基于改善混凝土结构性能的方法探究

江 文

湖南实创工程检测有限公司 湖南 长沙 410000

1 绪论

混凝土的施工，常常需要注意和处理一些混凝土性能存在的问题。其中一个十分常见而又比较突出的问题，就是结构性能的缺陷问题，其比较重要的方面便是混凝土的抗裂及防水性能。许多工业和民用建筑工程混凝土施工过程中，极容易产生混凝土的裂缝和渗漏现象，使混凝土结构性能降低和减弱。这类混凝土本身体积较大或作为大面积大体积混凝土，对它的强度等性能要求也较高，在施工过程中会因为工艺流程不够规范，组织设计方案不够合理，相关实施人员职业素养和操作水平不高，以及混凝土使用的原材料质量等不达标，综合诸多因素的影响从而导致混凝土裂缝和渗漏的产生，需要依据相关的技术要求采取针对性的措施进行有效的改善，提高其性能和使用要求。

2 影响混凝土结构性能的原因分析

2.1 混凝土的抗裂性和裂缝的产生

混凝土的抗裂性能是保证混凝土强度的重要指标之一，混凝土的抗裂性能好，可以提高混凝土的整体强度和延长混凝土的使用寿命，体现其功能作用和经济价值。因此在混凝土施工浇筑过程中，提高混凝土的抗裂性能变得非常重要。由于施工等不当导致混凝土的抗裂性存在一定缺陷时，最容易引起混凝土的裂缝产生。混凝土产生的裂缝，大致可以分为三种，第一种便是最为常见的温度裂缝；第二种是由于各种外力作用产生的裂缝，主要表现为外力作用产生的弯矩效应；第三种裂缝的产生是混凝土自身收缩引起的，收缩又分为干燥收缩和塑性收缩。

大体积的混凝土在浇筑以后，大量的水化热会从水泥胶凝材料中被释放出来，进而导致混凝体内部的整体温度快速上升，混凝土又是属于不良导体，其内部和外部的散热状况差异较大。因此在混凝土内部，水化热存在着聚集的现象，不容易散出去，而其外部则刚好相反。由于热胀冷缩，在混凝土内、外部温度的变化下，会直接导致建筑物的体积产生变化，使得混凝土产生拉应力，当拉应力大于其自身抗拉强度时，大量的裂缝便会在混凝土中产生[1]。

图1 混凝土施工浇筑过程

2.2 没有按照相应规范流程进行施工

建筑工程混凝土施工是个较为复杂的过程体系，需要协调好各方面的问题，同时需要控制工艺流程步骤和许多施工作业面的交叉进行。为了提高混凝土施工过程的质量安全，保证混凝土的结构性能，最终提高混凝土的耐久性，是需要施工人员按照相关施工技术规范进行正确操作，并对混凝土施工中的许多状况进行准确预判的。由于一些施工单位有时为了赶工期和赶进度，不按照要求的施工技术规范进行操作和养护，使混凝土进入使用后，会导致混凝土的防水、防潮等性能降低，诱发渗透等现象的产生，从而影响其结构的耐久性[2]。

2.3 施工前期准备工作和施工方案、预案不足

混凝土施工前期的准备工作需要消耗较多的人力、物力资源，比如原材料的进场和质量控制、模板制作安装、混凝土内钢筋加工制作及焊接等工艺程序和准备工作。一些施工单位为了节省成本，缩减周期，使混凝土施工前期阶段没有做好充足准备和从保证施工质量安全的角度考虑。而对这些方面的忽视和准备不足会导致施工的混凝土产生质量问题和缺陷。

混凝土施工前，一般会根据设计要求和施工技术规范对施工的部位组织施工方案和预案的设计。如果施工方案、预案设计不够精心，在施工中发现存在质量缺陷状况时，由于准备不足，则不能有效的对施工中混凝土进行质量改善和控制[3]，造成混凝土结构出现质量缺陷。

