建筑工程混凝土质量控制与检测研究

马文博

（甘肃第六建设集团股份有限公司，甘肃 兰州 730000）

为避免因混凝土施工质量缺陷导致建筑结构存在耐久性不足、结构裂缝、渗漏、抗震效果差等问题，建筑单位需重视对混凝土施工质量的管控，并合理借助各类技术措施实现对混凝土质量的无损检测或抽样检测。混凝土施工技术在国内建筑工程中发展相对成熟，各类新工艺、新材料和新设备为混凝土质量的提升提供了更多助力，但具体实施过程中依然需要建筑单位结合工程建设需求做好混凝土材料配比、运输、浇筑、养护等相关工作，通过质量控制和检测手段规避质量缺陷。

1 建筑工程混凝土质量影响因素分析

混凝土施工质量主要与所应用的材料质量以及技术方法存在关联，如果混凝土材料与工程建设需求、现场环境不匹配，将导致混凝土建筑性能参数无法满足使用需求，而技术方法主要与人员的操作以及方案的可行性等存在关联，下面进行详细论述。

1.1 材料质量引发的混凝土质量问题

混凝土施工需应用的材料种类、规格、组成相对复杂，不同的组合方式往往会产生不同的施工效果，材料的矿物、化学成分与实际需求存在偏差将导致工程质量出现缺陷。例如，硅酸三钙、铝酸二钙、硅酸二钙等是硅酸盐水泥材料中的主要成分，当硅酸三钙含量较高时，水泥将会展现出更高的强度和更快的硬化速度；当铝酸三钙含量较高时，水泥与水混合时将产生较为剧烈的水化反应，大量热量的产生将导致混凝土结构所受温度应力超限，引发结构裂缝问题。混凝土配比对于成型后混凝土建筑的载荷承受能力、耐久性等具有较大影响，例如水灰比的高低将直接影响混凝土结构的空隙率，而空隙率的高低对于建筑的耐久性和强度具有较大影响。此外，部分材料对于外界环境的侵蚀效果缺乏抵抗能力，更容易出现性能劣化等影响建筑结构可靠性的问题，这需要建筑单位做好材料质量控制工作，改善混凝土结构的强度和耐久等性能。

1.2 施工技术缺陷或方案落实不到位引发的混凝土质量问题

在确认材料质量符合混凝土施工需求后，建筑单位需要组织人员按照技术方案落实混凝土配料、运输、搅拌、浇筑等一系列工作，当施工人员的技能水平存在缺陷或技术方案存在缺陷时，将出现配比错误、拌和时间不足、运输时间控制不到位、浇筑厚度与要求不足等一系列影响混凝土质量的问题，相关问题的出现通常可以借助阶段性混凝土质量检测工作发现，这需要建筑单位做好过程管理工作，确保各项工作得到有效落实。

2 建筑工程混凝土质量控制要点

2.1 混凝土材料质量问题控制措施

2.1.1 混凝土材料水化热问题治理

不同类型的水泥材料在使用时往往会具有不同的凝结硬化效率，如普通硅酸盐水泥具有早强性能，施工人员如果控制不到位，将出现水泥放热过多引发的结构裂缝问题。针对此类问题，建筑单位可以采取降低水泥用量、选用低热水泥、应用25%比例粉煤灰外掺料等方式改善混凝土内部水化反应引发的应力问题。在实际操作时，施工人员可以针对水化热参数进行检测，最终按照220~250 J/g的范围控制胶结材料水化热，在混凝土结构质量符合工程技术要求的情况下，施工人员可以利用大粒径骨料改善骨料级配，实现对水泥用量的控制，有效规避收缩裂缝问题。

2.1.2 碱骨料反应控制

碱骨料反应主要涉及碱骨碳酸盐、碱硅酸盐两类反应，在混凝土施工过程中，混凝土原料中的掺和剂、水泥等材料中的碱性组分能够与骨料中的成分产生化学反应，引发结构开裂、膨胀乃至整体崩溃情况，直接关系到混凝土结构的耐久性。为规避此类问题，建筑单位需要做好骨料选型控制工作，在骨料使用前需通过砂浆棱柱体法等检测技术对其内部参数进行检测确认，特殊情况下可以使用低碱水泥缓解碱骨料反应的影响。

2.1.3 掺和料、外加剂使用措施

混凝土的耐久性、强度等参数以及应用成本可以利用外加剂、掺和剂改善。例如，在维持原有水泥、水含量的基础上，适量增加减水剂能够改善混凝土的流动性；在维持水泥用量和混凝土坍落度等性能不变的情况下，适当增加减水剂能够减少用水量并改善混凝土强度。引气剂的应用对于改善混凝土耐久性具有积极作用，该外加剂能够在混凝土拌和期间生成大量均匀的小气泡，进而提升混凝土的抗冻融等性能参数。相关研究指出，矿物掺和料能够降低混凝土结构裂缝的发生概率，缓解碱骨料反应影响，如粉煤灰的掺入能够改善混凝土施工常见的早期热开裂问题。

