浅析土木工程建筑中混凝土结构的施工技术论文_熊聪

浅析土木工程建筑中混凝土结构的施工技术论文_熊聪

湖南城市学院 土木工程学院 湖南益阳 413000

摘要:改革开放以后,我国的社会经济进入了高速发展的新时期,我国的土建工程建筑行业,也在如此利好的背景下,获得了更为长足的发展。混凝土结构施工技术,是土木工程建筑最为常用的施工技术,几乎所有的土木工程建筑在施工的过程中,都会使用到该项技术,这项技术的推广、应用,给土木工程建筑的发展带了更多的可能性。随着科学技术的发展,混凝土结构施工技术也在不断的发生更新、变化,如何更好的利用该项技术,为土木工程建筑提供强有力的技术支持和服务保障,是摆在众多土木工程建筑企业面前亟待解决的问题。在新时期,人们对混凝土结构施工技术的期待和要求也在不断提升,有关该项技术的创新、改进一直都是建筑行业最为关注的话题。本文对混凝土结构的内涵与主要优势进行了相应的阐述,并对混凝土结构现存的主要问题进行了分析,同时对混凝土结构施工中最易发生的裂缝问题进行了相应的讨论、叙述,希望能够给相关的工作人员以参考启示,推动我国混凝土结构施工技术的进一步发展。

关键词:土木工程;混凝土结构;施工技术

一、引言

当前,我国的城市化建设进程不断加快,城乡差距不断缩小,各类建筑项目如雨后春笋般涌现,如何实现建筑物在体积、厚度、面积、质量等方面的标准,让建筑具备更强的承重力、更好的实用性,是建筑企业必须面对和解决的问题,混凝土结构施工技术的使用,可以极大程度地提高建筑物的整体质量,因此在建筑行业得到了极为广泛的运用。但是在实际的混凝土结构施工中,因为混凝土结构是一种组合结构,它是由水泥、砂石、矿物等辅助材料混合而成的人造石材,因此在长期的使用过程中,可能会出现相应的磨损、开裂、侵蚀等现象,因此加强对混凝土结构施工技术的研究、探索,具有极为重要的现实意义。

二、混凝土结构的内涵与主要特征

1、混凝土结构的内涵

混凝土结构,顾名思义,是一种以混凝土为主要原材料的建筑结构形式。混凝土的主要构成材料是水泥,水泥在其中起到关键性的胶凝作用,同时掺杂相应的砂石、矿物、水分,特殊情况下还会添加相应的化学添加剂,以及相应的矿物材质,来满足不同的混凝土作业需求。混凝土的形成需要按照相应的配比度对以上材料进行相应的比列配合,经过一系列地匀速搅拌、密实成型、硬化养护,最后形成可用于建筑施工的人造石材。混凝土结构因为其独特的成型方式,在实际的使用过程中可以分为两种不同的材料状态:一种是塑性状态。它指的是混凝土刚搅拌成型时的状态,此时的混凝土还未凝结硬化,具有一定的流动性和可塑性;一种是硬化状态。它指的是混凝土完成凝结硬化后的状态,此时的混凝土较为坚硬,能够实现一定的承重作业需要。混凝土的强度等级是按照立方体的抗压标准来设定的,我国的混凝土强度等级分为14级。混凝土属于一种人工制作的混合型施工材料,因为受混合材料成分的限制,在不同的配比条件下,它的承重也不有一定的差异性,混凝土结构在长期的使用中需要阶段性的加以养护,借此提高混凝土结构的使用年限。

2、混凝土结构的主要优势

混凝土结构是当前建筑行业使用较多的结构形式,这种结构极强的适应性和可塑性,具体来说有以下几个优势:

