土木工程建筑中混凝土結構的施工工藝

收稿日期：2023-11-21

作者簡介：張瓊雨（1987—），女，山東德州人，碩士研究生，講師，研究方向：結構工程。

摘 要：以某工程概況實例，針對土木工程建筑中混凝土結構的施工工藝進行了深入研究，確定混凝土原材料的選用，詳細闡述混凝土結構的施工工藝，包括制備配比技術、混凝土攪拌、混凝土澆筑、混凝土搗實和混凝土運輸技術，提出控制混凝土結構施工過程中的溫度應力的措施及抗裂能力等，以確?；炷两Y構的質量和性能。

關鍵詞：土木工程；混凝土結構；施工技術；應用

中圖分類號：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）03-0022-03

0 引言

混凝土結構在土木工程建筑中扮演著重要的角色，其施工工藝直接關系到結構的質量和性能。因此，深入研究混凝土結構的施工工藝，探索有效的控制措施，對于提高施工質量、降低工程風險具有重要意義。本文旨在系統介紹混凝土結構的施工工藝和相關的控制措施，以期為土木工程建筑中混凝土結構的施工提供指導和參考。

1 工程概況

某建筑工程采用混凝土結構，墊層采用C20P6混凝土，主體采用C25混凝土，負一層和基礎均采用C30混凝土[1]。建筑工程質量與混凝土結構施工水平的高低有關，因此施工單位高度重視混凝土結構施工，精選材料，設計科學的混凝土配合比，規范拌和、澆筑、振搗、養護，保證混凝土結構的施工質量。

2 混凝土的原材料

2.1 水泥

各類型水泥的性能各異，以強度等級為42.5 MPa的硅酸鹽水泥為例，澆筑3 d后的水化熱參數為250 kJ/kg，而同強度等級的礦渣硅酸鹽水泥在相同齡期時則為180 kJ/kg。市面上可選擇的水泥類型較多，需要根據工程要求、現場施工條件、成本控制等選擇合適類型的水泥[2]。例如，若要建造無縫混凝土結構，可以優先考慮水化熱較弱的礦渣硅酸鹽水泥，采用此類水泥能夠預防裂縫，保證混凝土結構的完整性。

2.2 骨料

以粗骨料為例，粒徑需≤4 cm，并同時滿足小于實心板厚度的1/3和小于構件整體厚度的3/4兩項要求?；炷两Y構的收縮程度、裂縫形成情況均與骨料有關，現階段應用較為廣泛的是吸水率為0.2%的石灰巖或吸水率為5%的砂巖骨料，含石灰巖的混凝土結構、含砂巖的混凝土結構在1年范圍內的收縮率分別為0.04%、0.116%。

2.3 外加劑

外加劑的作用在于改善混凝土的性能，降低施工難度，提高施工質量。在選擇外加劑時，需要考慮到其與混凝土中其他原材料的性質相容性，不可發生不良反應。詳細檢查外加劑的生產許可證、質檢報告，初步選擇外加劑后，進行試驗檢測，評價不同類型外加劑以及不同摻量時混凝土的性能，經過對比分析后，確定合適的外加劑應用方式。

3建筑混凝土結構施工工藝

3.1 材料選用方式

優先選用水化熱較低的水泥，控制水泥的用量，防止混凝土結構開裂。骨料的粒徑、密度均要達標，保持干凈。外加劑可考慮減水劑、緩凝劑等，與水泥、粗骨料等原材料共同作用，通過外加劑改善混凝土的性能，提高結構的強度。

在選用混凝土的原材料時，需要以提高混凝土性能、減少結構裂縫、降低材料用量為基本要求，材料選用要求如下：水泥硅酸鹽水泥，任何受潮結塊、過期的水泥均不投入使用；細度模數為2.6～2.8、含泥量低于3%的長江中砂；粒徑為5～32 mm、含泥量低于3%的石子。

3.2 混凝土拌和

3.2.1 投料順序

以配合比為準，精準稱量原材料，按照“石子→水泥→砂子”的順序依次摻料。若需摻入粉煤灰，則連同水泥共同摻入。外加劑包含減水劑、緩凝劑等，與粗骨料同時加入。外加劑為粉狀時，先稱量好外加劑，將其裝入小包裝袋內，根據混凝土拌制量投入合適袋數的外加劑；外加劑為液狀時，與水共同加入。

3.2.2 攪拌時間

根據攪拌形式和攪拌機出料量控制混凝土的攪拌時間，以最短攪拌時間為例，控制要求如表1所示。

3.3 混凝土運輸

混凝土拌和完成并且通過質量檢驗后，由運輸車裝載混凝土，及時運送至施工現場。提前規劃運輸路線，縮短運輸距離，保證運輸道路有良好的交通通行條件。根據混凝土拌和量和現場施工用量控制運輸車的數量，保證供料充足[3]。

