土木工程混凝土施工技术研究

引言：混凝土是土木工程中应用最广泛的建筑材料，其施工质量直接关系到建筑物的安全性、耐久性和使用功能。然而，由于混凝土工程具有规模大、工艺复杂、环境影响因素多等特点，传统的经验式施工模式已难以满足当前对混凝土工程质量的高要求。为此，急需引入精细化、智能化的施工技术，通过对各工序、环节的科学管控，从源头提升混凝土结构的性能，以适应日益严苛的工程建设需求。

1 水泥品种的适配性选择与配合比设计

在混凝土施工中，水泥品种的选择需要考虑工程环境与强度需求。对于普通环境下的工程，可选用普通硅酸盐水泥，但在一些特殊环境下，如海洋工程或寒冷地区施工，则需要选用具有耐腐蚀性能的矿渣硅酸盐水泥或者抗冻性能良好的粉煤灰水泥等特种水泥。在选定水泥品种后，需要进行试配以确定最佳的水泥用量和掺合料比例，以保证混凝土的工作性能和强度等级。通过对比不同配合比的混凝土性能，可以优化出适合特定工程需求的配合比。例如，在高强度混凝土中，可以适当增加水泥用量，同时采用高效减水剂以保持良好的工作性；而在大体积混凝土中，则需要降低水泥用量，并掺加矿物掺合料以降低水化放出，避免因内外部平均差而导致的裂缝产生。以C30 混凝土为例，水泥：砂：石子：外掺剂的比例可选为 1:1.48:2.69:0.005。其中水泥选用 42.5 级普通硅酸盐水泥，掺加 5% 的粉煤灰，砂采用中砂，石子为连续级配碎石，粒径在 5～31.5mm 之间，外掺剂为萘系高效减水剂，掺量为水泥用量的 0.5% 。对于C60 及以上的高强混凝土，水泥用量一般在 450～550kg/m³ ，水灰比控制在 0.25-0.32 之间。可掺加 10%～20% 的矿粉和 30%～40% 的粉煤灰，以降低水化放出。外掺剂选用缓凝型聚羧酸系高性能减水剂，掺量为 1.5%～2.0% ，以保证混凝土的流动性和可泵性。

2. 多道工序精细化分层浇筑，保障结构整体性

混凝土浇筑是确保结构整体性的关键工序。传统的一次性连续浇筑容易导致冷缝和离析等问题，影响结构安全和耐久性。为此，可采用多道工序精细化的分层浇筑工艺。具体做法是，将混凝土结构划分为若干个浇筑层，每层厚度一般控制在 300～500mm ，浇筑时间应控制在初凝前完成，一般不超过 4 小时。为避免层间界面过于光滑，上层混凝土应在下层初凝前浇筑。如果错过初凝时机，需用金属丝刷将下层表面毛化处理，并洒水湿等后再继续浇筑。在浇筑过程中，要控制好每一层的厚度和平整度，避免出现过厚或起伏不平的现象。同时，在上层混凝土浇筑前，要对下层混凝土进行适当处理，如用高压喷湿、铺设网格等，以增强层间粘结强度。对于一些薄壁或狭窄部位，可采用导管或泵送等特殊工艺，减少混凝土离析和蜂窝等缺陷发生。在实际施工中，还需要加强过程监控，如混凝土供应、运输、浇筑时间等要协调好，尽量缩短工序间歇时间。对已浇筑的混凝土要及时覆盖和洒水等，避免表面干燥龟裂[1]。

3. 智能化振捣控制，提升密实度均匀性

振捣是混凝土浇筑中的重要一环，直接影响混凝土的密实度和均匀性。传统的人工振捣凭经验操作，很难保证振捣的一致性和到位性。为此，引入智能化振捣控制技术势在必行。智能振捣控制系统一般由振捣器、深度传感器、倾角传感器、湿度传感器、无线通信模块等组成。振捣过程中，深度传感器检测振捣器的振动时间和深度，根据不同浇筑部位需达到的密实度需求，自动控制下料点间的间距和振捣深度。一度传感器实时采集混凝土的一度数据，当一度超过设定值时，及时调整振捣力度和时间，确保一致的入模一度。倾角传感器监控振捣器的倾斜角度，当角度超过 8°时，发出报误信号，提醒工人调整角度。这些数据还会实时上传至监控平台，对全过程进行可视化管控。可在振捣器上安装智能传感系统，通过检测混凝土的流动性、密实度等参数，自动控制振捣时间和力度。还可以在振捣器上集成物联网功能，将振捣数据实时上传至云平台进行分析优化，形成最佳振捣工艺参数库。在振捣作业时，可佩戴VR眼镜，通过虚拟现实场景指导操作，提醒未振捣到位的区域，保证整体振捣质量[2]。

