建筑工程混凝土質量控制與檢測研究

馬文博

（甘肅第六建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

為避免因混凝土施工質量缺陷導致建筑結構存在耐久性不足、結構裂縫、滲漏、抗震效果差等問題，建筑單位需重視對混凝土施工質量的管控，并合理借助各類技術措施實現對混凝土質量的無損檢測或抽樣檢測。混凝土施工技術在國內建筑工程中發展相對成熟，各類新工藝、新材料和新設備為混凝土質量的提升提供了更多助力，但具體實施過程中依然需要建筑單位結合工程建設需求做好混凝土材料配比、運輸、澆筑、養護等相關工作，通過質量控制和檢測手段規避質量缺陷。

1 建筑工程混凝土質量影響因素分析

混凝土施工質量主要與所應用的材料質量以及技術方法存在關聯，如果混凝土材料與工程建設需求、現場環境不匹配，將導致混凝土建筑性能參數無法滿足使用需求，而技術方法主要與人員的操作以及方案的可行性等存在關聯，下面進行詳細論述。

1.1 材料質量引發的混凝土質量問題

混凝土施工需應用的材料種類、規格、組成相對復雜，不同的組合方式往往會產生不同的施工效果，材料的礦物、化學成分與實際需求存在偏差將導致工程質量出現缺陷。例如，硅酸三鈣、鋁酸二鈣、硅酸二鈣等是硅酸鹽水泥材料中的主要成分，當硅酸三鈣含量較高時，水泥將會展現出更高的強度和更快的硬化速度；當鋁酸三鈣含量較高時，水泥與水混合時將產生較為劇烈的水化反應，大量熱量的產生將導致混凝土結構所受溫度應力超限，引發結構裂縫問題。混凝土配比對于成型后混凝土建筑的載荷承受能力、耐久性等具有較大影響，例如水灰比的高低將直接影響混凝土結構的空隙率，而空隙率的高低對于建筑的耐久性和強度具有較大影響。此外，部分材料對于外界環境的侵蝕效果缺乏抵抗能力，更容易出現性能劣化等影響建筑結構可靠性的問題，這需要建筑單位做好材料質量控制工作，改善混凝土結構的強度和耐久等性能。

1.2 施工技術缺陷或方案落實不到位引發的混凝土質量問題

在確認材料質量符合混凝土施工需求后，建筑單位需要組織人員按照技術方案落實混凝土配料、運輸、攪拌、澆筑等一系列工作，當施工人員的技能水平存在缺陷或技術方案存在缺陷時，將出現配比錯誤、拌和時間不足、運輸時間控制不到位、澆筑厚度與要求不足等一系列影響混凝土質量的問題，相關問題的出現通常可以借助階段性混凝土質量檢測工作發現，這需要建筑單位做好過程管理工作，確保各項工作得到有效落實。

2 建筑工程混凝土質量控制要點

2.1 混凝土材料質量問題控制措施

2.1.1 混凝土材料水化熱問題治理

不同類型的水泥材料在使用時往往會具有不同的凝結硬化效率，如普通硅酸鹽水泥具有早強性能，施工人員如果控制不到位，將出現水泥放熱過多引發的結構裂縫問題。針對此類問題，建筑單位可以采取降低水泥用量、選用低熱水泥、應用25%比例粉煤灰外摻料等方式改善混凝土內部水化反應引發的應力問題。在實際操作時，施工人員可以針對水化熱參數進行檢測，最終按照220~250 J/g的范圍控制膠結材料水化熱，在混凝土結構質量符合工程技術要求的情況下，施工人員可以利用大粒徑骨料改善骨料級配，實現對水泥用量的控制，有效規避收縮裂縫問題。

