土建施工中的混凝土施工技术优化

引言：混凝土凭借强度高、可塑性强、成本适中的特点，成为桥梁、建筑、市政工程等土建项目的核心材料。据统计，我国每年混凝土用量超过 20 亿立方米，其施工质量直接关系到工程结构的使用寿命与安全性能。然而，传统混凝土施工中普遍存在配比不合理、浇筑振捣不规范、养护不到位等问题，导致结构裂缝、强度不足等质量缺陷，不仅增加返工成本，还可能埋下安全隐患。随着土建工程向超高层、大跨度方向发展，对混凝土施工的精度与可靠性要求日益提高，技术优化成为行业迫切需求。

1 土建施工中混凝土施工技术的现状与问题分析

1.1 材料配比环节的问题

在传统的混凝土配比设计中，大多依赖长期积累的经验公式进行参数设定，这种模式往往忽视了工程所处的具体环境条件对混凝土性能产生的显著影响，使得配制出的混凝土在实际应用中，其强度、耐久性等关键指标与设计预期存在较大偏差。例如，在严寒地区的土建工程中，若未能根据低温、冻融循环等特殊环境因素，针对性地调整混凝土配比以提高其抗冻性能。与此同时，材料质量管控环节的疏漏也是制约混凝土施工质量的重要因素。在传统施工模式下，对于进入施工现场的砂石料，其含泥量、颗粒级配，以及水泥的标号、安定性等关键指标，往往缺乏实时、系统的监测与控制。这种粗放式的管理方式，直接导致混凝土的和易性受到影响，进而波及硬化后混凝土的强度与耐久性。

1.2 浇筑与振捣工艺的缺陷

在混凝土浇筑环节，分层操作的合理性直接关系到结构的密实度与整体性。以高层建筑的柱体浇筑为例，若分层厚度超过 50 厘米且未严格执行分层振捣作业，混凝土在自重作用下易出现密实度不均的情况，加之振捣不到位，极易在构件内部形成因漏振产生的空洞的缺陷，这些隐蔽性问题会严重削弱结构的承载能力。反之，若分层厚度过薄，则会大幅延长整体浇筑时间，使得先浇筑的下层混凝土在初凝后才进行上层浇筑，从而增加冷缝出现的风险，破坏混凝土结构的连续性。振捣工艺的参数控制同样存在明显短板。传统的人工振捣方式高度依赖操作人员的经验判断，难以精准把握振捣时间、振捣频率及插入深度等关键参数，极易出现两种极端情况，一是过振，即振捣时间过长或频率过高，导致混凝土中的骨料因离心力作用下沉，而水泥浆体则上浮，造成骨料与浆体分离的离析现象，影响混凝土的匀质性，二是欠振，即振捣不充分，混凝土内部未能排出气泡、填充密实，导致密实度不足，形成强度薄弱区域。在混凝土养护环节，传统方式的局限性同样显著。在夏季高温环境下，混凝土浇筑完成后，若超过 12 小时未及时采取覆盖保湿措施，强烈的日照与干燥空气会导致其表面水分快速蒸发，而内部水分尚未充分迁移补充，极易因表面收缩过快产生干缩裂缝，这些裂缝虽初期较细微，但会随着时间推移逐渐扩展，影响结构的防水性与耐久性。而在冬季低温条件下，若未针对性地采取保温措施，混凝土的水化反应会因温度过低而受到抑制，强度增长速度大幅放缓，不仅延长了拆模时间，还可能因早期强度不足而在自重或施工荷载作用下产生结构变形。

2 混凝土施工技术的优化路径

2.1 材料配比的精准化优化

针对不同工程环境，引入“动态调整系数”：在高寒地区，采用引气剂改善混凝土抗冻性，在沿海高盐环境，提高水泥用量至 380-420kg/m³ ，降低水胶比至 0.4 以下，增强抗渗性。利用正交试验法优化矿物掺合料配比，例如，在C50 混凝土中掺入 20% 粉煤灰 +10% 矿渣，可降低水化热 30% ，同时提高后期强度。建立砂石料进场“双检制度”，既检测含泥量、级配等常规指标，又通过X 射线荧光光谱仪分析有害离子含量，如氯离子含量 ⩽0.06% ，实时监测水泥、外加剂计量误差（控制在 ±1% 以内），自动调整投料量，确保配比精度。

2.2 浇筑与振捣工艺的创新

根据构件截面尺寸确定分层厚度：墙柱结构分层厚度 ⩽50cm ，梁体分层厚度 ⩽30cm ，且上层混凝土浇筑需在下层初凝前完成（间隔时间 ⩽2 小时）。引入“浇筑路径模拟技术”，通过BIM 模型模拟混凝土流动轨迹，优化布料机位置，避免因布料不均导致的冷缝。采用高频智能振捣棒（振动频率12000 次/ 分钟），内置压力传感器，当密实度达标时自动报警，避免过振。针对钢筋密集区，采用“插拔式振捣 + 附着式振捣”组合工艺：先插入振捣棒处理核心区，再通过模板外侧的附着式振捣器处理边角，确保密实度均匀。

2.3 养护技术的针对性改进

养护时机与方式的差异化设计，夏季混凝土初凝后 1-2 小时内覆盖透气型薄膜，薄膜下铺设保湿棉，保持表面湿度 ⩾90% ，养护期延长至 14 天。冬季采用“电伴热 + 阻燃棉被”复合保温体系，确保混凝土核心温度与表面温度差⩽25^∘C ，强度达到设计值 80% 前不拆模。大体积混凝土的专项养护方案，通过测温传感器实时监测内部温度，当超过 60^∘C 时启动水循环，将温差控制在20^∘C 以内。采用“保湿 + 保温”双控法，表面覆盖 3 层阻燃毡 +1 层塑料薄膜，既减少水分蒸发，又减缓热量散失，避免温度裂缝。

3 结论

综上所述，混凝土施工技术的优化需从材料、工艺、养护多维度协同发力，通过精准化配比、智能化工艺、差异化养护，可有效解决传统施工中的强度不足、裂缝频发等问题，显著提升工程质量。案例验证表明，优化技术具有可行性与经济性，值得在土建工程中推广应用。随着材料科学与智能建造技术的发展，混凝土施工技术将向“绿色化”“智能化”方向演进，例如，研发低碳胶凝材料，减少碳排放；应用数字孪生技术，实现混凝土从配比设计到养护的全流程虚拟仿真，进一步提升施工精度与效率。

参考文献：

[1] 李帅 . 土建施工中混凝土结构加固技术探究 [J]. 建材发展导向 ,2024,22(19):35-37.DOI:10.16673/j.cnki.jcfzdx.2024.0665.

[2] 田 晓 丽 . 土 建 及 住 宅 施 工 中 清 水 混 凝 土 技 术 的 应 用 [J]. 居舍 ,2024,(17):43-46.

[3] 万强 . 土建施工建设中混凝土施工技术分析 [J]. 中国住宅设施 ,2024,(02):109-111.

[4] 王凌珎 . 浅述混凝土施工技术在土建施工建设中的应用 [J]. 居业 ,2024,(02):90-92.

[5] 卢刚 . 道桥施工中的沥青混凝土摊铺技术优化研究 [J]. 北方交通 ,2023,(09):63-65.DOI:10.15996/j.cnki.bfjt.2023.09.015.