建筑工程中水泥混凝土施工技术控制分析
陈鹏
上海宝冶集团有限公司
1 建筑工程混凝土施工特点
水泥混凝土施工具有高度的系统性与动态性,其施工过程受材料性能、环境条件、施工工艺及人为因素等多重变量影响。首先,混凝土为时变材料,从搅拌、运输、浇筑到硬化,其物理化学状态持续变化,要求施工各环节紧密衔接,避免离析、初凝等现象。其次,混凝土结构多为大体积或复杂几何形态,对模板支撑体系的稳定性、密封性及拆模时机提出更高要求。再者,施工环境的温湿度变化直接影响混凝土的水化反应速率与收缩变形,尤其在高温或低温条件下,需采取特殊养护措施。
2 建筑工程中水泥混凝土工程施工技术控制意义
有效的技术控制是保障混凝土工程质量的核心。首先,科学的施工控制能够确保混凝土达到设计强度与耐久性要求,避免因强度不足或裂缝扩展导致结构安全隐患。其次,精准的配比控制与施工工艺优化可显著减少材料浪费,降低工程成本,提升资源利用效率。再者,规范的振捣与养护措施能有效减少蜂窝、麻面等表面缺陷,提升结构外观质量与使用性能。更为重要的是,通过全过程技术控制,可实现施工质量的可追溯性与可控性,为工程验收与后期维护提供数据支持。在当前建筑行业向高质量、可持续发展方向转型的背景下,强化混凝土施工技术控制,不仅是提升工程质量的必要手段,更是推动建筑工业化与智能化的重要基础。
3 建筑工程中水泥混凝土工程施工技术分析
3.1 模板施工技术
模板系统作为混凝土成型的“模具”,其施工质量直接影响结构尺寸精度与表面平整度。现代模板技术已从传统的木模、钢模发展为铝合金模板、塑料模板及可调式组合模板,具有轻质、高强、易拆装等优势。在施工中,模板的安装需确保足够的刚度与稳定性,防止浇筑过程中发生变形或位移。同时,模板接缝应严密,避免漏浆,影响混凝土外观质量。对于复杂结构,如曲面墙体或异形柱,需采用BIM 技术进行模板深化设计,实现精准预制与现场拼装。此外,模板的拆除时机需根据混凝土强度发展情况科学确定,过早拆模易导致结构损伤,过晚则影响施工进度。因此,模板施工不仅是支撑结构,更是实现混凝土成型精度的关键环节。
3.2 水泥混凝土配比技术
混凝土配比是决定其性能的基础,需在强度、工作性、耐久性与经济性之间寻求最佳平衡。现代配比设计已从经验法发展为基于性能的设计方法,结合混凝土的使用环境与施工条件,优化水胶比、砂率、掺合料比例等参数。高性能混凝土常采用矿物掺合料(如粉煤灰、矿渣粉)替代部分水泥,既改善工作性,又提升耐久性。外加剂的应用也日益广泛,如减水剂可降低水灰比,提高强度;引气剂可改善抗冻性;缓凝剂可延长可操作时间。配比设计需通过试验验证,并在施工过程中根据原材料波动进行动态调整,确保混凝土性能稳定。
3.3 混凝土浇筑技术
浇筑是混凝土从液态向固态转变的关键阶段,其施工质量直接影响结构的整体性与密实度。浇筑应遵循“分层、连续、均匀”的原则,避免因间歇时间过长形成冷缝。对于大体积混凝土,需采用分层浇筑或跳仓法,控制水化热引起的温度应力。泵送浇筑已成为主流方式,其管道布置应合理,减少弯头,防止堵管。在高层建筑中,还需考虑泵送高度对混凝土坍落度的影响,调整配比或添加泵送剂。浇筑过程中应避免混凝土自由下落高度过大,防止离析,必要时采用串筒或溜槽。此外,浇筑顺序应根据结构受力特点优化,确保荷载均匀传递。
3.4 运输质量控制技术
