土木工程混凝土施工技术研究李勇刚

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年第3月第9期   作者:李勇刚
[导读] 混凝土材料是由石灰、水、水泥、粗细骨料以及外加剂按照试验比例混合而成的一种土木工程施工阶段常用施工材料,在混凝土材料未达到完全固结之前就已经具备了一定的可塑性,能够广泛地应用并满足于土木工程施工阶段任何施工环节的施工需求。
        摘要:混凝土材料是由石灰、水、水泥、粗细骨料以及外加剂按照试验比例混合而成的一种土木工程施工阶段常用施工材料,在混凝土材料未达到完全固结之前就已经具备了一定的可塑性,能够广泛地应用并满足于土木工程施工阶段任何施工环节的施工需求。正是由于混凝土施工材料在工程领域中的应用越来越广泛,因此为了进一步提升土木工程项目施工质量和施工安全性,就必须结合多篇优秀文献资料深入剖析混凝土施工技术在土木工程施工阶段的应用关键点。
关键词:土木工程;混凝土施工技术
1 混凝土施工材料在实际应用中的常见问题分析
1.1 混凝土材料的配合比设计不合理
        由于混凝土材料是一种由多种材料混合而成的复合型材料,为了进一步提升砂石材料与水和水泥材料之间的胶合作用就必须经过多次标准试验分析来确定最佳配合比,并且还要针对运输到场的商用混凝土在实际施工作业过程中出现的不正规、不合理的情况制定切实可行的应对方案。严格控制混凝土材料配合比设计科学性的目的在于提升混凝土材料的质量、保障混凝土工作性能以及降低整个混凝土工程的施工成本。但是在土木工程施工现场可以发现很多混凝土的配合比设计是不合理的,引发该问题的主要原因在于配合比设计未按照设计原则开展、混凝土原材料计量不准确或添加量偏差超过允许范围等,进而导致了混凝土构件强度不足、抗渗性能差等严重后果。为了避免这一问题发生,不仅需要全面熟悉和了解混凝土原材料检测方法、标准以了解混凝土配合比设计的技术性及准确性评价标准之外,还需要依据混凝土适用场景(浇筑场所、施工工艺、混凝土运输距离、浇筑措施、机械化程度等)确定水泥的品种以及粗细骨料的粒径
1.2 水化热散热不充分
        在搅拌混凝土原材料的过程中会释放出较大的热量,该反应被称为水化热反应。影响水化热反应的因素主要有水泥熟料中矿物质组成成分、水泥与水的比例、混凝土养护温度、水泥细度等,其中起主要影响作用的是水泥中熟料矿物质的组成及其在混合料中的含量。水化热散热不充分会导致混凝土结构构件内外部产生裂缝,进而对混凝土的强度及其他性能带来不可逆的不利影响。降低水化热、充分散热的措施主要有使用粉煤灰取代部分比例的水泥用量、减少用水量以减少胶凝材料的使用量、增加矿物质元素、使用低热水泥、采取必要的降温措施等。
1.3 原材料质量问题
        混凝土材料中的原材料质量问题主要可分为以下几点:①砂的质量问题:砂是混凝土材料中起到骨架作用的材料,砂颗粒的级配不佳会增大混凝土材料的收缩量进而引起混凝土开裂、砂中含泥量过大导致超细粘土粒结团而在混凝土内部形成软弱区降低混凝土材料的强度等;②石的质量问题:碎石可为混凝土材料的体积稳定性提供支撑,其质量问题集中在石粒型不佳,碎石导致混凝土强度降低、级配不佳而导致混凝土体积稳定性严重下降;③水泥质量问题:水泥是重要的胶结材料,水泥品种选择不恰当、与外加剂之间的适应性不强、水泥厂家数量较多且成品品质存在差异等;④外加剂质量问题:外加剂品质较差,混凝土拌合站为提升混凝土质量而增大外加剂掺加量而导致实际配合比与设计值相差较大、外加剂种类选择不当,如使用含氯离子的外加剂(防冻剂)进行冬季孔道灌浆施工作业会对预应力结构的质量带来不利影响;⑤掺合料质量问题:粉煤灰细度超标导致其活性及性能下降、粉煤灰厂家不同导致其与混凝土中外加剂相互作用时的适应性较差,引发混凝土和易性的变异、矿物质掺合料的活性指数及细度不达标等。
1.4 混凝土结构构件裂缝问题
        混凝土结构构件裂缝的种类主要分为构件表面裂缝(主要由养护问题导致)、结构性裂缝(主要由构件上部静力及动力荷载作用导致的)和内部裂缝(主要由温度变化、混凝土收缩、不均匀沉降等因素导致的)。一般情况下混凝土结构构件都是带裂缝工作的,依据我国规范规定,小于0.3mm的裂缝属于无害裂缝,该种裂缝对混凝土构件的防水性能、防腐性能、承重性能影响较小,可以忽略不计。

