建筑中混凝土結構施工技術管理

閆國亮

(山西八建集團有限公司，山西 太原 030000)

混凝土結構施工技術是建筑工程中的常用技術，混凝土施工質量直接影響建筑整體質量，需要加強管理混凝土結構施工技術，確保施工工藝流程、施工方式、技術參數各方面均達標，以此來提高混凝土結構施工質量。基于此，研究混凝土結構施工技術及其管理措施具有必要性。

1 建筑混凝土結構施工問題

1.1 水化熱嚴重

水泥水化熱過程中釋放大量熱量，混凝土內部因難以散熱而逐步升溫，混凝土內部和表面產生明顯溫差，強烈的溫度應力導致混凝土開裂。若建筑混凝土結構的支撐裝置較少，同時水泥水化熱的散熱條件差，混凝土極易產生裂縫，輕則影響混凝土結構的完整性，重則威脅混凝土結構的穩定性和耐久性。

1.2 混凝土制備不科學

混凝土的配合比不合理，拌制的混凝土無法滿足建筑工程對其的性能要求；未嚴格管控原材料的質量；未按照配合比精準稱量原材料，實際材料用量偏離設計值；拌和混凝土后，未檢驗坍落度、和易性等性能指標而直接投入使用。諸如前述現象，均會影響混凝土結構施工效果。

1.3 混凝土澆筑及振搗的問題

澆筑不及時，部分到場的混凝土已初凝；混凝土一次澆筑量過多，水化熱劇烈，混凝土內部和表面的溫差增大，易產生裂縫；過量澆筑混凝土將增加振搗難度，局部由于未得到充分的振搗而缺乏密實性；振搗時未控制振搗點位、振搗時間、振搗深度，引起漏振、過振、欠振，成型的混凝土結構缺乏穩定性和耐久性[1]。

2 建筑混凝土結構施工技術

2.1 原材料的挑選

1)水泥。不同類型水泥的性能各異，以硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥為例，在強度等級均為42.5MPa時，澆筑3d后的水化熱參數分別為250kJ/kg、180kJ/kg，水化熱釋放的熱量存在差異。因此，需根據工程標準、施工條件、成本要求挑選合適類型的水泥。若建筑工程需要建設無縫混凝土結構，可優先采用礦渣硅酸鹽水泥，避免因水化熱作用過強產生的溫差裂縫影響結構的完整性。若水泥過期、受潮結塊，均不可投入使用。

2)骨料。以粗骨料為例，粒徑需滿足“小于實心板厚度的1/3”和“小于構件整體厚度的0.75倍”兩項要求，通常需采用粒徑≤4cm的粗骨料。建筑混凝土結構常用的骨料有砂巖、石灰巖，吸水率參數分別為5%、0.2%，以砂巖、石灰巖作為骨料制備混凝土后，結構1年內的收縮率分別為0.116%、0.040%。

3)外加劑。外加劑可改善混凝土的性能，方便施工的同時提高混凝土結構施工質量。根據建筑工程混凝土結構的施工要求和質量要求選擇外加劑，檢查質檢報告、生產許可證、質保資料，組織性能檢驗，評價外加劑與水泥、集料等材料的協調性。

4)拌和用水。條件允許時，在混凝土拌和時采用純凈水，若非純凈水，應檢驗水質并做抗腐蝕試驗，確保水中不含有影響混凝土性能的物質。

2.2 確定混凝土配合比

嚴格控制水泥摻量，避免因過量使用水泥而出現劇烈水化熱現象；挑選粒徑和密度均合適、雜物含量在許可范圍內的骨料；選擇合適類型的減水劑、混凝劑等外加劑，改善混凝土的性能。混凝土配合比的設計必須嚴格依據建筑工程施工標準進行，秉承質量最佳化的原則，避免混凝土結構裂縫、材料浪費等問題。以某建筑工程為例，混凝土的配合比如下：硅酸鹽水泥；松散密度420kg/cm3、細度模數2.6～2.8、含泥量低于3%的長江中砂；粒徑5mm～32mm、含泥量<3%、壓碎指標8%～9.7%的湖州石子；外加劑采用ZY膨脹劑和粉煤灰減水劑。

2.3 運輸混凝土

2.3.1 運輸要求

拌和站拌制的混凝土通過質量檢驗后，采用專用運輸車輛轉運至施工現場，盡快用于澆筑。混凝土的運輸應以保證混凝土無質量問題為基本前提，運輸期間無離析、凝結等問題。混凝土運輸車需平穩行駛，在不影響混凝土質量的同時盡可能縮短運輸時間，及時為施工現場提供材料。

