徐 敏 卢长波

(中国水利水电第十二工程局有限公司施工科学研究所，浙江建德 311600)

建筑工程混凝土性能研究

徐 敏 卢长波

(中国水利水电第十二工程局有限公司施工科学研究所，浙江建德 311600)

伴随着社会技术的飞速发展，施工技术水平也在不断提高之中，混凝土结构工程也面临着承载力不断增大的影响。基于这种情况，人们在工作中对结构的耐久性提出了更加严格的要求，这些都是影响的高强度和高性能混凝土的研究的关键性因素，也是制约混凝土发展的主要环节。在准备时强调低水胶比，优质的原料，加上大量的矿物集合体，减水剂，控制水泥用量，减少混凝土内部孔隙率，高强度混凝土，耐久性高性能混凝土。

混凝土；性能；技术要求；结构材料；高强度；建筑工程

引言: 当前，现代水泥工业、水泥加工工艺和施工技术飞快发展，凝土材料品种不断增多，因此新型混凝土材料在工程建设中的地位显得日益重要。众所周知，钢筋混凝土结合了钢筋与混凝土的优点，造价较低，是土木工程结构中的首选材料，也是新世纪最常用的结构形式之一。混凝土是现阶段建筑工程最主要的材料之一，在住宅、商业、办公等中高层建筑中应用广泛，其显著的特点构成了建筑工程的主要构件。因此，在建筑施工中，对混凝土的施工质量控制成了重要的一个环节，通过有效的措施合理的控制及预防其质量问题的产生，使建筑工程无论在外观上，还是空间上达到更高的要求。

1.我国建筑行业的发展情况

自改革开放以来,我国建筑业发展迅速。在“基于科学发展,注重自主创新,完善体制机制,促进和谐社会”,我国建筑行业已经在一个新的角度看发展的前景。进入21世纪后,我国建筑业企业扩大生产规模,更加注重产业的全面健康发展,完善法律法规,规范市场秩序,节能绿色建筑的发展,提高人员的质量,提高项目的质量,促进科技创新,促进信息化建设

2.新型混凝土材料的应用前景

通过材料研选、采用特殊工艺、制造出来的具有特殊结构与表面特性的混凝土，能减少环境负荷，并能与生态环境相协调，从而为环保做出贡献的新型混凝土材料在我国的应用虽然才刚刚起步，但其发展前景被众多建筑人士所看好。因此，新型混凝土材料应向着智能化、规模化、理论化、体系化和集成化方向发展，以适应经济全球化的发展模式，促进我国建筑界更广阔的发展。总而言之，随着环境保护、保持生态多样性及维持社会可持续发展的呼声日益高涨，新型混凝土材料的应用会越来越得到世界各国材料与环境学者的重视，我们相信，只要我们都意识到新型混凝土材料性能研究的重要性，通过全面推进新型混凝土材料在我国建筑中的应用工作，可以预见未来的我国建筑业必定进入一个全新的建筑时代。

3.加气混凝土的性能

加气混凝土作为一种新型墙体材料，具有材料来源广、性能稳定、质轻、施工方便、造价较低，而且保温、隔热、耐火性能好等优点，是迄今能够同时满足墙材革新和节能50%要求的唯一墙体材料。

(1) 保温隔热性能。

干体积密度为400-700m /立方米的加气混凝土，其导热系数通常为0.09～0.17W(W/m·k)，粘土砖约为0.8～1.0(W/m·k)，普通水泥混凝土则高达1.45～1.75(W/m·k)，所以，加气混凝土外墙，其保温效果与49cm的粘土砖墙相当，从而增加了建筑物的使用面积，节约了采暖用煤。

(2) 阻燃性能。

在表面接触明火的情况下，加气混凝土墙体可保持其强度的时间达180 min以上，仅在180min后烟气才能通过，即加气混凝土墙可保持其阻燃性180min以上。在把加气混凝土墙壁的一面幕尽于1000℃的明火达180 min后，相对应的未基露于火焰一面的温度仅为85℃。此外，加气混凝土的声学性能，耐火性能和水蒸汽渗透性能也得到广泛的应用。目前，通过改变混凝土材料中集料的级配、选用不同的集料、添加各种外加剂(如减水剂、引气剂等)以及添加一些其他的填料(如纤维、各种聚合物材料等)来改善混凝土的某些性能，人们已经得到了许多具有良好品质的混凝土材料。如：导电混凝土、屏蔽电波及磁场混凝土、应力应变和损伤自检混凝土、调湿和温度自测混凝土等等。