但是有些裂缝会导致混凝土构件的承载能力、可靠度、耐久性严重下降。引发混凝土结构构件裂缝问题的因素很多,主要有混凝土材料自身收缩、温度应力作用、配筋量不足、配合比不合理、养护条件不宜、施工质量控制措施不严格等。
2 混凝土施工技术种类及其应用要点
2.1 混凝土搅拌技术及其应用要点
        混凝土搅拌时常用的投料方法为一次投料法、二次投料法和水泥裹砂法三种。一次投料法是最为常用的搅拌方法,工作人员一次性将水、砂石、水泥等原材料混合倒入搅拌机进行搅拌;二次投料法又可分为预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法两种,前者先将水和水泥充分搅拌后再加入其它材料,后者是先将水、水泥和砂同时搅拌后再加入石子做充分搅拌;水泥裹浆法指的是先将水和砂搅拌,待砂表面含水量达到预定数值后再加入石子搅拌,然后再加入水泥基其它原材料搅拌。施工人员应依据工程项目的实际情况选择合适的搅拌投料方法。并且应注意混凝土搅拌过程中的质量控制要点:①严格控制混凝土搅拌时间,最短的搅拌时间不宜少于30s,使用外加剂及掺合料的混凝土搅拌时间应适当延长;②在确定搅拌机之前应提前用水湿润搅拌桶,然后按照配合比数值投放原材料;③搅拌好的混凝土应一次性卸载干净,出料、搅拌工序不得同时进行;④搅拌人员应站在搅拌机旁边,一旦发现机械异常情况应立即停止搅拌作业。
2.2 混凝土配置技术及其应用要点
        混凝土配置过程中应优先选用质量达标的原材料,并且按照经试验分析后的合理配合比进行充分的搅拌,以确保混凝土材料能够达到结构设计要求的强度等级,且满足浇筑部位对防渗、抗冻等性能要求以及施工和易性的要求。为了确保将保证率控制在95%以上,需要将混凝土配置强度控制在设计强度标准值的1.645倍施工标准差。在配置高强混凝土时应注意首先选用水化热低的水泥品种和级配均匀的砂石骨料,然后掺加适量的高效减水剂以降低水灰比,并且选用优质的矿物掺合料来有效改善水泥石界面区的微结构进而提升混凝土材料的致密性和胶结强度,最后严格控制混凝土搅拌及施工质量控制措施的落实情况,并且还需要对所配置的混凝土材料制作成标准立方体试块进行轴向抗压强度测试、静压弹性模量试验、极限拉伸应变试验等试验分析以评价配置结果是否满足工程建设需求。
2.3 混凝土温度应力控制技术及其应用要点
        由于混凝土材料结构并不是绝热材料,因此在水化热反应时大量热量促使混凝土构件温度上升,在温度上升的短期时间内混凝土材料处于弹塑性状态,其弹性模量增长值较低且自身约束应力较小,混凝土发生膨胀变形;随着水化热反应的发展,混凝土材料散热效果导致其外部温度下降而内部热量得不到有效的释放进而在较大的内外部温差作用下产生裂缝。混凝土温度应力控制技术可分为构造措施和其他措施,构造措施包括设置伸缩缝、后浇带、加强端跨部构件的配筋(如楼板双层双向布置等)、使用外加剂(微膨胀剂等)等,其他措施有使用保温隔热材料降低温度应力、铺设降温水管等措施。
3 结语
        混凝土结构质量是影响土木工程项目施工质量的关键因此,强化对混凝土施工技术类型及应用要点的研究课有助于施工人员更好地把握各项施工技术的原理及其在实际项目中的应用要点,进而切实提升施工人员及施工现场管理人员对混凝土工程质量的把控能力和效果。本文首先分析了混凝土工程常见的施工问题,并且在阐述施工人问题的过程中分析了问题的根源,然后总结了当前混凝土施工技术的主要类型及其应用要点。
参考文献
[1]刘堃.土木工程建筑中混凝土结构的施工技术探究[J].佳木斯职业学院学报,2020,36(03):190-191+193.
[2]张杰.土木工程建筑中混凝土裂缝的施工处理技术分析[J].建材与装饰,2020(08):16-17.
[3]张文强.浅析土木工程混凝土施工技术[J].农家参谋,2020(05):149.

作者简介:姓名:李勇刚(1982.07.31),性别:男,籍贯:河北省井陉人,学历:本科,毕业于南阳理工学院,现有职称:助理工程师,研究方向:土木工程。
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