主體結構混凝土強度保障措施分析及研究

孫培星，羅富貴，李海波，段振洋，劉鵬敖

摘 要：混凝土是一種被廣泛應用的建筑材料，在工程領域中發揮著難以替代的作用。隨著城市建設的高速發展，高層建筑逐漸增多，在建筑工程中，主體結構的混凝土強度將決定了整個建筑工程的質量和安全。為此，文章從原材料和生產工藝兩個方面系統論述了主體結構混凝土強度的影響因素，認為主體結構混凝土強度的提升需要強化混凝土強度保障意識，注重對基礎條件的控制，不斷完善混凝土強度加固措施，建立健全管理機制，強化混凝土養護工作。

關鍵詞：混凝土；強度；主體結構

1 前言

混凝土指的是膠凝材料把骨料膠合成整體的復合固體材料總稱，通常采用砂、水泥、水、石、外加劑等依據一定的配比，通過振搗、攪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漿起到了潤滑作用；在水泥硬化以后，水泥漿則主要發揮了膠結作用。水泥和水發生反應以后可以形成堅硬的水泥石，把集料黏合成一個整體。因為混凝土的原材料來源渠道相對廣泛，能夠就地取材，有助于施工的快速開展，能夠隨意澆筑成各種形態，滿足不同使用性能與用途的需要。同時，混凝土的剛度大、強度干，和鋼材之間的黏結力強、協調效果好，經久耐用。相較于鋼材，混凝土的耐火性更高，同時能耗相對較低，所以混凝土被廣泛的用于建筑領域，是我國基建事業中難以或缺的重要材料。建筑主體結構的混凝土強度決定了整個建筑的強度，因此對主體結構混凝土強度展開分析，并給出保障措施，將為建筑工程提供理論參考，推動整個建筑行業的快速發展[2]。

2混凝土強度影響因素

對混凝土強度產生影響的因素較多，可以歸納為原材料與生產工藝兩方面的原因。

2.1原材料因素

2.1.1水泥強度

水泥強度對混凝土強度會產生直接的影響，在相同配比的情況下，水泥強度越高，最終的混凝土強度也會越大，混凝土強度與水泥強度之間呈現出正比關系。水泥強度與水膠比是影響混凝土強度的關鍵因素，混凝土強度取決于水泥石的強度及其和骨料之間的粘結力，該黏結力就取決于水泥強度與水膠比。

2.1.2水膠比

如果采用品種與強度相同的水泥產品，那么混凝土強度將主要受水膠比決定。隨著水膠比的增加，水泥石當中的空隙也會不斷的增多，最終造成了混凝土強度的降低。在滿足和易性要求的基礎上，混凝土中水泥強度相同的情況下，隨著水膠比數值的降低，水泥石的強度也會越高，和骨料黏結力隨之增大，混凝土強度也越高。假如水膠比太低，拌和物太過干硬，在搗實成型的條件下，難以確保澆灌的質量，混凝土中會產生大量的空洞、蜂窩，強度隨之降低。

2.1.3骨料

骨料的質量、種類與數量都會對混凝土的強度產生影響，骨料表面情況會對水泥石和骨料之間的粘結產生影響，最終影響混凝土強度。如果碎石表面較為粗糙，那么其黏結力也會隨之增加；如果卵石表面光滑，那么其黏結力通常較小。所以，在水膠比相同的情況下，碎石混凝土強度會高于卵石，尤其是在水膠比在0.4以下的時候，差異更加顯著。骨料強度通常會高于水泥石強度，因此，骨料強度對混凝土強度不會產生直接的影響，但是如果骨料通過風化的作用最終強度降低的時候，那么會對混凝土強度產生影響。

2.1.4外摻料和外加劑

外摻料和外加劑有助于提升水泥石密實度，優化水泥石和骨料之間的黏結效果，提升混凝土強度。所以，加入外加劑以及外摻料是提升混凝土強度不可或缺的技術途徑。

2.2生產工藝因素

混凝土生產進程中會存在攪拌、搗實等施工因素，同時也會存在養護條件、養護時間等諸多因素，假如這些因素沒有得到有效控制，將會影響混凝土強度。

2.2.1施工條件

施工進程中需要將混凝土拌和物進行均勻攪拌，澆筑以后要搗固密實，只有這樣才可以確保混凝土有足夠的強度。相較于人力施工而言，機械施工的效果更加顯著，攪拌物也會更加的密實和均勻。強力機械搗實通常可以被用于水膠比更低的混凝土攪拌物，得到的強度也更高。優化施工工藝能夠提升混凝土的強度，使用分次投料攪拌工藝、高頻振搗器、高速攪拌工藝等都會提升混凝土強度。