4.致使混凝土产生裂缝的原因

在建筑施工过程中致使混凝土建筑物产生裂缝的原因有很多，大致可分为内部和外部两大类，其中内部包括原材料的质量不合格、基础沉降不均匀、模板变形、建筑结构不合理，混凝土在进行硬化工作时放出的水化热，内部温度升高与混凝土表面的温度形成反差，引起拉应力的产生，在之后的降温工作中，由于基础和之前已成型的混凝土约束，在混凝土内部又将会形成拉应力等等；外部原因就是指气温及周围环境湿度变化；既当这些拉应力大于混凝土所能承受的抗裂能力时，则会产生裂缝。在现时情况中，混凝土内部与外部往往有强烈的反差，一般强况下混凝土的内部湿度变化慢且小而外部由于各种因素的影响湿度的变化更为剧烈。另一种造成裂缝的原因是由于养护不当，湿度不能保持稳定，混凝土的内外部受到的约束力不一样，致使裂缝的发生。其次，由于混凝土本身的脆性和不均匀性，在运输和使用浇筑过程中，在不均匀的部位极容易产生裂缝。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力;在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则需依靠混凝土自身承担。

5.常见的混凝土裂缝处理的基本方法

5.1 表面处理法

表面处理方法是裂缝仅在建筑工程表层，并没有深入到混凝土内部，因此补修的方法比较简单。施工工人在发现这种类型的裂缝时可以采取表面涂抹和表面贴补法。也就是说工人可以通过用简单的施工仪器将浆材灌入到裂缝面积延伸不大，深度较小的裂缝当中。表面贴补适用于大面积漏水，这样容易确定具体漏水的位置，并且使用表面贴补可以对裂缝进行大面积的补修，虽然比较浪费材料，但是这么做至少确保了裂缝不会在雨天、雪天被灌入积水或者积雪。

5.2 填充法

填充法指的是裂缝宽度小于0.3毫米、深度较浅、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。填充采用的是工程中剩余的材料对裂缝进行修补。这样做既可以节省建筑成本，而且用填充法操作简单、费用低，不需要单独调用麻烦的机器来帮助修补裂缝，人工就可以做到，为工程节约了不少时间。

5.3 灌浆法

灌浆法可以采用压送设备(压力0.2～0.4Mpa)将补缝浆液注入砼裂隙，也可以采用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝。前者的优点是能够与空气隔离开来达到闭塞的目的，密封性效果比较好，后者是不用电力，为整个建筑工程节省了电费，并且也不用拖着机器拉着电线整个施工场地来回跑，省时省力，方便效果也非常理想。

6.混凝土裂缝预防措施

6.1 降低温度应力

裂缝的预防，可以从从温度控制和其他影响温度的因素着手。一是温度的控制。其方法是:改善材料的配置及选材，选用混凝土时使用干硬性的，另外可以调配混合料以及塑化剂的比例投入施工使用，以降低混凝土中水泥的用量；在对混凝土进行搅拌工作时，可以事先将碎石用水降温，这样可以有效降低在浇筑混凝土时产生的高温，另外在炎热天气进行混凝土浇筑施工时，为了使散热更快，可以在混凝土浇筑时适当减少浇筑的厚度，也可以在混凝土中埋设水管，利用冷水降温，另外在拆模时，气温会骤降，为了防止形成温差梯度，混凝土出现裂缝，因此在拆模时，要进行保温工作，避免裂缝的产生。施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施。

6.2 拆模防护

在进行混凝土的施工过程中，模板是有限的，为了使模板的使用率提高，因此拆模时间要更早，当室温低于混凝土的温度，拆模的时间就要重新考虑，调整，以避免早起裂缝的产生。混凝土浇筑塑型时间不够，过早拆模会使混凝土表面形成拉应力促使温度冲击状况的产生，由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力叠加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低,只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。