2.1.2 堿骨料反應控制

堿骨料反應主要涉及堿骨碳酸鹽、堿硅酸鹽兩類反應，在混凝土施工過程中，混凝土原料中的摻和劑、水泥等材料中的堿性組分能夠與骨料中的成分產生化學反應，引發結構開裂、膨脹乃至整體崩潰情況，直接關系到混凝土結構的耐久性。為規避此類問題，建筑單位需要做好骨料選型控制工作，在骨料使用前需通過砂漿棱柱體法等檢測技術對其內部參數進行檢測確認，特殊情況下可以使用低堿水泥緩解堿骨料反應的影響。

2.1.3 摻和料、外加劑使用措施

混凝土的耐久性、強度等參數以及應用成本可以利用外加劑、摻和劑改善。例如，在維持原有水泥、水含量的基礎上，適量增加減水劑能夠改善混凝土的流動性；在維持水泥用量和混凝土坍落度等性能不變的情況下，適當增加減水劑能夠減少用水量并改善混凝土強度。引氣劑的應用對于改善混凝土耐久性具有積極作用，該外加劑能夠在混凝土拌和期間生成大量均勻的小氣泡，進而提升混凝土的抗凍融等性能參數。相關研究指出，礦物摻和料能夠降低混凝土結構裂縫的發生概率，緩解堿骨料反應影響，如粉煤灰的摻入能夠改善混凝土施工常見的早期熱開裂問題。

2.2 混凝土拌和質量控制

混凝土攪拌可以采取人工和機械兩種形式，前者主要包括強制式和自落式兩類機械，施工人員需做好時間、順序、容量相關控制工作，通常需按照出料容量的1.5倍投入干料，投入順序與投料法有關，如將水、水泥、石、砂等投入儀器攪拌的一次投料法，先攪拌水、水泥、砂，60 s后再投入石子的二次投料法。在拌和期間，施工人員需嚴格按混凝土配比要求施工，做好材料重量檢測控制工作，按照表1所示要求對各材料的計量誤差進行控制，并在施工前做好材料配比測試驗證工作。

表1 混凝土材料計量結果允許偏差（%）

混凝土攪拌期間，攪拌時間短將影響拌合物的均勻性，時間長將引發混凝土離析等質量缺陷，而且僅僅60 s的攪拌時間差將引發10%~16%的混凝土強度差，具體時間需參考拌和期間的混凝土坍落度、骨料參數、攪拌設備參數等進行控制。常規建筑工程施工期間，混凝土攪拌時間的控制標準詳見表2，在實際操作時可以適當在標準基礎上延長30~60 s，避免因出現拌和不均勻或離析泌水等問題，具體攪拌時間可以結合現場測試結果控制。

表2 混凝土攪拌時間控制標準

2.3 混凝土運輸質量控制

建筑單位需結合拌和點與建筑施工現場的距離合理選擇運輸工具，如運輸距離遠、運輸量大時可選用混凝土攪拌運輸車以及自卸汽車，避免因長距離運輸導致混凝土出現離析等質量缺陷，同時也可以在運輸期間通過加水攪拌等方式維持混凝土的塌落度等參數。在運輸期間，施工人員可以適當采取保溫、遮蓋等措施避免混凝土水分蒸發或因氣溫過低而出現水分凝固等問題，對于澆筑前初凝的混凝土則需要按不合格處理。在運輸時間控制方面，施工人員應按照表3所示標準，嚴格按照環境氣溫檢測結果控制運輸時間，在無法滿足需求的情況下采取運輸期間攪拌等應對措施，同時也需要按照表4標準對卸出攪拌機后，不同溫度條件下的混凝土材料澆筑完成時間進行控制。

表3 不同氣溫環境下的混凝土運輸時間標準

表4 混凝土自攪拌機卸出并澆筑完成的時間控制標準/min

2.4 混凝土澆筑、搗實質量控制

為避免混凝土澆筑期間出現離析問題，施工人員可以將其自由傾落高度控制在2 m之內，否則需借助串筒、溜槽等輔助混凝土下落，需按照分層澆筑、振搗的方式開展施工，層厚控制標準如表5所示，為避免分層澆筑期間因混凝土初凝引發冷縫問題，施工人員需嚴格按表6所示標準控制澆筑間隔時間，具體操作時需按照混凝土水泥材料類型、澆筑氣溫進行控制。

