【摘要】隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，高性能混凝土因其突出的力學(xué)性能和耐久性在醫(yī)院建筑施工中得到廣泛應(yīng)用。文章綜合探討了高性能混凝土在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀，針對(duì)施工過程中的技術(shù)難題，如配合比設(shè)計(jì)、施工工藝優(yōu)化和養(yǎng)護(hù)方法創(chuàng)新等方面進(jìn)行了深入分析，并提出了有效的技術(shù)解決策略。通過案例分析，總結(jié)了高性能混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并對(duì)遇到的挑戰(zhàn)提出了具體的優(yōu)化建議。此外，對(duì)于未來高性能混凝土在醫(yī)院建筑施工中的發(fā)展趨勢(shì)也進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

【關(guān)鍵詞】高性能混凝土；醫(yī)院建筑；施工技術(shù)；應(yīng)用分析；技術(shù)難題

【中圖分類號(hào)】TU528" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）03-0014-03

1 高性能混凝土在醫(yī)院建筑施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 醫(yī)院建筑對(duì)混凝土性能的特殊要求

醫(yī)院建筑的設(shè)計(jì)與施工需考慮到功能性與長(zhǎng)久性的高標(biāo)準(zhǔn)需求，混凝土作為主要的建筑材料，其性能直接影響到整個(gè)建筑的安全、耐久和實(shí)用性。對(duì)于混凝土的強(qiáng)度，醫(yī)院建筑通常要求高于一般建筑，以確保能夠支撐重型醫(yī)療設(shè)備的長(zhǎng)期使用。同時(shí)，良好的抗震性能對(duì)于醫(yī)院建筑尤為重要，因?yàn)獒t(yī)院需在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)繼續(xù)運(yùn)行。此外，醫(yī)院環(huán)境的特殊性也要求混凝土具備特殊的使用性能。比如優(yōu)異的抗菌性能，可以減少細(xì)菌滋生，保證環(huán)境衛(wèi)生。防輻射性能也不容忽視，特別是在放射科、核醫(yī)學(xué)科等部門的建筑材料中，要求混凝土能有效屏蔽輻射。耐化學(xué)性能同樣關(guān)鍵，醫(yī)院頻繁使用消毒劑等化學(xué)品，混凝土必須能抵抗這些物質(zhì)的侵蝕，保持結(jié)構(gòu)完整。

1.2 高性能混凝土技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

高性能混凝土技術(shù)在近幾十年得到了顯著發(fā)展，特別是在提高混凝土力學(xué)性能、耐久性和工作性方面取得了突破性進(jìn)展。這種混凝土類型通過優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，添加高效減水劑、硅灰、飛灰等礦物摻合料和纖維材料等，顯著提升了綜合性能。比如，超細(xì)活性摻合料的引入，提高了混凝土的微結(jié)構(gòu)緊密性，從而增強(qiáng)了其抗?jié)B透性，降低了維護(hù)成本并延長(zhǎng)了使用壽命。纖維材料的加入，則優(yōu)化了混凝土的抗裂性能，特別是在應(yīng)對(duì)熱膨脹和冷縮等自然環(huán)境變化時(shí)，保持了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，自密實(shí)混凝土的出現(xiàn)減少了施工中振搗的需要，提高了施工效率并保證了成品的美觀[1]。高性能混凝土的耐久性和環(huán)境適應(yīng)性提高，使得其在醫(yī)院建筑施工中的應(yīng)用成為可能。在施工過程中，高性能混凝土通過優(yōu)化的流動(dòng)性和凝結(jié)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了快速施工和形態(tài)多樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為醫(yī)院建筑提供了既美觀又實(shí)用的建筑方案。

1.3 高性能混凝土在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用案例分析

醫(yī)院建筑實(shí)踐中，高性能混凝土的應(yīng)用案例日漸增多，反映了這種材料的實(shí)際效益和可靠性。例如，在某綜合醫(yī)院的急診中心擴(kuò)建工程中，為了滿足緊急醫(yī)療服務(wù)的功能需求，項(xiàng)目采用了高強(qiáng)度等級(jí)的高性能混凝土，保證了結(jié)構(gòu)的承載能力，縮短了施工周期，快速恢復(fù)了醫(yī)院的運(yùn)營(yíng)。在另一家醫(yī)院的放射治療中心，考慮到防輻射的要求，采用了含有重質(zhì)骨料的高性能混凝土。這種混凝土有效阻擋了放射線的穿透，有效防止了放射性污染，保護(hù)了患者和醫(yī)務(wù)人員的健康。還有，為了提高醫(yī)院內(nèi)部環(huán)境的衛(wèi)生水平，某些區(qū)域的建筑采用了抗菌性能優(yōu)異的高性能混凝土，有效抑制了細(xì)菌生長(zhǎng)，創(chuàng)造了更潔凈的治療和護(hù)理環(huán)境。這些案例不僅證實(shí)了高性能混凝土在醫(yī)院建筑施工中的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也為未來的建筑施工提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。通過這些實(shí)踐，高性能混凝土技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到了充分展現(xiàn)。

