ. Ｘ. Ｘ. PVA 在等待硬化的過程中，時間需要花很長時間，且容易變形，雖用矽膠模作為模具，但膠水一樣無法在幾天內凝固，與空氣接觸面也變形收縮，拆膜後的下方皆未凝固，所以若要用在製作產品上會有困難。. 52.

(64) 3.矽立康+混凝土矽立康為熱穩定性（在–100 to 250°C 間能保持穩定性質）實驗選擇中性作為材料。矽利康本身黏膩，不像矽膠流動性較強，因此在攪拌及灌模過程中都較為困難，也較容易硬化，所以過程時間無法過長。同樣先使用牛奶版作為模具測試穩定度。. 圖 4-9、4-10 矽利康、矽利康+混凝土（圖片來源：本研究拍攝）. 表 4-13 矽利康+混凝土實驗過程 1(本研究拍攝) 1 混凝土:0.5 矽膠. 1 混凝土:1 矽膠. 1 混凝土:1.5 矽膠. 53. 1 混凝土:2 矽膠.

(65) 表 4-14 矽利康+混凝土實驗過程 2(本研究拍攝) 1 混凝土:0.5 矽利康. 1 混凝土:1 矽利康. 1 混凝土:1.5 矽利康. 1 混凝土:2 矽利康. 表 4-15 矽利康+混凝土實驗結果(本研究製作). 矽利康. 0.5. 1. 1.5. 2. Ｘ. Ｘ. ○. ○. 摸起來不會粘膩，但是拆膜後，明顯感覺較為脆弱，雖為軟質但無法像矽膠一樣進行捏壓的動作，前兩個比例在形狀上可以成功塑形，但取出後容易碎裂，後兩個比例也成功塑形，但拿取均需非常小心。. 54.

(66) 對比材料結合實驗-彈性結論這三種材料實驗，成果及穩定度最高為矽膠，在失敗調整比例後，每個比例都成功，矽膠越多摸起來越軟，PVA 完全無法塑形，而且材料等待硬化過程中材料會進行收縮，無法控制產品成品時模樣。矽利康雖可塑形，但由於較脆弱無法進行大搬動或是加工，至多只能利用於產品小區塊。. 4.3.3 其他 1.環氧樹脂+混凝土環氧樹脂為一種熱固性環氧化物聚合物，在加入硬化劑攪之後，會逐漸發熱，在灌出來後的樣子會呈現全透明，類似塑膠，只需加入色料即可染成各種顏色，且堅固不易摔壞。表 4-16 環氧樹脂+混凝土實驗過程(本研究拍攝) 1: 0.5 環氧樹脂. 1: 1 環氧樹脂. 1: 1.5 環氧樹脂. 1: 2 環氧樹脂. 55.