2.3.2 運輸方法

混凝土運送到場后，進行泵送。泵管內徑與最大碎石粒徑的比根據泵送的高度變化范圍而定，若為0.5m～1m，該比例為3∶1～4∶1，若在1m以上，調整至4∶1～5∶1。

2.4 澆筑混凝土

1)拌和站工作人員按照配合比拌制混凝土，通過檢驗質量后隨即用于澆筑；2)混凝土的自由傾落高度在2m內，否則增設串筒或溜槽，避免混凝土離析；3)豎向澆筑混凝土前，在結構底部設置厚度為0.5cm～1cm的水泥砂漿墊層；4)經過墻體及梁柱混凝土澆筑作業后，靜置1h～2h，以免接頭部位出現裂縫；5)施工人員嚴格控制澆筑方向、澆筑量、澆筑速度等技術指標。

建筑工程可能存在大體積混凝土結構，可按照如圖1所示的斜面分層或分段分層的方法有序澆筑，并注意如下幾點：檢測并控制混凝土的入模溫度，以低于28℃為宜；在氣溫適宜的條件下澆筑，控制澆筑速度和澆筑量，確保澆筑期間混凝土的溫升在45℃以內；大體積混凝土結構每層的澆筑均連續進行，保證結構的完整性；嚴格按照建筑結構設計標準處理分層澆筑的施工縫，不可因施工縫的設置而影響結構的形態和穩定性。

2.5 振搗混凝土

振搗是提高混凝土密實度的重要方法，需在混凝土澆筑過程中及時振搗。根據施工條件、結構特點、質量條件等選擇振搗設備，建筑工程中，通常采用最大振動半徑為50cm的φ50規格的振搗器。振搗點的間距為300mm，呈梅花狀布置，逐點依次振搗，各點的振搗深度、振搗時間均要合理。振搗作業人員準確控制振搗設備，不可碰觸鋼筋、預埋件、模板。振搗遵循快插慢拔的原則，減少混凝土內部的空隙。

3 建筑混凝土結構施工技術管理措施

3.1 控制混凝土溫度應力

1)水泥水化作用釋放的熱量聚積在混凝土內部而難以散發，混凝土內部溫度快速升高，與表面溫度產生明顯差異后形成溫度應力，引起裂縫，對混凝土結構的完整性和穩定性均不利。針對此問題，在設計混凝土配合比時需優化材料使用方式，減弱水泥的水化熱作用，例如：采用大壩水泥等低水化熱的水泥，在源頭上減弱水化熱作用；在不影響混凝土強度的前提下減少水泥用量，按比例添加減水劑，削弱水泥水化熱作用。拌和階段，適當延長混凝土的攪拌時間，使水泥水化產生的熱量在此階段有效散發，減弱混凝土澆筑時的水化熱作用。

2)混凝土澆筑施工現場的氣溫有明顯波動時，混凝土溫度與氣溫產生較大的差異，也有可能出現較強的溫度應力。因此，施工單位需要密切關注混凝土澆筑期間的氣溫，適時調節混凝土澆筑溫度，減小澆筑溫度與環境溫度的差異[2]。

3.2 制備高性能混凝土

高性能混凝土因性能可靠、耐久穩定而在建筑工程中取得廣泛應用，在制備此類混凝土時需要管控各項細節。1)優化高性能混凝土的配合比，剔除粒徑超過1mm的粗骨料，用較小粒徑的骨料拌制的混凝土具有更高的堆積密度，降低混凝土的孔隙率，混凝土結構密實可靠；2)水膠比會影響混凝土的強度，根據高強度的建筑工程要求，可摻入高效減水劑，降低水膠比，通過此類外加劑提高混凝土的性能，其中應用效果較好的是具有較高活性組分相容性的減水劑。

3.3 提升混凝土的抗裂性能

裂縫是常見的建筑混凝土結構質量問題，提升混凝土的抗裂性能是避免裂縫的重要方式，在此方面的管理措施主要有。

1)在設計混凝土配合比時需選擇合適類型的添加劑并控制此材料的用量，通過添加劑調節混凝土精準自縮值，提升混凝土的抗裂性能。

2)向混凝土中摻入有機纖維、無機纖維等增強材料，目的在于通過此類材料提升混凝土的抗拉性能，以免在施工以及使用過程中出現裂縫。

3)以行業規范和工程建設標準為導向，結合工程實際施工條件，初步設計多個混凝土配合比方案，再于實驗室按不同的配合比拌制混凝土，檢驗性能，確定最佳的混凝土配合比。精準計算混凝土中各類原材料的比例，發揮出水泥、集料、外加劑等原材料的性能優勢，提高混凝土結構的強度和剛度，使成型的混凝土結構具有良好的抗裂性能。