2 醫(yī)院建筑施工中高性能混凝土應(yīng)用的技術(shù)難題

2.1 高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)難點(diǎn)

高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)是其應(yīng)用中的核心技術(shù)難題之一。配合比設(shè)計(jì)需考慮材料性能、環(huán)境因素、施工要求及成本等多方面因素。為滿足醫(yī)院建筑對(duì)混凝土的高標(biāo)準(zhǔn)要求，工程師需確保所設(shè)計(jì)的配合比能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的強(qiáng)度、耐久性、工作性和環(huán)保性。其中，選用合適的水膠比是關(guān)鍵。因?yàn)樗z比直接影響到混凝土的強(qiáng)度和耐久性。但低水膠比可能導(dǎo)致混凝土的工作性降低，增加施工難度。同時(shí)，摻合料種類和比例的選擇也十分關(guān)鍵。如何平衡硅灰、飛灰、礦粉等摻合料對(duì)混凝土性能的改善作用與其成本效益，是設(shè)計(jì)中需要解決的難題。此外，考慮到醫(yī)院建筑的抗震、防輻射等特殊要求，配合比設(shè)計(jì)必須通過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和調(diào)整，以確保混凝土材料的性能滿足嚴(yán)苛使用標(biāo)準(zhǔn)。這些設(shè)計(jì)上的難點(diǎn)，要求設(shè)計(jì)者具備一定的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以確保配合比的科學(xué)性和實(shí)用性[2]。

2.2 施工工藝中的技術(shù)挑戰(zhàn)

施工工藝是實(shí)現(xiàn)高性能混凝土設(shè)計(jì)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。在醫(yī)院建筑施工中，如何確保高性能混凝土材料的性能在現(xiàn)場(chǎng)得到充分發(fā)揮，是一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)?；炷恋臐仓?、振搗、成型等步驟都需精準(zhǔn)控制，以防止產(chǎn)生氣孔、蜂窩和不均勻等缺陷。特別是對(duì)于自密實(shí)混凝土，其優(yōu)異的流動(dòng)性要求施工人員精確掌握澆筑速度和方法。任何不當(dāng)操作都可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的不均勻，影響其最終性能。在醫(yī)院特殊空間，如手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室等對(duì)建筑材料的穩(wěn)定性和耐久性要求極高的地方，施工過程中的精確度尤為關(guān)鍵。這些施工過程中的技術(shù)挑戰(zhàn)，要求施工團(tuán)隊(duì)不僅要具備專業(yè)知識(shí)，還要具備豐富的現(xiàn)場(chǎng)處理經(jīng)驗(yàn)。

2.3 高性能混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)的問題

養(yǎng)護(hù)階段是確保高性能混凝土最終達(dá)到設(shè)計(jì)性能的關(guān)鍵步驟。養(yǎng)護(hù)不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不足、耐久性降低，甚至出現(xiàn)裂縫等問題。在醫(yī)院建筑施工中，由于施工環(huán)境復(fù)雜，如何實(shí)施有效的養(yǎng)護(hù)措施成為技術(shù)難點(diǎn)。高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)要求更為嚴(yán)格，尤其是在早期強(qiáng)度的發(fā)展過程中，溫濕度的控制必須非常精確。例如，在惡劣天氣條件下，必須采取特殊的養(yǎng)護(hù)措施，如加溫或遮蓋，以防止混凝土受凍。在密閉或通風(fēng)不良的空間內(nèi)養(yǎng)護(hù)，還需考慮到通風(fēng)和人員安全問題。此外，醫(yī)院建筑多為長(zhǎng)期使用的公共設(shè)施，其對(duì)混凝土的長(zhǎng)期性能的維護(hù)提出了更高要求，如何制定長(zhǎng)效的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃和監(jiān)測(cè)體系，也是高性能混凝土應(yīng)用中需重點(diǎn)解決的技術(shù)問題。這些養(yǎng)護(hù)技術(shù)上的問題要從設(shè)計(jì)之初就考慮養(yǎng)護(hù)方案，確保養(yǎng)護(hù)措施的可實(shí)施性和有效性。