2.4 材料质量和施工工具不满足要求

施工进场的原材料，在采购过程中没有遵循相关的标准，管控力度不够。而施工中使用的材料必须经过质量检验和质量验收合格，才能投入使用。施工中许多施工工具陈旧落后，难以达到施工标准工作要求，更不能提高施工精度等要求。这些原因的存在，也会直接影响混凝土的结构性能，导致混凝土结构性能出现质量缺陷[4]。

3 改善混凝土结构性能的控制工艺和方法分析

3.1 控制施工浇筑温度提高抗裂性能

在大面积混凝土施工浇筑前，首先需要选好施工方法，可以充分利用跳仓法进行施工。跳仓法施工可以对混凝土的浇筑温度具有释放作用，减少混凝土收缩应力。这一措施可以对一次浇筑的混凝土超长效应进行缓解，以防范混凝土可能产生的开裂隐患。在跳仓法实施的过程中，跳仓的间隔时间需要大于一周，不能间隔太短。同时，需要减少入模过程的温度值，对原材料应进行预冷却，可以有效降低浇筑时的温度，并能对混凝土内部的水化热的峰值进行一定程度的约束，让混凝土的内外温差降低，有效防范温度变形和温度应力的持续增加。除此以外，还需要充分利用好二次振捣技术，对钢筋下部的水分和孔隙进行排除，进而让混凝土更加密实，强度和抗裂性获得较大的提升。最后，混凝土浇筑完成应进行及时有效的养护，并按照相关施工技术规范对施工缝特别是接缝处进行高效和精细化处理[3]。混凝土养护中还需要重视保温的工作，加强养护减少表面的热扩散，降低浇注体的内、外部温差和降温的速率，让散热时间进一步增加[5]，以提高混凝土的整体结构性能。

3.2 优化混凝土的施工要点

（1）混凝土的配合比设计和原材料的合理选择

在进行混凝土的配合比设计时，对水泥胶凝材料应进行合理的选用，需要考虑含碱量和水化热两个指标，通常选用两个指标都低的水泥，尽量不要使用早强的水泥。在设计和原材料的选用过程中，首先需要满足混凝土配合比设计强度要求，胶凝材料的选用也需要进一步约束使用硅酸盐水泥。另外，还需要考虑减水剂的使用，选择性能较好的高效减水剂，可以减少使用搅拌水。

（2）冷却水管的埋设和控制要点

在进行冷却水管的埋设时，首先考虑薄壁钢管的长度，接着需要按照冷却水管的布置图进行水管的合理设计和布置。需要集中安置进出水的水口，通过一定的标识进行编号标注，方便进行整体控制[6]。在混凝土进行浇筑时，需要预先进行水管管道的检查，主要的检查内容有水管的通畅度和漏水阻水的状况等等，对出现的问题需要及时解决。同时还需要进行阀门的设置，注重阀门的规范开关，阀门主要安放在水管的进水口，对通水的流量进行控制。在浇筑过程达到冷却水管的标高以后，需要减少通水的流量，尽可能保持小流量的通水，当终凝以后再恢复正常的通水。依据测温的结果，对通水的时间和通水流量进行初步的确定，并控制进出水速度和降温速率[4]。水冷却措施完毕后需进行压浆处理，为了保障冷却系统的正常运作，还需要安排专人负责相关的检查检修工作。

（3）拆模和养护工作

混凝土进行拆模时，需要保障混凝土的温差小于20℃，这里的温差主要包括表面、中心和外界三个温度之间的差异。在拆模工作完成后，进行表面水的喷洒，并规范包裹塑料薄膜和土工布等养护措施材料。让混凝土处于保温湿润的空间，使混凝土的颗粒物得到充分的水化，进而让混凝土的强度得到提高，抗裂性也随之提高[7]。

