基于改善混凝土結構性能的方法探究

江 文

湖南實創工程檢測有限公司 湖南 長沙 410000

1 緒論

混凝土的施工，常常需要注意和處理一些混凝土性能存在的問題。其中一個十分常見而又比較突出的問題，就是結構性能的缺陷問題，其比較重要的方面便是混凝土的抗裂及防水性能。許多工業和民用建筑工程混凝土施工過程中，極容易產生混凝土的裂縫和滲漏現象，使混凝土結構性能降低和減弱。這類混凝土本身體積較大或作為大面積大體積混凝土，對它的強度等性能要求也較高，在施工過程中會因為工藝流程不夠規范，組織設計方案不夠合理，相關實施人員職業素養和操作水平不高，以及混凝土使用的原材料質量等不達標，綜合諸多因素的影響從而導致混凝土裂縫和滲漏的產生，需要依據相關的技術要求采取針對性的措施進行有效的改善，提高其性能和使用要求。

2 影響混凝土結構性能的原因分析

2.1 混凝土的抗裂性和裂縫的產生

混凝土的抗裂性能是保證混凝土強度的重要指標之一，混凝土的抗裂性能好，可以提高混凝土的整體強度和延長混凝土的使用壽命，體現其功能作用和經濟價值。因此在混凝土施工澆筑過程中，提高混凝土的抗裂性能變得非常重要。由于施工等不當導致混凝土的抗裂性存在一定缺陷時，最容易引起混凝土的裂縫產生?；炷廉a生的裂縫，大致可以分為三種，第一種便是最為常見的溫度裂縫；第二種是由于各種外力作用產生的裂縫，主要表現為外力作用產生的彎矩效應；第三種裂縫的產生是混凝土自身收縮引起的，收縮又分為干燥收縮和塑性收縮。

大體積的混凝土在澆筑以后，大量的水化熱會從水泥膠凝材料中被釋放出來，進而導致混凝體內部的整體溫度快速上升，混凝土又是屬于不良導體，其內部和外部的散熱狀況差異較大。因此在混凝土內部，水化熱存在著聚集的現象，不容易散出去，而其外部則剛好相反。由于熱脹冷縮，在混凝土內、外部溫度的變化下，會直接導致建筑物的體積產生變化，使得混凝土產生拉應力，當拉應力大于其自身抗拉強度時，大量的裂縫便會在混凝土中產生[1]。

圖1 混凝土施工澆筑過程

2.2 沒有按照相應規范流程進行施工

建筑工程混凝土施工是個較為復雜的過程體系，需要協調好各方面的問題，同時需要控制工藝流程步驟和許多施工作業面的交叉進行。為了提高混凝土施工過程的質量安全，保證混凝土的結構性能，最終提高混凝土的耐久性，是需要施工人員按照相關施工技術規范進行正確操作，并對混凝土施工中的許多狀況進行準確預判的。由于一些施工單位有時為了趕工期和趕進度，不按照要求的施工技術規范進行操作和養護，使混凝土進入使用后，會導致混凝土的防水、防潮等性能降低，誘發滲透等現象的產生，從而影響其結構的耐久性[2]。

2.3 施工前期準備工作和施工方案、預案不足

混凝土施工前期的準備工作需要消耗較多的人力、物力資源，比如原材料的進場和質量控制、模板制作安裝、混凝土內鋼筋加工制作及焊接等工藝程序和準備工作。一些施工單位為了節省成本，縮減周期，使混凝土施工前期階段沒有做好充足準備和從保證施工質量安全的角度考慮。而對這些方面的忽視和準備不足會導致施工的混凝土產生質量問題和缺陷。

混凝土施工前，一般會根據設計要求和施工技術規范對施工的部位組織施工方案和預案的設計。如果施工方案、預案設計不夠精心，在施工中發現存在質量缺陷狀況時，由于準備不足，則不能有效的對施工中混凝土進行質量改善和控制[3]，造成混凝土結構出現質量缺陷。