2.2.2養護條件

混凝土養護條件指的是所處的環境濕度與溫度，其能夠對水泥水化進程產生影響，從而影響混凝土強度。較高的養護環境溫度，快速的水泥水化速度，都會使得混凝土早期強度增高。如果溫度下降到冰點以下，不僅水泥水化會停滯，同時還會因為冰凍使得混凝土結構輸送降低強度。特別是早期混凝土，更加需要強化防凍措施，為了提升水泥水化的速度，可以使用濕熱養護的方式。在相對濕度較低的環境中，混凝土中的水分增發速度較快，混凝土會因為缺少導致水化進程停滯，強度的發展受到阻礙。此外，混凝土在低強度的情況下會快速失水，容易導致干燥收縮，對混凝土硬化耐久性產生影響。因此，通常在混凝土澆筑完成以后12h內需要開展澆水和覆蓋[3]。

3主體結構混凝土強度的保障措施

3.1加強強度保障意識

要想從根本上杜絕主體結構混凝土強度問題，需要相關人員提升強度保障意識。首先，建筑設計人員要充分認識到混凝土強度的重要性，在設計過程中要嚴格執行相關的標準，強化混凝土強度保障意識。其次，混凝土結構設計前，設計人員要和建設方進行溝通，充分了解建設方對于混凝土等級、強度等內容的訴求。在設計過程中，要結合當地的氣候、環境、溫度等實際情況，盡量控制外界因素對混凝土強度的影響。最后，科學、合理的選擇模型，在不浪費資源的前提下，保證混凝土的強度可以滿足要求。施工過程中要提升混凝土抗裂度，要充分考慮混凝土的鋼筋直徑和配筋率等，同時從實際情況出發，確定保護層的厚度。對于那些較為薄弱，同時容易產生裂縫的位置，施工人員要考慮配置加強筋。

3.2注重基礎條件的控制

首先，從實際情況出發，通過各種措施，控制施工溫度。為了確保混凝土的強度能夠達到要求，施工方在施工過程中要合理安排施工工序和流程。比如混凝土攪拌、澆筑等工序都要求溫度適宜，為此，施工人員可以采用加水的方式，有效降低混凝土的內部溫度，提升攪拌的有效性。在澆筑過程中，則要控制混凝土厚度，借此提升混凝土的散熱功效。除了這些措施以外，還可以通過設置循環水管的方式，實現降溫的目標。冬天施工的時候，外部的溫度過低，此時需要注重混凝土的保溫，避免溫差過大導致裂縫的產生。

其次，密實度的控制。施工人員需要強化對混凝土振搗作業的監督力度。比如，混凝土的攪拌作業，需要將插點按照順序均勻布置，有助于確定后期振搗的順序。振搗作業中，距離要控制在30cm，持續時間為15min—30min，最終以浮漿不沉落為結束作業的標準。通過標準化的工序，混凝土密實度與抗壓力都得到了極大的提升，有效杜絕過振問題。在此過程中，如果水平鋼筋下部產生了水分或者是空隙，施工人員要二次振搗，通常二次振搗的時間間隔保持在20min—30min，保證混凝土握裹力、密實度與抗裂性的提升。

最后，配合比的控制。施工人員需要細致而又充分的考量混凝土施工的基本特征，科學、合理選擇原材料，記錄施工現場原材料的參數，并且記錄在案。監管部門需要檢查與核實混凝土配合比，待審查合格以后才能開工。

3.3完善加固措施

主體結構混凝土強度不足對于整個建筑的承載能力、耐久性都會產生不利的影響，需要按照混凝土強度問題，采取與之對應的加固方法。

首先，直接加固法。直接加固法是采用多種途徑提升結構的抗力，加固之前需要卸載負荷，待加固完成以后恢復荷載。例如，使用增加構筑物或者是結構截面面積的方式，提升其剛度與承載力。