3.3 保障防水的质量

为了进一步有效改善混凝土的结构性能，需要在防水方面做好更加细致的工作。第一就是在使用的原材料上进行考虑，然后需要准确的计算和设计好混凝土配合比，并在实际过程中合理减少使用水泥同时保证不断提高混凝土的密实度。其次，选择的外加剂应使其和胶凝材料及骨料之间能产生一定的反应，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剂有膨胀剂、氯化铁等等。当下最为常用的便是膨胀剂，使用较为简单，成本较低，同时可以进行高效防水，并得到了一定程度的应用。为了减少混凝土的干缩和冷缩现象，可以通过使用膨胀剂来减少收缩现象的出现，使其补偿混凝土的收缩状况，也可以防止一些裂缝的出现。除此以外，膨胀剂还可以充分发挥填孔的功效，提高水泥水化的效率，降低孔隙率，整体改善混凝土的结构性能。

3.4 加强混凝土施工工艺控制

（1）严格把控混凝土的用材

混凝土生产使用前，应对混凝土的用材进行严格的把控。首先需要考虑水泥的使用，即需要充分考虑水化热比。为了防止混凝土表面出现更多的裂缝，提高混凝土防水性和防裂的结构性能，一般选用水化热较低的水泥。保证水泥的质量还需要关注生产日期，不符合存储或过期的应禁止使用。其次，根据混凝土设计要求需要充分考虑骨料的使用，骨料分为两种，一般为粗骨料和细骨料。骨料应进行进场检验，检验合格方可使用。骨料也是直接决定混凝土结构性能好坏的主要因素之一，因此对混凝土本身也至关重要。针对骨料，需要控制好粒径和泥量以及压碎指标等性能，并准确计算它的级配和密度等各项指标是否符合要求。根据设计及施工特点，需要添加外加剂的混凝土，应选择和控制好合理使用外加剂，保证混凝土的各项性能发挥作用。生产使用的拌合用水，也应满足设计及施工要求。总之，控制好混凝土的用材，才能有效改善混凝土的防裂、防渗性等结构性能。

（2）配合比优化施工

混凝土施工工艺中的配合比应按相关技术要求进行控制。首先混凝土在进行合理配置的过程中，需要充分考虑当地的基本气候条件和混凝土本身的属性。依据这些基本条件和属性，可以优化设置更加科学合理的配合比。依据施工实际的需要，应严格按照相关技术要求完成施工作业工艺前期配合比优化以指导施工的全过程控制。施工中，拌合的配合比外加剂需考虑充分混合水中，选择的骨料也应遵循相关的操作流程，按要求放入施工搅拌设备中，得到充分的搅拌时间，摊铺浇筑作业时才能保障混凝土的性能。其次，还需要对水灰比进行合理的优化，使其获得更好的拌合密度和状态，保障混凝土的孔隙率，一般来说，需要控制水灰比在较小的区间内，以提高混凝土本身的防渗性等结构性能。

（3）运输时间及控制

拌合状态的混凝土通常是通过运输工具进行运输，运输时需要保障好运输时间，一般是半小时内，可以减少运输过程中的离析问题。如果运输时间较长，则需要进行二次搅拌，并在到达使用的地点时，对拌合状态的混凝土进行坍落度等相关试验，符合基本出仓和卸料要求，才能进行开始浇筑施工和使用。总之，改善混凝土结构性能和需考虑的基本因素及作用如表1所示。

表1 改善混凝土结构性能的举措和考虑因素

4 结束语

在国家提倡并要求全社会全行业进入高质量发展的今天，对传统的建筑工程行业要求也越来越高。针对建筑工程混凝土施工，需要充分考虑混凝土整体结构性能的改善。在当下，混凝土的结构性能还存在着诸多的缺陷，最为突出的便是混凝土防裂及防水性能不足。在实际的施工过程中，常常会出现一些裂缝和渗漏现象，同时这样的混凝土结构不能对极端天气等影响避免其经济方面的损失。造成混凝土结构性能不足的原因有很多，其中就包括了工艺流程的不规范，组织方案不精细，材料质量不高等等，因此需要利用相关的工艺措施和严格规范的技术措施进行较好的解决。通过这样的措施和控制，以便能在建筑工程混凝土施工生产中使得混凝土结构性能不断提高。