3.4 管理混凝土施工工藝

嚴格管理建筑工程混凝土結構施工細節，消除質量隱患和安全隱患，管理要點如下。

1)在澆筑混凝土前檢查模板的尺寸(高度、寬度、厚度等)、布設位置、穩固程度，檢查鋼筋的分布關系以及穩定性，根據檢查結果處理位置偏差、不穩定等問題；清理模板和鋼筋上的雜物，減少雜物對混凝土性能產生的不良影響。

2)規范混凝土澆搗方式，澆筑前檢驗混凝土的性能，澆筑時控制澆筑速度、澆筑方量、分層分段尺寸等，振搗時控制振搗點位、振搗時間、振搗深度等，確保混凝土結構經過振搗后具有密實性。尤其需要管控振搗設備的作業姿態，不可碰觸鋼筋、預埋件、模板。

3)施工單位嚴格按照連續澆筑方案進行施工，非必要不中斷。若需設置施工縫，則必須遵循工藝要求，規劃施工縫的位置，控制施工縫的尺寸，保證施工縫及周邊混凝土的施工質量[3]。

3.5 實時監測施工溫度

溫度是影響建筑混凝土結構施工質量的重要因素，在混凝土施工過程中及時監測溫度具有必要性，工程人員根據監測數據判斷溫度的變化情況，采取控溫措施，將混凝土內部溫度、表面溫度穩定在合理范圍內，控制混凝土內部溫度與表面溫度、表面溫度與氣溫的差值，以免產生過強的溫度應力。建筑混凝土結構施工期間的溫度監測工作量大、周期長，在信息技術快速發展的時代，可以采用智能化測溫系統，利用高精度的傳感器監測溫度，利用軟件及時處理與呈現測溫數據。例如，在混凝土結構中預埋熱敏溫度傳感器，用此裝置實時采集混凝土溫度數據，相關人員根據溫度數據采取控溫措施。混凝土結構測溫范圍廣，在采用智能化測溫系統時需要在各混凝土結構中設置具有代表性的測溫點，用于反映測溫點所在部位的溫度，同時設定溫度監測頻率，以混凝土入模3d內、4～7d以及異常狀況為例，各自的測溫頻率如表1所示。

表1 混凝土結構測溫頻率

3.6 科學養護

混凝土澆搗后，覆蓋麻袋、草墊等具有較強吸水能力的養護材料，進行保濕養護。初期采用噴灑法，經過數日的養護后，混凝土逐步固結，可用水管澆水，使覆蓋物始終保持濕潤狀態。養護過程中及時監測溫度，確定混凝土內部和表面的溫差，將溫差控制在25℃以內。養護時間根據氣溫、混凝土特性、結構尺寸等條件做靈活的調節，以面積較大的混凝土結構為例，需要安排不少于28d的養護，且在此部分混凝土具有一定強度后，可在四周修筑臨時小堤進行灌水養護，原因在于此時的混凝土結構相對穩定，無遇水脫皮離析問題，灌水養護時水面的高度約為40mm～60mm。養護方法還需根據現場施工環境而定，例如夏季氣溫較高，混凝土結構溫度攀升，易開裂，此時需采取冷水降溫養護措施，加大控溫力度以保證混凝土的溫度和水溫的溫差穩定在20℃以內；進入冬季，氣溫較低，仍采用灑水養護方式時混凝土易凍傷，需調整為加熱養護的方法，可以向混凝土表面覆蓋保溫模板，削弱冷空氣對混凝土的侵蝕作用，以便混凝土在合適的溫度條件下正常成型。

4 結語

在現代建筑工程中，混凝土結構占據較大比重，但其施工細節多，施工條件復雜多變，可能由于溫度控制不當、混凝土性能不佳、澆搗方式不合理、養護不到位等原因而引起質量問題。作為施工單位，需規范施工方式，嚴格管控各道施工工序，消除質量隱患和安全隱患，順利推進建筑混凝土結構施工進程，提高施工質量。