表5 混凝土澆筑層厚標準

表6 混凝土澆筑間隔時間標準

施工縫是混凝土澆筑施工質量控制的關鍵點，施工人員需結合混凝土初凝時間在便于施工、剪力小的部位設置施工縫，水平施工縫多用于混凝土結構柱。垂直縫則用于混凝土板或梁。在施工縫區域進行混凝土澆筑作業時，施工人員需對混凝土強度進行檢測，確認達到1.2 N/mm2級別后對表面軟弱混凝土或水泥薄膜等進行清理并沖洗干凈，在此基礎上涂抹相同組分的水泥砂漿并開展混凝土澆筑、振搗作業。振搗施工人員應結合混凝土厚度開展振搗設備選型工作，如將表面振搗器用于20~30 cm厚度且面積較大的混凝土板結構，將插入式振搗器用于厚度大或垂直深度大且尺寸小的混凝土，需按照快插慢拔的方式提升振搗均勻性，并按照均勻交錯的方式振搗，待水泥漿出現且振搗期間無氣泡時方可停止振搗。

3 建筑工程混凝土質量檢測

3.1 射釘抗壓強度檢測

射釘法檢測方法操作簡單，能高效完成混凝土抗壓強度參數檢測工作，但實際操作時容易因監測點無法將射釘貫入導致強度無法檢測。建筑單位在應用射釘法檢測時需要注意射釘引發的混凝土表面受損問題，避免在混凝土表面與內部質量差異較大的情況下使用該方法，避免因表面層大石子或結構鋼筋等引發檢測失敗問題。

3.2 鉆芯檢測

鉆芯檢測多用于混凝土遭受侵蝕、凍害或火災等異常情況時的檢測工作，也可以在施工操作或養護質量缺陷時檢測混凝土質量。在檢測期間，施工人員需合理選擇鉆芯點位，一方面需滿足鉆芯設備運行需求，另一方面也需要選擇結構載荷受力校、遠離結構鋼筋等具有代表性的點位，當與無損檢測共同應用時需選擇相同點位，提升檢測結果的可靠性。鉆芯檢測技術雖然能夠直觀、準確地輔助建筑單位掌握混凝土強度相關質量參數，但檢測成本、鉆芯點修復成本較高，建筑單位通常可以選擇超聲回彈等無損檢測技術對混凝土質量進行檢測。

3.3 混凝土結合面超聲檢測

建筑單位可以利用超聲檢測技術對混凝土結合面施工質量進行無損檢測，主要用于兩側澆筑形成的混凝土接觸面結合情況檢測，檢測人員需在檢測前掌握結合面的走向和大致位置，結合被測結合面的范圍安裝檢測儀器，常用的方法主要有斜測法與對測法，工作原理詳見圖1。在測點布置時，施工人員需確保測試范圍將目標點位覆蓋，應確保聲波經過或不經過結合面兩種情況時的測距、傾斜角等參數符合標準，測點間距控制范圍在100~300 mm之間，具體操作時需根據結合面外觀、結構尺寸等控制。施工人員可以根據測點反饋的主頻、波幅、聲時相關參數確認結合面質量，特殊情況下可將聲波經過結合面時的參數與不經過結合面的參數對比，當前者低于后者時則確認存在異常點。

圖1 混凝土結合面超聲檢測方法

4 結語

綜上所述，混凝土質量對于建筑結構穩定性具有較大影響，建筑單位需做好施工原材料質量控制工作，重點從水化熱、堿骨料反應方面合理選擇材料配比，適當利用外加劑和摻和劑改善混凝土性能和配料成本；在混凝土攪拌、運輸、澆筑等施工過程中，建筑單位應結合現場環境做好相關時間參數的控制工作，嚴格按方案標準開展施工，同時也需要合理應用超聲回彈等檢測方法核查混凝土施工質量，避免因混凝土質量缺陷影響建筑工程質量。