3 高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)的解決策略

3.1 創(chuàng)新配合比設(shè)計(jì)方法

在醫(yī)院建筑施工中，配合比的設(shè)計(jì)是決定高性能混凝土應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵。解決此技術(shù)難題，需要采用創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和材料科學(xué)的進(jìn)步為此提供了可能。通過計(jì)算機(jī)模擬和優(yōu)化算法，可以在設(shè)計(jì)階段模擬混凝土的性能，預(yù)測(cè)不同配合比對(duì)性能的影響。例如，采用人工智能算法，如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，可以對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出最佳的配合比。此外，發(fā)展微觀設(shè)計(jì)方法也是配合比創(chuàng)新的一種策略，如通過微觀模擬來優(yōu)化骨料的粒徑分布和形狀，實(shí)現(xiàn)混凝土更好的力學(xué)性能和耐久性。實(shí)驗(yàn)研究與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的方法也十分重要。通過小試、中試到放大試驗(yàn)，逐步驗(yàn)證配合比的科學(xué)性和實(shí)用性，確保設(shè)計(jì)的可靠性。在材料選擇方面，探索使用新型環(huán)保材料和摻合料，如高活性摻合料、納米材料等，可以進(jìn)一步提升混凝土性能，同時(shí)也響應(yīng)了可持續(xù)發(fā)展的需求[3]。

3.2 施工工藝優(yōu)化

為確保高性能混凝土在醫(yī)院建筑施工中的性能發(fā)揮，施工工藝的優(yōu)化不可或缺。施工工藝優(yōu)化包括混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗、成型等環(huán)節(jié)。攪拌工藝的優(yōu)化需確?；旌衔锏木鶆蛐?，為此可以采用高效的攪拌機(jī)和先進(jìn)的攪拌技術(shù)，以及精確的計(jì)量系統(tǒng)來控制各組分的比例。在混凝土運(yùn)輸過程中，使用封閉式運(yùn)輸車輛和減少運(yùn)輸時(shí)間可以防止混凝土分層和離析，保證其工作性。澆筑和振搗工藝的優(yōu)化則需要根據(jù)混凝土的流動(dòng)性進(jìn)行調(diào)整，如適當(dāng)增加振搗點(diǎn)或使用高效振搗器，避免氣孔和蜂窩的產(chǎn)生。同時(shí)，采用智能化施工設(shè)備，比如自動(dòng)化澆筑機(jī)、激光整平系統(tǒng)，可以提高施工的精準(zhǔn)度和效率。通過這些施工工藝的優(yōu)化，可以確保高性能混凝土的性能在施工過程中得以充分發(fā)揮。

3.3 養(yǎng)護(hù)方法的改進(jìn)與創(chuàng)新

高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)階段對(duì)其性能的最終實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方法可能無法滿足高性能混凝土特有的需求，因此養(yǎng)護(hù)方法的改進(jìn)和創(chuàng)新顯得尤為必要。一種策略是使用智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土溫度、濕度等重要參數(shù)，并自動(dòng)調(diào)節(jié)養(yǎng)護(hù)條件，比如使用加熱毯或蒸汽養(yǎng)護(hù)，在低溫條件下加速混凝土強(qiáng)度的發(fā)展，或者使用微噴霧技術(shù)在高溫干燥條件下保持適宜的環(huán)境濕度。除此之外，養(yǎng)護(hù)方法的創(chuàng)新也涉及材料的應(yīng)用，例如，使用生物基或者納米技術(shù)改性的養(yǎng)護(hù)劑可以提高養(yǎng)護(hù)效率，同時(shí)減少環(huán)境影響。