混凝土泵送時，泵管內徑與最大碎石粒徑的比值屬于重點控制指標，以泵送高度變化范圍為0.5～1 m、超出1 m兩種情況為例，兩者之比分別為3∶1～4∶1、4∶1～5∶1。

3.4 混凝土澆筑

需有序進行土木工程建筑結構混凝土澆筑施工活動，豎向澆筑前，在結構底板鋪墊厚度為0.5～1 cm的水泥砂漿?；炷恋淖杂蓛A落高度需在2 m以內，避免材料分層離析。若自由傾落高度超過2 m，增設串筒或溜槽，輔助下料。墻體及梁柱的混凝土澆筑結束后，進行現場防護，靜置1～2 h，防止接頭部位出現裂縫。

土木工程建筑中常存在大體積混凝土澆筑項目，可根據結構尺寸和現場施工條件采取分段分層或斜面分層的澆筑方法，關鍵要點為：①單層澆筑連續進行，各層均一次澆筑成型。②大體積混凝土的散熱條件差，可能由于內部溫度偏高、表面溫度偏低而出現溫差裂縫，為避免此問題，需要將混凝土入模溫度控制在28℃以內，并保證澆筑時溫升幅度在45℃以內。③大體積混凝土分層澆筑時將產生施工縫，需嚴格依據規范處理施工縫，不可由于施工縫的設置而影響結構的穩定性。④管控每層混凝土施工質量，確認本層質量達標后才可施工后一層，以此類推，在源頭上規避隱患。

3.5 混凝土振搗

振搗裝置采用插入式振搗器，由于土木工程建筑的結構形式多樣，需要根據結構尺寸選擇合適規格的振搗器，保證振搗范圍的合理性。以φ50規格的振搗器為例，其最大振搗半徑為50 cm。振搗點的間距為300 mm，呈梅花型布置，以快插慢拔的方式逐點依次振搗[4]。嚴格控制振搗范圍，防止振搗棒碰觸模板、鋼筋及預埋件。

4 混凝土結構施工控制策略

4.1 控制混凝土的溫度應力

混凝土結構內部溫度將由于水泥水化熱而快速升高，混凝土表面溫度下降速度比內部快，進而由于大溫差而產生溫度應力，容易引起裂縫。嚴格控制混凝土的溫度應力是保證混凝土結構施工質量的重要前提[5]。在設計配合比時，需要選擇水化熱低的水泥，降低水泥的用量，摻入適量減水劑，緩解水泥水化熱。不同水泥的水化熱程度不盡相同，根據工程實踐經驗，大壩水泥等低水化熱水泥能夠在保證強度的前提下減弱水化熱，控制溫度應力，因此在建筑工程中可以優選大壩水泥?；炷涟柚齐A段，適當延長攪拌時間，釋放一部分水泥水化熱。

混凝土澆筑時的氣溫存在明顯波動，可能造成混凝土自身溫度與氣溫的差異過大，容易產生溫度應力，導致混凝土結構出現裂縫。因此，在混凝土施工中還需根據氣溫的變化動態調節混凝土澆筑溫度，需要縮小各自溫度的差異。

4.2 應用高性能混凝土

建筑工程混凝土結構施工質量要求日益提高，部分建筑工程開始廣泛應用高性能混凝土，依靠材料的性能優勢提高施工質量[6]。采用科學的制備方式是保證高性能混凝土應用效果的重要前提，具體需考慮如下2點內容：①剔除粒徑超2 mm的粗骨料，提高混凝土的堆積密度，降低孔隙率，使施工成型的混凝土結構更加密實穩定。②向高性能混凝土中摻入較高活性組分相容性的減水劑，通過外加劑來改善混凝土的性能?？紤]到水膠比對混凝土的性能存在明顯的影響，因此外加劑宜采用高效減水劑，目的在于適當降低水膠比，保障混凝土的性能。

4.3 提升混凝土的抗裂性

裂縫是混凝土結構中的常見質量問題，在施工中常采取一些技術策略，提升混凝土的抗裂性能。根據建筑工程對混凝土性能的要求，妥善應用添加劑，保證此類外加材料的類型和數量均合理，通過添加劑控制混凝土的自縮值，防止因混凝土劇烈收縮而出現裂縫。無機纖維、有機纖維等增強材料可提升混凝土的抗裂性能，因此可向混凝土中摻入此類材料，材料類型以及用量根據試驗結果而定。

