主体结构混凝土强度保障措施分析及研究

孙培星，罗富贵，李海波，段振洋，刘鹏敖

摘 要：混凝土是一种被广泛应用的建筑材料，在工程领域中发挥着难以替代的作用。随着城市建设的高速发展，高层建筑逐渐增多，在建筑工程中，主体结构的混凝土强度将决定了整个建筑工程的质量和安全。为此，文章从原材料和生产工艺两个方面系统论述了主体结构混凝土强度的影响因素，认为主体结构混凝土强度的提升需要强化混凝土强度保障意识，注重对基础条件的控制，不断完善混凝土强度加固措施，建立健全管理机制，强化混凝土养护工作。

关键词：混凝土；强度；主体结构

1 前言

混凝土指的是胶凝材料把骨料胶合成整体的复合固体材料总称，通常采用砂、水泥、水、石、外加剂等依据一定的配比，通过振捣、搅拌等施工工序配制而成[1]。在水泥硬化之前，水泥和水形成的水泥浆起到了润滑作用；在水泥硬化以后，水泥浆则主要发挥了胶结作用。水泥和水发生反应以后可以形成坚硬的水泥石，把集料黏合成一个整体。因为混凝土的原材料来源渠道相对广泛，能够就地取材，有助于施工的快速开展，能够随意浇筑成各种形态，满足不同使用性能与用途的需要。同时，混凝土的刚度大、强度干，和钢材之间的黏结力强、协调效果好，经久耐用。相较于钢材，混凝土的耐火性更高，同时能耗相对较低，所以混凝土被广泛的用于建筑领域，是我国基建事业中难以或缺的重要材料。建筑主体结构的混凝土强度决定了整个建筑的强度，因此对主体结构混凝土强度展开分析，并给出保障措施，将为建筑工程提供理论参考，推动整个建筑行业的快速发展[2]。

2混凝土强度影响因素

对混凝土强度产生影响的因素较多，可以归纳为原材料与生产工艺两方面的原因。

2.1原材料因素

2.1.1水泥强度

水泥强度对混凝土强度会产生直接的影响，在相同配比的情况下，水泥强度越高，最终的混凝土强度也会越大，混凝土强度与水泥强度之间呈现出正比关系。水泥强度与水胶比是影响混凝土强度的关键因素，混凝土强度取决于水泥石的强度及其和骨料之间的粘结力，该黏结力就取决于水泥强度与水胶比。

2.1.2水胶比

如果采用品种与强度相同的水泥产品，那么混凝土强度将主要受水胶比决定。随着水胶比的增加，水泥石当中的空隙也会不断的增多，最终造成了混凝土强度的降低。在满足和易性要求的基础上，混凝土中水泥强度相同的情况下，随着水胶比数值的降低，水泥石的强度也会越高，和骨料黏结力随之增大，混凝土强度也越高。假如水胶比太低，拌和物太过干硬，在捣实成型的条件下，难以确保浇灌的质量，混凝土中会产生大量的空洞、蜂窝，强度随之降低。

2.1.3骨料

骨料的质量、种类与数量都会对混凝土的强度产生影响，骨料表面情况会对水泥石和骨料之间的粘结产生影响，最终影响混凝土强度。如果碎石表面较为粗糙，那么其黏结力也会随之增加；如果卵石表面光滑，那么其黏结力通常较小。所以，在水胶比相同的情况下，碎石混凝土强度会高于卵石，尤其是在水胶比在0.4以下的时候，差异更加显著。骨料强度通常会高于水泥石强度，因此，骨料强度对混凝土强度不会产生直接的影响，但是如果骨料通过风化的作用最终强度降低的时候，那么会对混凝土强度产生影响。

2.1.4外掺料和外加剂

外掺料和外加剂有助于提升水泥石密实度，优化水泥石和骨料之间的黏结效果，提升混凝土强度。所以，加入外加剂以及外掺料是提升混凝土强度不可或缺的技术途径。

2.2生产工艺因素

混凝土生产进程中会存在搅拌、捣实等施工因素，同时也会存在养护条件、养护时间等诸多因素，假如这些因素没有得到有效控制，将会影响混凝土强度。

2.2.1施工条件

施工进程中需要将混凝土拌和物进行均匀搅拌，浇筑以后要捣固密实，只有这样才可以确保混凝土有足够的强度。相较于人力施工而言，机械施工的效果更加显著，搅拌物也会更加的密实和均匀。强力机械捣实通常可以被用于水胶比更低的混凝土搅拌物，得到的强度也更高。优化施工工艺能够提升混凝土的强度，使用分次投料搅拌工艺、高频振捣器、高速搅拌工艺等都会提升混凝土强度。

