土木工程中混凝土施工技术分析

谢弘

摘 要随着社会知识化、科技信息化和经济全球化的不断推进，人类世界将进入可持续发展综合国力激烈竞争的时代。人民生活离不开与混凝土打交道，它给人民带来巨大的财富以及生活水平的提高。建筑物和构筑物建造、使用中出现的质量、维护问题，及其老龄化问题，引起人们的高度关注和重视，各种修补加固方法也不断出现。

关键词土木工程；混凝土施工技术

中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0142-01

随着我国土木工程建设的不断发展，建筑物和构筑物已进入或即将进入老龄化阶段，应该关心已有建筑的维护问题，已有建筑物及构筑物常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏，甚至自然灾害，造成混凝土结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等，影响建筑物及构筑物的安全和使用功能。混凝土结构或构筑物因设计或施工不当、材料质量不符要求、使用功能改变、遭受灾害以及耐久性等原因，出现增加荷载、配筋不足、混凝土强度不够等情况，都需要对钢筋混凝土、预应力混凝土及素混凝土结构进行加固。

1混凝土加固工程方案的选择

混凝土加固工程方案的优劣，首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件，有的加固方案虽然具有解决问题的可行性，但是，由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度，而造成施工工期长，劳动用工量大，安全系数低的弊端，结果影响到加固质量。例如，某单位办公楼因冬季施工，掺加不合格防冻剂，超标的氯离子破坏了钢筋钝化膜，致使十根钢筋混凝土梁产生严重裂缝，需要进行加固。混凝土加固设计方案有三种：方案之一是采取简易修补法，即将梁裂缝处出现的酥松混凝土凿除，露出钢筋后，将锈蚀的钢筋周圈进行除锈后，用环氧砂浆进行封闭，达到加固目的；方案二是采取加大截面加固法，即通过增大构件的截面和配筋，用以提高构件的强度、钢度、稳定性和抗裂性，并达到修补裂缝的目的；方案三是采用先进的外包钢加固施工方法，应用QR型建筑工程结构胶粘锚技术，对这十根钢筋混凝土梁进行加固。

2不同类型混凝土加固工程与加固方案分析

混凝土加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包型钢加固法、预应力加固法、玻璃钢加固法、增加支点加固法等，随着科学技术的不断进步，应用新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法。

1）对于框架梁的加固，较为合理、经济、技术先进的加固方案当属粘钢锚固法和碳纤維加固法，前者以造价低，施工简单，占用空间小，加固效果好，明显优于加大截面法和预应力加固法，后者除材料费用高外，则各种优势尽显其中，重要表现在自重轻，材料自身几乎不增加重量；强度高，固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍；劳动强度小。但是，应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。

2）对于框架柱的加固，常见的方法有外包型钢加固法，即在混凝土柱四周包以型钢进行加固，这样既不增大混凝土截面尺寸，又大幅度地提高混凝土柱的承载力，具体方法又分干法作业与湿作业法两种形式；干式加固法是将型钢直接外包于需要加固的混凝土柱四周，型钢与混凝土之间无连接，由于与混凝土没有形成一个整体，所以不能确保结合面传递剪力。湿式加固法：一是用乳胶水泥浆或环氧树脂化学灌浆等材料，将角钢粘贴在混凝土柱上；二是角钢与混凝土之间留一定间距，中间浇筑混凝土，达到外包钢材与混凝土相结合。两种作业方法相比较，干式作业法施工更为简单，价格低，施工时间短，但其承载力提高不如湿式作业法好。在方案选择时，应根据加固要求和原构件情况，合理挑选适当的方案进行加固。

3）碳纤维加固方法也可用于局部的修复加固。某住宅工程业主对室内部分格局改动，使得原来预留的厨房、卫生间的上下水暖管道和排烟风洞移位，需要根据新的洞口位置用水钻开洞，并根据设计要求，需要补强加固。对已按原设计预留的孔洞需要封堵，封堵采用在洞口处植筋用比原楼板砼高一强度等级的微膨胀细石混凝土。因为业主对加固方案的要求是在满足工艺要求的前提下，尽可能缩短工期，提早交付工程。

3混凝土裂缝形成的主要原因

首先温度和湿度的变化是引起混凝土裂缝的主要原因。混凝土在硬化期间，水泥会放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力；在后期降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束叉会在混凝土内部出现拉应力；同时气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，便会出现裂缝，即混凝土裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。表面干缩形变受到内部混凝土的约束，往往也会导致裂缝。由于原材料不均匀，水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。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土的边缘部位，如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

4大体积混凝土裂缝形成的主要防治措施

1）水泥的品种及用量选择，水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF）。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。

2）控制温度。①减少混凝土中的水泥用量，改善骨料级配，优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，利用粉煤灰作混凝土的掺合料，降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，提高混凝土的后期强度及其抗裂能力；②降低混凝土的浇筑温度，拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却；③减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；④埋设水管，冷水降温；⑤规定合理拆模时间，气温骤降时做好混凝土表面保温措施，避免混凝土表面发生急剧温度梯度；⑥在寒冷季节，对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，采取保温措施。

3）添加外加剂，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，防止开裂，提高混凝土的耐久性。混凝土中存在大量的毛细孔道，水蒸发后会使毛细管中产生张力，导致混凝土干缩变形。若增大毛细孔径可降低表面张力，但会影响混凝土强度，这就是表面张力理论；水灰比也是影响混凝土收缩的重要因素之一，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％；此外，水泥用量也严重影响了混凝土收缩率，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充，用减水防裂剂改善水泥浆稠度，控制混凝土泌水，以减少沉缩变形。

4）混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水，同时养护可以补充混凝土早期水化需要的水分，有助于水泥水化的进行。混凝土路面、桥面或地面施工，塑性收缩裂缝是长期困扰的问题。过去混凝土泌水量大，一般采用二次收浆，然后开始养护，防止塑性收缩裂缝。现代高性能混凝土基本没有泌水，如果风大或温度高，水分蒸发量大，混凝土表面很快就会出现裂缝，必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。

5结束语

未来土木工程技术发展研究方向主要包括工程结构的安全性和耐久性、土木工程与可持续发展、工程建设标准规范体制改革、土木工程计算机技术新进展、材料科学与工程新进展、现代高层建筑结构、工程结构的减震技术。但是，工程建设的核心问题永远是安全性与耐久性，我国建筑结构的设计规范，在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性和结构的耐久性等方面的安全设置标准，总体上均低于国外相关规范。在调整结构安全设置标准的问题上有着不同的理解。混凝土结构的耐久性是建筑类工程中的核心问题同时也是一项世界性难题，应当引起我国有关主管部门和设计施工单位的足够重视。

参考文献

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