4. 冷却水管通水系统的优化，预防裂缝产生

对于大体积混凝土结构，水化放出会导致内外两差过大，易产生有害裂缝。埋设冷却水管通水是控制混凝土内部上升的有效措施。冷却水管一般采用薄壁铝塑复合管，管径可选用 20mm ， 25mm 或 32mm 。管道布置应结合结构形状，在同一平面上呈“蛇形”或“回”字形铺设，间距控制在 0.5～ 1.0m. 。水平管道间垂直间距不宜大于 1m 。冷水通入一度应低于大气平均一度 5°C 以上，流速宜为 1.5～2.0m/s 通水应在入模后12h内开始，至混凝土内外温差小于 25°C 时终止。为优化通水效果，在管路设计时应考虑混凝土结构的形状、体积、内部钢筋布置等因素，使管道布局更加合理。可采用三角形、矩形等多种管线组合形式，增大更多面积。在进出水端设置恒一阀，根据混凝土内部一度传感器的反馈信号自动调节流量和上差，将混凝土内部最高一度控制在规范限值内。同时，在通水过程中，要密切关注混凝土表面温度变化，如发现表面一度骤降，要及时调整通水参数，避免表面过冷而产生冷缩裂缝。在通水结束后，应及时将冷却水管内残存的水排出，避免管内结冰胀裂造成渗漏。

5. 多手段科学化混凝土统一管理

混凝土统一管理是确保混凝土质量的最后一道防线。传统的统一管理，主要靠经验和人工操作，很难适应当前混凝土施工的精细化、规模化要求。为此，亟须采用多手段、科学化的混凝土统一管理技术。首先是微环境控制，在混凝土表面设置自动喷淋系统，结合大数据气象预报，提前 _1～2 天启动喷淋，使混凝土表面保持湿度，避免干缩裂缝产生。在内部则通过埋设测一体化传感器，实施一度场分布监测，根据一度反馈及时调整通水制度，将内外一差控制在 5℃以内。其次是应用新型统一材料，如在混凝土中掺加抗裂纤维或自愈性材料，从微观结构上增强混凝土的抗裂性能和自修复能力。对于已产生的裂缝，及时使用高渗透性的修补材料，在裂缝进一步扩展前将其密封，延缓劣化速度。再次是数字化、智慧化管理，利用先进的传感监测、视觉分析、大数据等技术，建立实时监控预估平台，对混凝土统一过程中的各项指标进行追溯分析，及时发现问题，优化统一方案。同时，基于区块链技术，将统一数据上链存证，构建可追溯、不可篡改的质量管理体系[3]。

结束语

混凝土施工技术的创新发展，是适应土木工程高质量、高性能发展需求的必然趋势。只有不断优化水泥基材选择，创新混凝土配合比，改进浇筑、振捣等施工工艺，强化冷却水系统等辅助措施，并运用智能化、信息化、数字化技术赋能混凝土全生命周期的管理，才能从根本上提高混凝土结构的施工质量和耐久性，实现工程建设的安全、经济、耐多发展。未来，随着新材料、新技术的不断涌现，混凝土施工技术还将持续升级优化，推动土木工程建设迈向更加智慧、绿色、高效的新时代。

参考文献：

[1]许贤龙. 节能绿色环保技术在土木工程混凝土结构施工中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2025,(08):122-124.

[2]王炳文. 基于智能监测系统的土木工程混凝土施工技术分析[J].城市建筑,2025,22(16):205-208.

[3]李相等. 土木工程建设中的混凝土加固施工技术与应用[J].中国水泥,2025,(08):118-120.