2.2.2养护条件

混凝土养护条件指的是所处的环境湿度与温度，其能够对水泥水化进程产生影响，从而影响混凝土强度。较高的养护环境温度，快速的水泥水化速度，都会使得混凝土早期强度增高。如果温度下降到冰点以下，不仅水泥水化会停滞，同时还会因为冰冻使得混凝土结构输送降低强度。特别是早期混凝土，更加需要强化防冻措施，为了提升水泥水化的速度，可以使用湿热养护的方式。在相对湿度较低的环境中，混凝土中的水分增发速度较快，混凝土会因为缺少导致水化进程停滞，强度的发展受到阻碍。此外，混凝土在低强度的情况下会快速失水，容易导致干燥收缩，对混凝土硬化耐久性产生影响。因此，通常在混凝土浇筑完成以后12h内需要开展浇水和覆盖[3]。

3主体结构混凝土强度的保障措施

3.1加强强度保障意识

要想从根本上杜绝主体结构混凝土强度问题，需要相关人员提升强度保障意识。首先，建筑设计人员要充分认识到混凝土强度的重要性，在设计过程中要严格执行相关的标准，强化混凝土强度保障意识。其次，混凝土结构设计前，设计人员要和建设方进行沟通，充分了解建设方对于混凝土等级、强度等内容的诉求。在设计过程中，要结合当地的气候、环境、温度等实际情况，尽量控制外界因素对混凝土强度的影响。最后，科学、合理的选择模型，在不浪费资源的前提下，保证混凝土的强度可以满足要求。施工过程中要提升混凝土抗裂度，要充分考虑混凝土的钢筋直径和配筋率等，同时从实际情况出发，确定保护层的厚度。对于那些较为薄弱，同时容易产生裂缝的位置，施工人员要考虑配置加强筋。

3.2注重基础条件的控制

首先，从实际情况出发，通过各种措施，控制施工温度。为了确保混凝土的强度能够达到要求，施工方在施工过程中要合理安排施工工序和流程。比如混凝土搅拌、浇筑等工序都要求温度适宜，为此，施工人员可以采用加水的方式，有效降低混凝土的内部温度，提升搅拌的有效性。在浇筑过程中，则要控制混凝土厚度，借此提升混凝土的散热功效。除了這些措施以外，还可以通过设置循环水管的方式，实现降温的目标。冬天施工的时候，外部的温度过低，此时需要注重混凝土的保温，避免温差过大导致裂缝的产生。

其次，密实度的控制。施工人员需要强化对混凝土振捣作业的监督力度。比如，混凝土的搅拌作业，需要将插点按照顺序均匀布置，有助于确定后期振捣的顺序。振捣作业中，距离要控制在30cm，持续时间为15min—30min，最终以浮浆不沉落为结束作业的标准。通过标准化的工序，混凝土密实度与抗压力都得到了极大的提升，有效杜绝过振问题。在此过程中，如果水平钢筋下部产生了水分或者是空隙，施工人员要二次振捣，通常二次振捣的时间间隔保持在20min—30min，保证混凝土握裹力、密实度与抗裂性的提升。

最后，配合比的控制。施工人员需要细致而又充分的考量混凝土施工的基本特征，科学、合理选择原材料，记录施工现场原材料的参数，并且记录在案。监管部门需要检查与核实混凝土配合比，待审查合格以后才能开工。

3.3完善加固措施

主体结构混凝土强度不足对于整个建筑的承载能力、耐久性都会产生不利的影响，需要按照混凝土强度问题，采取与之对应的加固方法。

首先，直接加固法。直接加固法是采用多种途径提升结构的抗力，加固之前需要卸载负荷，待加固完成以后恢复荷载。例如，使用增加构筑物或者是结构截面面积的方式，提升其刚度与承载力。