3.4 防輻射混凝土的原理與應(yīng)用

醫(yī)院建筑施工中的高性能混凝土應(yīng)用，要結(jié)合醫(yī)院建筑的實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)用于X線檢查、CT檢查，以及核醫(yī)學(xué)科顯像等項(xiàng)目的區(qū)域，使用防輻射混凝土。防輻射混凝土是一種專門針對(duì)電磁波輻射而研制的混凝土。容重較大，對(duì)γ射線、x射線輻射具有屏蔽能力，從而不易被放射線穿透。防輻射混凝土的膠凝材料，一般來說，采用水化熱較低的硅酸鹽水泥、高鋁水泥、鋇水泥、鎂氧水泥等特種水泥，用重晶石、磁鐵礦、褐鐵礦、廢鐵塊等材料作為骨料，進(jìn)而加入含有鋰、鎘、硼元素的物質(zhì)，以減弱中子流的穿透強(qiáng)度。防輻射混凝土的應(yīng)用，其防輻射原理在于隔離射線，這類混凝土中的鎂、鈣、硅等元素物質(zhì)，具有高密度高原子序數(shù)。當(dāng)射線遇到這類物質(zhì)時(shí)，射線與鈣、鎂、硅原子發(fā)生作用的概率很大，大部分射線將發(fā)生散射或轉(zhuǎn)換為熱能，而不能夠穿過去，從而起到隔離射線的作用。在選擇應(yīng)用時(shí)，需綜合考量混凝土的性能和防輻射效果，如重晶石防輻射混凝土，以重晶石、磁鐵礦、廢鐵塊等制作成砂，再加入鋰、鎘、硼等物質(zhì)，可以起到良好的防輻射效果。如果需要細(xì)化分類，也可以在選擇時(shí)，選擇防γ射線混凝土、防核輻射混凝土、防核輻射地坪混凝土等。

3.5 質(zhì)量控制與性能評(píng)估機(jī)制的完善

對(duì)于醫(yī)院建筑施工中的高性能混凝土應(yīng)用，建立和完善質(zhì)量控制與性能評(píng)估機(jī)制是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵。首先，必須制定一套全面的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和程序，涵蓋從原材料選擇到混凝土成品的全過程。這包括對(duì)原材料質(zhì)量的嚴(yán)格篩選和檢驗(yàn)、混凝土配合比的精確控制，以及混凝土生產(chǎn)和施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)控。利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，如傳感器監(jiān)測(cè)混凝土的溫度和濕度，以及成品混凝土的壓縮和抗拉強(qiáng)度，可以確?；炷恋男阅芊显O(shè)計(jì)要求。其次，實(shí)施性能評(píng)估機(jī)制也至關(guān)重要。這意味著不僅要在混凝土制備完成后進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，而且還要在施工和養(yǎng)護(hù)階段進(jìn)行連續(xù)的性能評(píng)估。通過采用非破壞性檢測(cè)技術(shù)（如超聲波檢測(cè)、地質(zhì)雷達(dá)等），可以在不損害結(jié)構(gòu)的前提下評(píng)估混凝土的密實(shí)性、均勻性和內(nèi)部缺陷。此外，定期抽樣和試驗(yàn)是保障和評(píng)估混凝土長(zhǎng)期性能的重要手段，可以通過提取鉆芯樣本來分析混凝土的耐久性和力學(xué)性能的變化。除此之外，建立一個(gè)包含施工人員、工程師、監(jiān)理和第三方評(píng)估的多方參與的質(zhì)量保證團(tuán)隊(duì)，可進(jìn)一步強(qiáng)化高性能混凝土的應(yīng)用質(zhì)量控制。通過培訓(xùn)和認(rèn)證工作人員，確保他們具備相關(guān)的技能和知識(shí)，對(duì)新材料和新技術(shù)能夠正確理解和應(yīng)用，從而提高施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

文章不僅深入剖析了醫(yī)院建筑對(duì)混凝土性能的嚴(yán)苛要求，還詳細(xì)探討了在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展背景下面臨的核心技術(shù)難題和挑戰(zhàn)。通過對(duì)高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)的創(chuàng)新、施工工藝的精細(xì)優(yōu)化以及養(yǎng)護(hù)方法的革新，能夠預(yù)見一個(gè)建筑質(zhì)量和效益同步提升的未來。此外，對(duì)質(zhì)量控制和性能評(píng)估機(jī)制的完善，不僅提高了施工過程的規(guī)范性，還為混凝土的長(zhǎng)期性能穩(wěn)定奠定了基礎(chǔ)。面向未來，高性能混凝土在醫(yī)院建筑施工中的應(yīng)用展示出無限的可能性與潛力。通過對(duì)現(xiàn)有問題的透徹理解與科技進(jìn)步的有效利用，可推動(dòng)建筑行業(yè)走向更高的安全性、可靠性與環(huán)境友好性。這不僅是對(duì)工程技術(shù)的挑戰(zhàn)，更是對(duì)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新能力的考驗(yàn)。期待這些技術(shù)解決方案能夠被廣泛采納，不斷推動(dòng)醫(yī)院建筑施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)向前發(fā)展，以滿足日益增長(zhǎng)的醫(yī)療保健需求，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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[作者簡(jiǎn)介]陳蓉（1990—），女，廣西桂林人，本科，工程師，研究方向：建筑施工。