混凝土从搅拌站到施工现场的运输过程是质量控制的薄弱环节。运输时间过长或交通拥堵可能导致混凝土坍落度损失,影响可泵性与工作性。因此,运输车辆应配备搅拌装置,保持混凝土均匀性。
运输路线应优化,尽量缩短运输时间。对于远距离运输,可采用缓凝型外加剂或现场二次搅拌技术。在高温季节,运输车辆应采取遮阳或降温措施,防止混凝土过早水化;在低温季节,则需保温,防止冻结。运输过程中的质量监控应通过车载传感器实时监测混凝土温度、坍落度等参数,确保到达现场时满足施工要求。
3.5 振捣施工技术
振捣是排除混凝土内部气泡、提高密实度的关键工序。振捣不足会导致蜂窝、孔洞等缺陷,振捣过度则可能引起离析或表面泛浆。现代振捣技术已从传统的插入式振动棒发展为平板振动器、附着式振动器及高频低噪振动设备。振捣应遵循“快插慢拔、均匀布点”的原则,振动时间以混凝土表面泛浆、无气泡冒出为宜。对于钢筋密集区域或预埋件周围,需采用小直径振动棒或人工辅助振捣,确保混凝土充分填充。近年来,智能振捣设备开始应用,可通过传感器监测振捣效果,实现自动化控制,提升振捣均匀性与效率。
4 技术创新与未来发展趋势分析
4.1 智能化监控与检测技术的融合
随着物联网、大数据与人工智能技术的发展,混凝土施工正向智能化方向迈进。智能监控系统可实时采集混凝土温度、湿度、应力、应变等数据,通过无线传输至云端平台,实现施工过程的可视化与远程管理。例如,埋入式传感器可监测大体积混凝土的温度场变化,预警温度裂缝风险;无人机巡检可快速评估大面积混凝土表面质量。基于机器学习的预测模型可分析历史数据,优化施工参数,提升决策科学性。智能化检测技术如超声波、雷达扫描等,可非破坏性评估混凝土内部缺陷,提高质量检测效率与准确性。
4.2 新材料与添加剂的研发
新材料的研发为混凝土性能提升提供了新路径。纳米材料(如纳米二氧化硅、碳纳米管)的引入可显著改善混凝土的微观结构,提高强度与耐久性。自修复混凝土通过内置微胶囊或微生物,可在裂缝产生时自动修复,延长结构寿命。绿色混凝土利用建筑垃圾、工业废渣等再生骨料,减少资源消耗与环境污染。新型功能性添加剂如相变材料、光催化材料,可赋予混凝土调温、净化空气等附加功能,推动建筑向智能化、生态化发展。
4.3 施工自动化与机器人技术的推广
自动化与机器人技术正在改变传统混凝土施工模式。自动布料机器人可根据预设路径精确投放混凝土,减少人工误差;3D 打印混凝土技术可实现复杂结构的快速成型,突破传统模板限制。智能抹面机器人可自动完成大面积楼板的找平与收光,提升施工效率与表面质量。未来,随着机器人感知、决策与执行能力的提升,混凝土施工将实现更高程度的自动化与无人化,降低劳动强度,提升施工安全与质量稳定性。
5 结束语
水泥混凝土施工技术控制是保障建筑工程质量的核心环节,涉及材料、工艺、设备与管理的多维度协同。通过对模板施工、配比设计、浇筑工艺、运输控制及振捣技术的系统分析,本文揭示了各环节的技术要点与质量影响因素。同时,智能化监控、新材料应用与自动化施工等创新方向,为混凝土施工技术的发展提供了新动力。
参考文献:
[1] 浅谈建筑工程中水泥混凝土工程施工技术控制[J]. 孔庆珑.中国房地产业,2022(11)
[2] 建筑工程中水泥混凝土工程施工技术控制[J]. 李玉龙.水电站机电技术,2021(09)