第一,它构成的原料,水、砂石、水泥等,都是较为常见的材料,这些材料在我国的产量丰富,开采获得较为容易,并且原材料的价格不高,能够有效降低混凝土结构的制作成本;第二,由于混凝土的胶凝材料是水泥,骨料材料是砂石,混合材料是水,这些材料都简单易得,而且运输方便,这些材料的特征和性质,使得混凝土具有极高的可运输性,能够满足长途运输的需要;第三,混凝土材料结构在成型以后能够保持一定的结构完整性,具有一定的硬度和强度,能够避免一般的自然环境对其造成的损耗,对自然环境有极强的适应性和耐磨性;第四,混凝土结构在制作之初,因为其中的水泥具有胶凝作用,在未成型之前,混凝土的状态是流动的,是一种泥状的形态,此时的混凝土具有极强的可塑性,在混凝土在完全凝固之前,可以按照不同的施工要求,对其的成型形态,进行科学把握;第五,混凝土结构还可以与其他钢筋材料混合使用,在混凝土结构中添加钢筋,可以提升混凝土结构的强度和整体性能,满足更高的建筑质量要求。

三、混凝土结构现存问题的主要原因

1、原材料的审核不到位

混凝土原材料质量的好坏,直接关系着混凝土结构质量的优劣,因此在进行混凝土结构施工之前,应该加强对原材料质量的审核。目前部分建筑企业的工作人员在进行混凝土原材料的选择、复合的环节不够严谨,导致选材误差的发生,在原材料的最初选取阶段,没有依照相应的建筑设计要求、建筑设计标准,去进行原材料数据的精确控制,操作中存在不规范的行为,对原材料的监管不到位。这些有关原材料选择中不科学、不健全的行为,最终会造成混凝土质量的不达标,降低建设项目的施工整体标准,增减建筑项目的施工风险。

2、混凝土的配比不正确

混凝土结构的强度直接与混凝土中水泥材料的使用强度有关系。一般来说,混凝土结构的整体强度和混凝土中的水泥强度,两者呈正相关关系,水泥强度越大,则混凝土结构的强度越高。在进行混凝土配制的过程中,要对其水灰比进行严格把控,对水泥的基本成分和主要分类有全局的把握,把水泥的水化作用控制在一定的范围内,了解不同标号水泥的特征,根据工程施工的实际需要和具体的作业环境对水泥标号进行科学地选择,同时合理配置水灰比,保证混凝土的品质。

3、混凝土的养护不到位

混凝土的浇筑、养护是重要的技术环节,如果浇注不到位,振捣不充分,那么极易造成混凝土强度的下降,最终导致建筑品质的下降。因此在进行混凝土浇筑作业的过程中,一定不能急于求成,要格外的细心细致,保证振捣的充分性。同时要对混凝土施工后的养护工作加强重视,采用正确的养护方法,保障混凝土结构的质量达标,在施工结束后,要进行相应的浇水养护,人为营造一个与混凝土结构相适应的温度、湿度条件,帮助完成浇筑作业的混凝土能够以正常的速度,或者进一步加速硬化,让其强度得到有效增加。混凝土结构成型的关键是水泥的水化作用,相关的工作人员应该通过相应的养护工作,让水泥的水化作用保持在合理的范围内。现在较为常见的混凝土养护方法是分洒水养护,分洒水养护会使用到一些常见的草帘,通过草帘将混凝土覆盖,然后通过洒水作业,打湿草帘,让草帘下的混凝土保持一定的湿度和温度,加快其成型。不同水泥构成的混凝土结构,其养护时间也有所不同,例如普通硅酸盐水泥混凝土的养护时间不应该小于7天。