其次，间接加固法。间接加固的方式是通过多种途径降低作用效应，最终实现提升结构安全度的目标。主要方法包括了以下几个方面：第一，改变用途，将重负荷楼面转变为轻负荷楼面。第二，隔振法。采用隔震技术降低地震对于结构所产生的影响，从而确保结构更加的可靠。比如在上部结构和基础层间设定隔振层，此时如果地面运动强度高于规定值，上部结构和基础间将会产生滑移，从而有效降低上层结构受到的地震影响。

再次，综合加固法。按照结构的传力、受力情况以及结构状况共同使用间接与直接加固方法，这是目前使用最广泛，效果最好的措施[4]。

3.4健全管理機制

科学合理的管控主体结构混凝土强度，需要从以下几方面出发。

首先，构建对混凝土原材料罢工、施工、生产与试验等各项指标的标准体系，这是保证混凝土强度的重要依据，使得混凝土质量管理工作有法可依、有章可循。

其次，完善各项管理体制。混凝土生产企业以及施工企业需要建立健全质量管理机制，建设单位与监理单位要不断的完善质量控制体系，保证施工单位可以健全质量保证系统，将责任落到实处，强化施工前对于施工质量的控制。政府监管部门也要健全质量监管与抽检机制，强化监管的力度。各个相关责任主体在选择原材料、配合比、现场施工等环节都要严格遵守标准要求，保证混凝土的设计、制备与检验等环节都受到严格的管控。

再次，对施工人员进行质量责任教育。强化对施工人员的职业培训，提升其责任意识与工作技能，让施工人员在施工与生产的过程中可以时刻保持高度的质量责任意识。政府监管部门要提升对产品质量的管控力度，构建从上到下的混凝土强度管理体系。

从整体上看，混凝土强度管控流程可以分成三方面的内容。第一，生产过程控制。包括了原材料的选择、配合比的设计以及生产阶段的控制等内容；第二，施工环节控制。主要是对施工过程中的养护与施工环节的控制；第三，合格评定控制。在验收的时候加强对混凝土强度的评定。对于整个控制体系而言，合格评定控制是最为关键的环节，是保证混凝土工程满足设计要求的根本依据。

3.5加强混凝土养护

混凝土施工结束以后，为了避免混凝土的开裂，还要加强混凝土的养护作业，良好的养护能够显著提升混凝土强度，保证混凝土质量。所以，施工单位要尤其注意混凝土的后期养护，养护作业要注重以下几点。

第一，混凝土一侧的钢模板上需要设置保温层，在浇筑作业结束前完成回填工作。

第二，将塑料薄膜覆盖在混凝土表层，浇筑作业完成以后向其注水，严控注水量。将水循环管的一端连接承台，另一端连接总排水管，确保水持续处于循环与再利用的体系中。如果混凝土内部与外部的温差较大，为了降低因为温差而开裂的危险，需要注入热水。

第三，去除保温层前，要严格按照相关的标准实施，保证混凝土内、外部的温差处在合理的范围内。

第四，施工养护时间需要从浇筑作业开始的时候计算。由于硅酸盐水泥的养护时间与其他水泥之间存在差距，所以，在具体施工的时候要根据实际水泥的使用情况明确养护的时间。

第五，养护混凝土结构的时候，需要保障湿润度，不能够过于干燥，也不能过于潮湿。

第六，为了进一步提升混凝土的强度，通常会在混凝中加入适量的膨胀剂。

4结论

总而言之，混凝土施工技术的有效应用是确保建筑工程主体结构施工质量，全面提升建筑安全的重要保证。在施工进程中，要严格管控每一道施工工序，提升工程人员素质，采用更加科学、有效的方法监督管理，认真控制每个环节。施工单位需要按照施工图纸，从实际情况出发，综合混凝土施工的各项技术指标与参数，完善相关管理机制，以此提升混凝土强度，满足建筑施工的要求。

参考文献

[1]赵芸平，孙玉良，于涛，于嘉禾.寒冷地区冬季混凝土强度增长规律的试验研究[J]. 硅酸盐通报，2021，28（4）：854-858.

[2]姚明芳. 新编混凝土强度设计与配合比速查手册[M].湖南科学技术出版社，2000.

[3]张子明，周红军，赵吉坤.温度对混凝土强度的影响[J].河海大学学报：自然科学版，2004，32（6）：6.

[4]李金梅. 影响透水混凝土强度的因素探讨[J].产业与科技论坛，2017，16（21）：2.