混凝土建筑结构工程和施工技术的发展和现状分析论文

陈翔飞

摘要：本文建筑工程论文着重阐述了当下土木建设工程中混凝土结构工程技术在实际工程施工中的发展现状，其中钢筋混凝土结构设计和施工又在我国大规模工程建设中占到主导地位，技术应用以及针对一些典型问题进行的分析。
关键词：土木工程施工，混凝土结构工程，建筑材料工程，施工工程，混凝土结构设计。
论文引言
混凝土结构工程在建筑施工中占有重要的地位，他对整个工程施工的工期、成本、质量都有极大的影响。混凝土结构工程由钢筋工程、模板工程和混凝土工程三部分组成，施工中三者之间要紧密配合，才能确保工程质量和工期。
1．混凝土结构工程的特点
1．1 我国工程建设中主流混凝土结构的分类
   所谓混凝土结构是指主要以混凝土为主导材料的设计结构，主要分为素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、钢管混凝土结构以及钢骨混凝土结构。
1．2 钢筋混凝土混凝土结构的特点概述
   众所周知，混凝土材料在工程设计中的工作性能具有良好的可塑性、可模性、耐久性以及耐火性等。再加上现浇钢筋混凝土结构的整体性好，大量的钢混结构被广泛的应该用到了现代社会工程建设中。
   相反，混凝土结构也有其有待改善的弊端，想混凝土的极限拉应变与极限压应变的差距巨大，后者是前者的将近20倍，这就使其具有了抗拉强度低，抗裂性较差等不足，其次由于高强度高刚度等要求，混凝土结构的自重大，一般可占到结构重力荷载的70%~80%以上，使其抗震性能减弱。就多数混凝土施工而言，工期较长、模板消耗较大、施工受气候和季节影响较大以及新旧混凝土较为不易连接等都是混凝土结构设计及施工有待完善的和工程中应着重注意避免事故发生的侧重点。
2、混凝土结构工程施工技术的发展和现状概述
   我国目前应用与大量工程建设中的混凝土工程施工方法主要是现浇筑钢筋混凝土与预制装配式钢筋混凝土工程，也可二者相搭配组合施工。比较而言，前者施工方法整体性好，所以抗震能力较强，相对节约钢材，且不需要大型的起重机械，但工期较长，成本偏高，同时受施工环境气候影响较大。预制混凝土施工则可在加工厂内完成主要的生产环节，批量且可降低成本及劳动强度，缩短工期以及增加机械化程度等优点，但是在现场施工时对大型起重设备要求较高。所以在现代施工工程中，尤其国家典型高难度发杂施工项目中，二者通常结合应用于施工作业。
3、混凝土结构工程施工中的主要问题及针对解决策略
3．1 施工过程中出现的裂缝问题及应对预防措施
   1）干缩裂缝问题及预防：干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。
   主要预防措施：严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量，严格把关，禁忌施工工人在施工过程偷加水等行为。最重要的是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。并在混凝土结构中设置合适的收缩缝。
   2）塑性收缩裂缝及预防：塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm，较长的裂缝可达2~3ｍ，宽1~5mm。
   主要预防措施：在施工过程中浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。注意高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。
   3）沉陷裂缝及预防：沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，混凝土结构容易产生这类裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。
   主要预防措施：注意在施工前期对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。严禁防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。如果在冻土上搭设模板时则要注意采取一定的预防措施。
   4）温度裂缝及预防：温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。
   主要预防措施：在高温季节浇筑时采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。同时在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差。并加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。同时预留温度收缩缝。在施工中尽量减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。重要的是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。
3．2 施工过程中出现的泵送问题及应对措施
   泵送混凝土是拌合料在压力下沿管道内进行垂直和水平的输送，他的输送条件与传统的输送又很大的不同，因为有良好的流动性和粘聚性的新拌混凝土不一定可泵性好，有时会发生泵压陡升和阻泵现象，从而造成施工困难。
   应对方法：利用混凝土坍落度和压力泌水值双指标来监控混凝土的可泵性。压力泌水值越大，泌水较多，阻力大，泵送不稳定，可能堵泵；相反，压力泌水值太小，拌合物粘稠，结构粘度过大，阻力大，也不易泵送。市级施工现场测试表明，对于高层建筑坍落度大于160mm的拌合料，压力泌水值在70~110mm较为适合，对于坍落度在100~160mm的拌合料，合适的泌水量范围相应小一些。
4、高性能混凝土工程施工的发展和技术
4．1 我国常用高性能混凝土工程施工技术侧重点
1）严格控制原料的质量和配合比，配合比的误差应小于普通作业混凝土的配合比误差。
2）为使搅拌更为充分，混凝土搅拌应采用强制式搅拌机。搅拌时间也应适当延长比普通混凝土搅拌时间增加25~30%。^【³^】
3）养护过程要注意更严格的保温和保湿，因为高性能混凝土水泥用量较大，水化热相对较高。如果混凝土构件较大且环境温度较低（冬季施工作业），很容易使混凝土构建内外温差过大，导致内外变形不均匀而引起应力破坏作用。因此，采用适当的保温措施使内外温差降低是十分必要的。另外，如构件体积很大，还应采用中热水泥或加入缓凝剂，由于高性能混凝土水灰比较小，为保证在水泥硬化时有充分的水，应尽量保证环境的适度（RH大于等于90%），或采取有效措施防止混凝土水分蒸发（如薄膜保湿，或是表面喷洒养护剂等）。
4．2 国内外几种新型施工技术
水泥裹砂混凝土搅拌工艺：目前这种方法已成为制备高强混凝土和高性能混凝土的常用搅拌方法。用这种搅拌方法在相同原料和配合比条件下，强度可以比普通方法制备的混凝土提高20%左右，耐久性和抗渗性也大大加强。
与普通搅拌方法不同的是透亮的顺序不同。裹砂法的顺序为投入砂子，加第一次水，加水泥，加入石子，加两次水和外加剂，最后出料。
采用超声波震动或是高频震动密实施工：在施工过程中，混凝土浇筑时对新版混凝土进行真到，是使混凝土密实的重要步骤。传统的方法是用平板振动器或是插入式（棒式）振动器，利用机械震动。采用新型超声波振动的方法，目前用于混凝土捣实的超声设备所产生的振动频率可达10⁶次/分钟。在没有超声振动条件的情况下，采用振动频率大于等于20000次/分钟的高频振动器，也可以取得一定的改善效果。
论文结束语
   在我国当前建设量巨大的社会背景下，我们在施工工程技术上要与时俱进，混凝土结构工程的施工技术随着新材料、机械的不断涌现，朝着更加规模化，质量化的方向不断发展。这也是一个不断发现问题，改善方法，更加合理整合资源配置的过程。无论如何，使工程的试试安全可靠，质量更高，施工效率，节耗减排始终是现代工程项目施工的最终目标。