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四、混凝土结构在施工时发生裂缝的主要原因

1、在混凝土的凝结初期遭受外力作用

还未凝结的混凝土有很强的流动性,呈泥状形态,此时混凝土材料的可塑性很高,就算遭受外力的冲击,也可以在短时间内,恢复如初,不会给建筑项目的后期施工造成负面的影响。但是随着混凝土胶凝状态的逐渐加深,混凝土便会逐渐凝固成型,其可塑性也会慢慢的有所减弱,此时如果遭受外力作用,那么所产生的破损、裂缝等现象,便不易消除,会变成永久性的伤害。混凝土的凝结初期,主要有可能会遭受来自以下三个方面的外力冲击:第一,泵送管道的震动冲击。泵送管道一般安装、铺设在楼板之下,在进行大面积、大范围的楼板建筑作业时,往往会因为泵送管道的震动冲击,造成混凝土传输管道的移位,同时连带的产生钢筋的震动,最终会导致混凝土在凝结初期产生裂缝情况。这种由钢筋震动连带产生的混凝土裂缝,其分布往往具有一定的规律性,其裂痕方向与钢筋的走向相吻合,呈条格状分布;第二,底部模板的变形冲击。混凝土结构的底部模版需要一定的支撑柱做支持,当支撑柱不足时,底部模版的外在受力就会增强,当底部模版的强度和张力不足时,在外力作用下就会产生底部模板的变形,最终导致混凝土裂缝现象的产生。此时产生的裂缝,依受力点的不同,呈现放射状分布;第三,墙面结构的下沉作用。在具体的建造施工中,靠近墙面位置的立柱体会比较大,其对外力的承载力也较强,墙顶水平面中心位置因为缺少相应的立柱承重,容易产生轻微的塌陷下沉,一旦下沉幅度过大,墙面的外力作用就会不断增强,当外力作用力达到混凝土承载量顶点时,墙面就容易产生裂缝痕迹,此时的裂缝一般会沿墙面位置分布,同时缝隙会相对较大。

2、混凝土结构的沉陷塌落。

混凝土的浇筑作业比较复杂,除了要对原材料进行科学配比,还需要使用相应的振动棒,对其进行均衡搅拌,在对混凝土进行搅拌的过程中,受地心引力的影响,砂石等骨料会逐渐沉淀到混凝土材料的底部,而泥浆则会被抬高,这种混凝土结构的沉陷塌落本身是一个很自然的现象。但是在具体的施工中,因为混凝土的材料会与板材、钢筋等配件设施进行综合作业,当混凝土处于初凝状态,它骨料会出现相应的沉陷塌落,此时如果触碰到板材、钢筋等提前埋设好的配件时,势必会产生反作用力,这种阻碍力会造成混凝土出现裂痕。这种裂痕一般出现在混凝土浇筑作业的半小时到一小时之内,当混净土的表面水分完全蒸发,胶凝成型,就会出现相应的裂缝痕迹,这种裂缝会和钢筋的延伸方向一致,它是由于混凝土在初凝阶段骨料沉陷塌落程度较大所致。在进行混凝土的施工作业时,如果施工人员没有对混凝土模板进行严格的捆扎,那么在进行混凝土浇筑时,就会极易产生模板位置的移动,虽然是小范围的移动,但是也会造成混凝土裂缝的产生。

3、泌水原因造成的塑性收缩

在一些表体结构范围比较大的建筑结构中,会采用泵送管道来进行混凝土的输送,泵送管道运输虽然可以让混凝土的输送变得便利,但是也会加大混凝土裂缝产生的可能性。在混凝土浇筑完成滞后,水泥凝固之前,受重力的影响,重量较大的碎石骨料、块状水泥等,就会发生相应的下沉现象,而其中的水分,因为质量轻,就会出现相应的上浮现象,最终会上浮至混凝土的表层,此时就会产生混凝土的泌水现象,此时水泥浆和骨料也会出现的相应的分层状况。一旦混凝土出现相应的泌水现象,那么就会产生混凝土结构的塑性收缩,导致裂缝的出现、形成,并且这种裂痕的产生具有不可逆转性。这种裂痕主要是间断性的平行裂痕,裂痕呈现枣核装,中间粗、两头细,钢筋的两端和栏板的连接处是其多发区。

4、施工不够规范

混凝土作业需要施工人员投入足够的心力,切不可繁衍了事,一旦施工操作出现不规范,那么极易造成混凝土结构的不达标,让混凝土结构形成相应的破损、裂痕。一些施工单位出于利益的考量,为了实现更大的经济目标,总是会在一定的程度内加快工期的运作,这种操作本无可厚非,但是一旦工期变得紧张,那么留给混凝土的配比、搅拌、浇筑等流程的时长就会被大大压缩,如果混凝土没有经过充分的搅拌,浇筑时长不足,那么就会给下一步的施工作业造成困扰,而且这种的施工方式也极易导致模板裂痕的出现,不利于混凝土作业的正常运行。