其次，間接加固法。間接加固的方式是通過多種途徑降低作用效應，最終實現提升結構安全度的目標。主要方法包括了以下幾個方面：第一，改變用途，將重負荷樓面轉變為輕負荷樓面。第二，隔振法。采用隔震技術降低地震對于結構所產生的影響，從而確保結構更加的可靠。比如在上部結構和基礎層間設定隔振層，此時如果地面運動強度高于規定值，上部結構和基礎間將會產生滑移，從而有效降低上層結構受到的地震影響。

再次，綜合加固法。按照結構的傳力、受力情況以及結構狀況共同使用間接與直接加固方法，這是目前使用最廣泛，效果最好的措施[4]。

3.4健全管理機制

科學合理的管控主體結構混凝土強度，需要從以下幾方面出發。

首先，構建對混凝土原材料罷工、施工、生產與試驗等各項指標的標準體系，這是保證混凝土強度的重要依據，使得混凝土質量管理工作有法可依、有章可循。

其次，完善各項管理體制。混凝土生產企業以及施工企業需要建立健全質量管理機制，建設單位與監理單位要不斷的完善質量控制體系，保證施工單位可以健全質量保證系統，將責任落到實處，強化施工前對于施工質量的控制。政府監管部門也要健全質量監管與抽檢機制，強化監管的力度。各個相關責任主體在選擇原材料、配合比、現場施工等環節都要嚴格遵守標準要求，保證混凝土的設計、制備與檢驗等環節都受到嚴格的管控。

再次，對施工人員進行質量責任教育。強化對施工人員的職業培訓，提升其責任意識與工作技能，讓施工人員在施工與生產的過程中可以時刻保持高度的質量責任意識。政府監管部門要提升對產品質量的管控力度，構建從上到下的混凝土強度管理體系。

從整體上看，混凝土強度管控流程可以分成三方面的內容。第一，生產過程控制。包括了原材料的選擇、配合比的設計以及生產階段的控制等內容；第二，施工環節控制。主要是對施工過程中的養護與施工環節的控制；第三，合格評定控制。在驗收的時候加強對混凝土強度的評定。對于整個控制體系而言，合格評定控制是最為關鍵的環節，是保證混凝土工程滿足設計要求的根本依據。

3.5加強混凝土養護

混凝土施工結束以后，為了避免混凝土的開裂，還要加強混凝土的養護作業，良好的養護能夠顯著提升混凝土強度，保證混凝土質量。所以，施工單位要尤其注意混凝土的后期養護，養護作業要注重以下幾點。

第一，混凝土一側的鋼模板上需要設置保溫層，在澆筑作業結束前完成回填工作。

第二，將塑料薄膜覆蓋在混凝土表層，澆筑作業完成以后向其注水，嚴控注水量。將水循環管的一端連接承臺，另一端連接總排水管，確保水持續處于循環與再利用的體系中。如果混凝土內部與外部的溫差較大，為了降低因為溫差而開裂的危險，需要注入熱水。

第三，去除保溫層前，要嚴格按照相關的標準實施，保證混凝土內、外部的溫差處在合理的范圍內。

第四，施工養護時間需要從澆筑作業開始的時候計算。由于硅酸鹽水泥的養護時間與其他水泥之間存在差距，所以，在具體施工的時候要根據實際水泥的使用情況明確養護的時間。

第五，養護混凝土結構的時候，需要保障濕潤度，不能夠過于干燥，也不能過于潮濕。

第六，為了進一步提升混凝土的強度，通常會在混凝中加入適量的膨脹劑。

4結論

總而言之，混凝土施工技術的有效應用是確保建筑工程主體結構施工質量，全面提升建筑安全的重要保證。在施工進程中，要嚴格管控每一道施工工序，提升工程人員素質，采用更加科學、有效的方法監督管理，認真控制每個環節。施工單位需要按照施工圖紙，從實際情況出發，綜合混凝土施工的各項技術指標與參數，完善相關管理機制，以此提升混凝土強度，滿足建筑施工的要求。

參考文獻

[1]趙蕓平，孫玉良，于濤，于嘉禾.寒冷地區冬季混凝土強度增長規律的試驗研究[J]. 硅酸鹽通報，2021，28（4）：854-858.

[2]姚明芳. 新編混凝土強度設計與配合比速查手冊[M].湖南科學技術出版社，2000.

[3]張子明，周紅軍，趙吉坤.溫度對混凝土強度的影響[J].河海大學學報：自然科學版，2004，32（6）：6.

[4]李金梅. 影響透水混凝土強度的因素探討[J].產業與科技論壇，2017，16（21）：2.