綜合考慮土木工程建筑現場施工條件以及工程建設要求，初步擬定多個混凝土配合比方案。在實驗室進行試配與檢驗，根據混凝土性能檢測結果評價各方案的可行性，經過對比分析后選擇最佳的方案。由拌和人員嚴格按照方案要求控制原材料的用量，以科學的配合比拌制強度、抗裂性各項指標均符合要求的混凝土，再規范施工，達到防開裂的效果。

4.4 管控混凝土施工細節

混凝土澆筑前，從尺寸、位置、穩定性、相鄰兩板拼接情況多個方面評價模板的安裝效果，做好糾偏、加固等工作，以便順利進行混凝土施工。模板、鋼筋的雜物均要被清理干凈，防止因雜物混入混凝土中而出現質量問題。

在混凝土澆筑過程中，及時采取振搗措施，通過振搗作用提高混凝土的密實性。振搗時，控制振搗設備的作業點位、振搗延續時間，振搗設備不可碰觸模板、鋼筋及預埋件，且不可出現漏振、欠振、過振現象。

根據現場施工條件制定連續澆筑施工方案，由專人在現場加強管理，盡可能做到連續施工。若混凝土施工中斷，按規范設置施工縫，使縫兩端混凝土穩定結合，不影響混凝土結構的完整性和穩定性?；炷翝仓?、振搗兩項操作密切配合，防止澆筑后未及時振搗。拌和人員與現場施工人員取得聯系，根據實際施工需求動態調節混凝土拌制量。施工期間加強自檢，發現問題后及時處理，不遺留質量隱患和安全隱患。

4.5 加強溫度監測

溫度是建筑混凝土結構施工中的重點控制指標，需要合理布置測溫點。在施工過程中，及時檢測混凝土各部位的溫度，評價溫度變化趨勢，采取溫度控制措施，將溫度穩定在合理范圍內，以免產生溫度應力。對混凝土結構溫度監測實施智能化工作策略，在混凝土結構中埋設熱敏傳感器，在混凝土施工過程中，用此儀器采集溫度數據，判斷混凝土結構內部、表面各關鍵部位的溫度。工程施工人員以溫度監測數據為準，采取溫度控制措施。工作人員詳細采集各項測溫數據，準確分析、科學控制?；炷翜囟缺O測頻率遵循的是前期高頻率、后期低頻率的基本原則，發生異常情況時需增加測溫頻率，具體如表2所示。

4.6 養護

科學養護有助于混凝土正常成型，避免混凝土結構強度偏低、開裂等問題?；炷翝矒v結束后，及時進行養護，可在表面覆蓋麻袋、草墊等具有良好吸水性的材料?；炷两Y構的養護采用澆水養護的方法，初期噴灑，待混凝土逐步固結后，后續可調整為用水管澆水的方法，澆水次數和澆水量根據養護情況而定，以覆蓋物保持濕潤的狀態為宜。部分混凝土結構的體積較大，養護時間需延長至28 d，充分養護后，確?；炷量烧３尚?。

養護過程中，及時監測溫度并進行控制，重點在于監控混凝土內部與表面的溫差以及表面與環境的溫差，防止各部位的溫差過大。此外，對于已經具有一定強度并且體積較大的混凝土結構，由于其環境適應能力較強，遇水后不易出現脫皮離析現象，在養護此部分混凝土時，可在四周筑起臨時小堤，將水面高度控制在40～60 mm，采取灌水養護方法。

根據不同施工時間段采取合適的養護方法，例如：夏季氣溫較高、天氣干燥，采用冷水降溫的方法養護混凝土，為避免開裂，混凝土與水的溫差需在20℃以內。冬季氣溫較低，混凝土可能在低溫環境中被凍傷，可采用保溫模板或其他具有良好保溫性能的材料，進行加熱養護。

5 結束語

混凝土結構的施工工藝在土木工程建筑中具有重要的地位和作用。在施工工藝中，混凝土配合比的確定、澆筑過程的控制和養護方案的實施是關鍵的環節，合理的配合比能夠保證混凝土的強度和耐久性，而良好的澆筑過程可以避免出現空洞和裂縫。在實際施工過程中，需要嚴格按照規范要求進行操作，注重細節，確保施工工藝的有效執行，以確?；炷两Y構的質量和安全性。

參考文獻

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[2] 江波，鄭俊.工程建筑中混凝土結構施工技術及質量控制[J].科技創新與應用，2023，13（20）：163-166.

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[4] 姜澤宇.土木工程建筑中鋼筋混凝土結構施工技術研究[J].科技創新與應用，2023，13（8）：162-164+168.

[5] 鄭楠.簡談土木工程建筑中混凝土結構的施工技術[J].大眾標準化，2023（2）：52-53+56.

[6] 陳星馳，梁鑫，孟凡旭.土木工程建筑中混凝土結構的施工技術探討[J].佛山陶瓷，2023，33（1）：113-115.