2.4 材料質量和施工工具不滿足要求

施工進場的原材料，在采購過程中沒有遵循相關的標準，管控力度不夠。而施工中使用的材料必須經過質量檢驗和質量驗收合格，才能投入使用。施工中許多施工工具陳舊落后，難以達到施工標準工作要求，更不能提高施工精度等要求。這些原因的存在，也會直接影響混凝土的結構性能，導致混凝土結構性能出現質量缺陷[4]。

3 改善混凝土結構性能的控制工藝和方法分析

3.1 控制施工澆筑溫度提高抗裂性能

在大面積混凝土施工澆筑前，首先需要選好施工方法，可以充分利用跳倉法進行施工。跳倉法施工可以對混凝土的澆筑溫度具有釋放作用，減少混凝土收縮應力。這一措施可以對一次澆筑的混凝土超長效應進行緩解，以防范混凝土可能產生的開裂隱患。在跳倉法實施的過程中，跳倉的間隔時間需要大于一周，不能間隔太短。同時，需要減少入模過程的溫度值，對原材料應進行預冷卻，可以有效降低澆筑時的溫度，并能對混凝土內部的水化熱的峰值進行一定程度的約束，讓混凝土的內外溫差降低，有效防范溫度變形和溫度應力的持續增加。除此以外，還需要充分利用好二次振搗技術，對鋼筋下部的水分和孔隙進行排除，進而讓混凝土更加密實，強度和抗裂性獲得較大的提升。最后，混凝土澆筑完成應進行及時有效的養護，并按照相關施工技術規范對施工縫特別是接縫處進行高效和精細化處理[3]?；炷琉B護中還需要重視保溫的工作，加強養護減少表面的熱擴散，降低澆注體的內、外部溫差和降溫的速率，讓散熱時間進一步增加[5]，以提高混凝土的整體結構性能。

3.2 優化混凝土的施工要點

（1）混凝土的配合比設計和原材料的合理選擇

在進行混凝土的配合比設計時，對水泥膠凝材料應進行合理的選用，需要考慮含堿量和水化熱兩個指標，通常選用兩個指標都低的水泥，盡量不要使用早強的水泥。在設計和原材料的選用過程中，首先需要滿足混凝土配合比設計強度要求，膠凝材料的選用也需要進一步約束使用硅酸鹽水泥。另外，還需要考慮減水劑的使用，選擇性能較好的高效減水劑，可以減少使用攪拌水。

（2）冷卻水管的埋設和控制要點

在進行冷卻水管的埋設時，首先考慮薄壁鋼管的長度，接著需要按照冷卻水管的布置圖進行水管的合理設計和布置。需要集中安置進出水的水口，通過一定的標識進行編號標注，方便進行整體控制[6]。在混凝土進行澆筑時，需要預先進行水管管道的檢查，主要的檢查內容有水管的通暢度和漏水阻水的狀況等等，對出現的問題需要及時解決。同時還需要進行閥門的設置，注重閥門的規范開關，閥門主要安放在水管的進水口，對通水的流量進行控制。在澆筑過程達到冷卻水管的標高以后，需要減少通水的流量，盡可能保持小流量的通水，當終凝以后再恢復正常的通水。依據測溫的結果，對通水的時間和通水流量進行初步的確定，并控制進出水速度和降溫速率[4]。水冷卻措施完畢后需進行壓漿處理，為了保障冷卻系統的正常運作，還需要安排專人負責相關的檢查檢修工作。

（3）拆模和養護工作

混凝土進行拆模時，需要保障混凝土的溫差小于20℃，這里的溫差主要包括表面、中心和外界三個溫度之間的差異。在拆模工作完成后，進行表面水的噴灑，并規范包裹塑料薄膜和土工布等養護措施材料。讓混凝土處于保溫濕潤的空間，使混凝土的顆粒物得到充分的水化，進而讓混凝土的強度得到提高，抗裂性也隨之提高[7]。