五、解决混凝土结构裂缝问题的对策及建议

1、做好相应的前期准备工作

在进行混凝土的制作前,建筑企业的工作人员应该对混凝土的原材料进行筛查、检测,保证原材料的质量、品质,通过数据检验,配比出项目建设所需的混凝土结构强度;在进行混凝土的搅拌作业之前,要对相应的原材料进行称重计算,依据相应的施工标准,对混凝土原材料的比例进行优化、调整;在实施搅拌作业时,要对水灰比进行精密把控,同时要保证原材料搅拌的充分性,以泥浆形状为宜,混凝土的加水,只能在搅拌作业中进行,不能额外进行二次加水作业,以此保证混凝土比例的适宜。同时要把混凝土调制完成后形成的塌落度控制在一个合理的范围内,防止初凝阶段裂缝的产生;在混凝土浇筑阶段要对混凝土材料进行充分的振捣,选择相应的振捣工具,可以采用插捣式和附着式两种不同的振捣工具相结合使用,确保振捣的充分性,减少气泡的产生,避免混凝土蜂窝麻面现象的发生。

2、混凝土施工缝的后期处理

现在普遍的混凝土作业都会预留一定的施工缝,它既可以为施工作业的正常进行提供方便,还可以承担一定的施工外部压力。施工缝的预留是根据相应的施工设计规划和不同的施工工艺方式所决定的,它一般由小型的模板拼接组合形成,小巧便捷,既可以保证施工缝的正常使用,还方便后续的废除。施工缝的废除作业一般发生在混凝土完成浇筑的两天以后,只有当混凝土的抗压能力、结构强度都通过检测,并达到施工标准的要求时,才能展开施工缝的废除作业。施工缝废除的第一步就是进行施工缝的清理,清除施工缝表面的杂物,此时可以用水清理,但是注意不能出现积水,要保证施工缝的干燥性,然后在此基础上,对施工缝铺设水泥,让整个混凝土工程变得完整、有序。

3、降低混凝土结构的约束力

混凝土结构在其具体作业的过程中会受到内力和外力的约束影响,要想更好、更快的完成混凝土作业,减少混凝土结构裂缝的产生,就必须降低混凝土结构的约束力。混凝土结构的内部约束力,主要是依据混凝土内部温度的变化,而产生的,因此为了减少混凝土的内部约束力,就需要对混凝土的内部温度进行严格把控,让混凝土的内部温度维持在一个最佳状态。混凝土的外部约束力,主要来自地基,在进行混凝土的浇筑作业时,一旦浇筑层过厚,那么地基就会产生反作用力,为了避免地基约束力的产生,在进行浇筑作时,要对其浇筑厚度进行严格把控,并且合理的设置滑动层,最大程度的减少外在约束力的影响。

4、提高混凝土结构的抗裂性

首先,混凝土结构可以从原材料的配比度方面,着手提高混凝土结构的抗裂性,通过科学的材料配比,增强混凝土的强度,降低裂缝的形成;其次,可以通过在混凝土材料中添加适量的添加剂,来改善混凝土结构的自缩值,例如添加有机纤维、无机纤维等来优化混凝土结构的构成,提高混凝土结构的抗裂性能;最后,可以通过合理的温度把控,来避免混凝土结构因为温度原因产生裂缝。一方面,可以通过在混凝土结构中预埋水管,来有效降低混凝土结构的内部温度。另一方面还可以通过适当减少原材料中的水泥用量,使用其他纤维材质作为补充,借此加速混凝土结构的散热,为了让混凝土的温度控制在合理的范围内,尽量避免在高温天气作业,如果一定要在高温天气下作业,那么一定要做好相应的降温措施,保障混凝土浇筑的成效。

结语

随着深化改革的进一步推进,我国加大了对建筑行业的扶植力度,对土木工程建筑行业进行了一系列的治理和调整。混凝土结构施工技术作为土木工程建筑行业极为重要的技术构成,在新的时代环境下,也亟待进行新的调整、革新。只有实现对混凝土结构施工技术的有效利用,才能确保土木工程建筑能够更好更快、保质保量的完成建设目标,给人们提供更为安全、环保的建筑环境。

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论文作者:熊聪

论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期

论文发表时间:2019/5/20

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