7.科学配制混凝土是保证质量的先决条件

7.1 混凝土施工配合比的换算

试验室所确定的配合比，其各级骨料不含有超逊径颗粒，且以饱和面干状态。但施工时，各级骨料中常含有一定量超逊径颗粒，而且其含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实测骨料超逊径含量及砂石表面含水率，将试验室配合比换算为施工配合比。其目的在于准确的实现试验室配合比，而不是改变试验室配合比。调整量=（该级超径量与逊径量之和）-（次一级超径量+上一级逊径量）

7.2 混凝土施工配合比的调整

试验室所确定的混凝土配合比，其和易性不一定能与实际施工条件完全适合，或当施工设备、运输方法或运输距离，施工气候等条件发生变化时，所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求，需将混凝土含水率及用水量做适当调整（保持水灰比不变）。

7.3 需满足工程技术性能及施工工艺的要求

水工素混凝土和少筋混凝土配制坍落度一般为3-5cm，配筋率超过1%的钢筋混凝土配制坍落度一般为7-9cm，对于桥梁施工中的箱梁采用泵送施工，混凝土配制坍落度一般为10-14cm，初凝时间在4小时以上，强度为45Mpa的缓凝早强混凝土；灌注桩要求配制强度为35Mpa，凝结时间在10小时以上，坍落度一般为18-22cm的大坍落度超缓凝混凝土。按通常的配制方法使混凝土达到上述工程技术性能是困难的，为改善混凝土性能，提高混凝土强度，达到工程各部位对混凝土各种性能的要求，在混凝土中掺入不同类型的外加剂，改善混凝土性能的科学配制，优化混凝土的配合比，在施工中效果明显。灌注桩用混凝土，按通常的配制方法，当水泥用量为420kg/m （水灰比为0.56）h，混凝土的强度才能达到35Mpa，但由于坍落度（18-22cm）过大，均质性差，和易性不好，凝结时间也达不到缓凝10h，以上的超大型缓凝要求。在配制混凝土中掺入1%的减水剂优化配合比。水泥用量每1m 混凝土可节省40公斤左右，而且在坍落度达到18-22cm情况下，均质性、和易性良好，凝结时间也可以缓凝到10h以上。

8. 混凝土浇筑振捣过程是混凝土质量控制的主要环节

混凝土配合比设计、原材料的质量、配料准确、搅拌均匀运输，浇筑振实成型，养护等整个施工环节中，浇筑振实成型是主要的环节。在混凝土浇筑成型时，由于没有振实所产生的外观上的气孔、麻面、蜂窝、孔洞、裂隙等质量问题，易引起重视，但由于振捣不良，所产生的内部蜂窝、孔洞所导致的内在质量问题，人们容易忽视。而混凝土内在质量缺陷，同样引起混凝土结构物的破坏。所以，混凝土振捣应引起施工人员足够重视，质检员应采取相应的有效措施，使混凝土振捣良好。

9.混凝土受各种因素影响而产生变形也要引起足够重视

混凝土的变形主要有硬化过程的自生体积变形，湿胀干缩变形，温度变形和在荷载作用下的变形。混凝土的湿胀干缩是由于混凝土中水分的变形而引起的，干缩裂缝产生的原因是：混凝土成形后，养护不良，受到风吹日晒，表面水分蒸发快、体积收缩受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂；或者构件水分蒸发，产生的体积收缩受到地基或垫层的约束。

总结：

房屋建筑施工过程中混凝土的施工是一项专业性非常强的综合作业，必须确保房屋建筑工程的施工质量。高性能混凝土的研制，突破了以往的混凝土的技术性能缺陷，同时也对节能、工程质量、环境维护等方面产生了积极的影响。因此，高性能混凝土研制成功是混凝土发展历程中的重要里程碑，也是混凝土技术性能进步的标志，其在工程上的应用范畴将越来越广泛，取得更好的技术经济效应。

[1]闫向群,张莉;关于钢筋混凝土结构中裂缝问题的探讨[J];吉林建材;2004年03期

[2]杨嗣信;吴琏;当前在建筑设计和施工中急需解决的若干问题的探讨[J];施工技术;2006年05期

[3]刘西拉;樊静;通过现场测试结果修正钢筋混凝土结构的可靠度[A];混凝土结构基本理论及应用第二届学术讨论会论文集（第三卷）[C];2009年

[4]王铁梦;钢筋混凝土结构裂缝控制的综合方法[A];混凝土工程结构裂缝控制与混凝土新技术交流会论文集[C];2008年

G322

B

1007-6344（2016）02-0022-02