3.3 保障防水的質量

為了進一步有效改善混凝土的結構性能，需要在防水方面做好更加細致的工作。第一就是在使用的原材料上進行考慮，然后需要準確的計算和設計好混凝土配合比，并在實際過程中合理減少使用水泥同時保證不斷提高混凝土的密實度。其次，選擇的外加劑應使其和膠凝材料及骨料之間能產生一定的反應，降低混凝土的孔隙率，使得混凝土的防水性能得到提高。起到防水作用的主要的外加劑有膨脹劑、氯化鐵等等。當下最為常用的便是膨脹劑，使用較為簡單，成本較低，同時可以進行高效防水，并得到了一定程度的應用。為了減少混凝土的干縮和冷縮現象，可以通過使用膨脹劑來減少收縮現象的出現，使其補償混凝土的收縮狀況，也可以防止一些裂縫的出現。除此以外，膨脹劑還可以充分發揮填孔的功效，提高水泥水化的效率，降低孔隙率，整體改善混凝土的結構性能。

3.4 加強混凝土施工工藝控制

（1）嚴格把控混凝土的用材

混凝土生產使用前，應對混凝土的用材進行嚴格的把控。首先需要考慮水泥的使用，即需要充分考慮水化熱比。為了防止混凝土表面出現更多的裂縫，提高混凝土防水性和防裂的結構性能，一般選用水化熱較低的水泥。保證水泥的質量還需要關注生產日期，不符合存儲或過期的應禁止使用。其次，根據混凝土設計要求需要充分考慮骨料的使用，骨料分為兩種，一般為粗骨料和細骨料。骨料應進行進場檢驗，檢驗合格方可使用。骨料也是直接決定混凝土結構性能好壞的主要因素之一，因此對混凝土本身也至關重要。針對骨料，需要控制好粒徑和泥量以及壓碎指標等性能，并準確計算它的級配和密度等各項指標是否符合要求。根據設計及施工特點，需要添加外加劑的混凝土，應選擇和控制好合理使用外加劑，保證混凝土的各項性能發揮作用。生產使用的拌合用水，也應滿足設計及施工要求?？傊?，控制好混凝土的用材，才能有效改善混凝土的防裂、防滲性等結構性能。

（2）配合比優化施工

混凝土施工工藝中的配合比應按相關技術要求進行控制。首先混凝土在進行合理配置的過程中，需要充分考慮當地的基本氣候條件和混凝土本身的屬性。依據這些基本條件和屬性，可以優化設置更加科學合理的配合比。依據施工實際的需要，應嚴格按照相關技術要求完成施工作業工藝前期配合比優化以指導施工的全過程控制。施工中，拌合的配合比外加劑需考慮充分混合水中，選擇的骨料也應遵循相關的操作流程，按要求放入施工攪拌設備中，得到充分的攪拌時間，攤鋪澆筑作業時才能保障混凝土的性能。其次，還需要對水灰比進行合理的優化，使其獲得更好的拌合密度和狀態，保障混凝土的孔隙率，一般來說，需要控制水灰比在較小的區間內，以提高混凝土本身的防滲性等結構性能。

（3）運輸時間及控制

拌合狀態的混凝土通常是通過運輸工具進行運輸，運輸時需要保障好運輸時間，一般是半小時內，可以減少運輸過程中的離析問題。如果運輸時間較長，則需要進行二次攪拌，并在到達使用的地點時，對拌合狀態的混凝土進行坍落度等相關試驗，符合基本出倉和卸料要求，才能進行開始澆筑施工和使用?？傊?，改善混凝土結構性能和需考慮的基本因素及作用如表1所示。

表1 改善混凝土結構性能的舉措和考慮因素

4 結束語

在國家提倡并要求全社會全行業進入高質量發展的今天，對傳統的建筑工程行業要求也越來越高。針對建筑工程混凝土施工，需要充分考慮混凝土整體結構性能的改善。在當下，混凝土的結構性能還存在著諸多的缺陷，最為突出的便是混凝土防裂及防水性能不足。在實際的施工過程中，常常會出現一些裂縫和滲漏現象，同時這樣的混凝土結構不能對極端天氣等影響避免其經濟方面的損失。造成混凝土結構性能不足的原因有很多，其中就包括了工藝流程的不規范，組織方案不精細，材料質量不高等等，因此需要利用相關的工藝措施和嚴格規范的技術措施進行較好的解決。通過這樣的措施和控制，以便能在建筑工程混凝土施工生產中使得混凝土結構性能不斷提高。