2.2 混凝土拌和质量控制

混凝土搅拌可以采取人工和机械两种形式，前者主要包括强制式和自落式两类机械，施工人员需做好时间、顺序、容量相关控制工作，通常需按照出料容量的1.5倍投入干料，投入顺序与投料法有关，如将水、水泥、石、砂等投入仪器搅拌的一次投料法，先搅拌水、水泥、砂，60 s后再投入石子的二次投料法。在拌和期间，施工人员需严格按混凝土配比要求施工，做好材料重量检测控制工作，按照表1所示要求对各材料的计量误差进行控制，并在施工前做好材料配比测试验证工作。

表1 混凝土材料计量结果允许偏差（%）

混凝土搅拌期间，搅拌时间短将影响拌合物的均匀性，时间长将引发混凝土离析等质量缺陷，而且仅仅60 s的搅拌时间差将引发10%~16%的混凝土强度差，具体时间需参考拌和期间的混凝土坍落度、骨料参数、搅拌设备参数等进行控制。常规建筑工程施工期间，混凝土搅拌时间的控制标准详见表2，在实际操作时可以适当在标准基础上延长30~60 s，避免因出现拌和不均匀或离析泌水等问题，具体搅拌时间可以结合现场测试结果控制。

表2 混凝土搅拌时间控制标准

2.3 混凝土运输质量控制

建筑单位需结合拌和点与建筑施工现场的距离合理选择运输工具，如运输距离远、运输量大时可选用混凝土搅拌运输车以及自卸汽车，避免因长距离运输导致混凝土出现离析等质量缺陷，同时也可以在运输期间通过加水搅拌等方式维持混凝土的塌落度等参数。在运输期间，施工人员可以适当采取保温、遮盖等措施避免混凝土水分蒸发或因气温过低而出现水分凝固等问题，对于浇筑前初凝的混凝土则需要按不合格处理。在运输时间控制方面，施工人员应按照表3所示标准，严格按照环境气温检测结果控制运输时间，在无法满足需求的情况下采取运输期间搅拌等应对措施，同时也需要按照表4标准对卸出搅拌机后，不同温度条件下的混凝土材料浇筑完成时间进行控制。

表3 不同气温环境下的混凝土运输时间标准

表4 混凝土自搅拌机卸出并浇筑完成的时间控制标准/min

2.4 混凝土浇筑、捣实质量控制

为避免混凝土浇筑期间出现离析问题，施工人员可以将其自由倾落高度控制在2 m之内，否则需借助串筒、溜槽等辅助混凝土下落，需按照分层浇筑、振捣的方式开展施工，层厚控制标准如表5所示，为避免分层浇筑期间因混凝土初凝引发冷缝问题，施工人员需严格按表6所示标准控制浇筑间隔时间，具体操作时需按照混凝土水泥材料类型、浇筑气温进行控制。

表5 混凝土浇筑层厚标准

表6 混凝土浇筑间隔时间标准

施工缝是混凝土浇筑施工质量控制的关键点，施工人员需结合混凝土初凝时间在便于施工、剪力小的部位设置施工缝，水平施工缝多用于混凝土结构柱。垂直缝则用于混凝土板或梁。在施工缝区域进行混凝土浇筑作业时，施工人员需对混凝土强度进行检测，确认达到1.2 N/mm2级别后对表面软弱混凝土或水泥薄膜等进行清理并冲洗干净，在此基础上涂抹相同组分的水泥砂浆并开展混凝土浇筑、振捣作业。振捣施工人员应结合混凝土厚度开展振捣设备选型工作，如将表面振捣器用于20~30 cm厚度且面积较大的混凝土板结构，将插入式振捣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捣均匀性，并按照均匀交错的方式振捣，待水泥浆出现且振捣期间无气泡时方可停止振捣。

3 建筑工程混凝土质量检测

3.1 射钉抗压强度检测

射钉法检测方法操作简单，能高效完成混凝土抗压强度参数检测工作，但实际操作时容易因监测点无法将射钉贯入导致强度无法检测。建筑单位在应用射钉法检测时需要注意射钉引发的混凝土表面受损问题，避免在混凝土表面与内部质量差异较大的情况下使用该方法，避免因表面层大石子或结构钢筋等引发检测失败问题。

3.2 钻芯检测

钻芯检测多用于混凝土遭受侵蚀、冻害或火灾等异常情况时的检测工作，也可以在施工操作或养护质量缺陷时检测混凝土质量。在检测期间，施工人员需合理选择钻芯点位，一方面需满足钻芯设备运行需求，另一方面也需要选择结构载荷受力校、远离结构钢筋等具有代表性的点位，当与无损检测共同应用时需选择相同点位，提升检测结果的可靠性。钻芯检测技术虽然能够直观、准确地辅助建筑单位掌握混凝土强度相关质量参数，但检测成本、钻芯点修复成本较高，建筑单位通常可以选择超声回弹等无损检测技术对混凝土质量进行检测。

3.3 混凝土结合面超声检测

建筑单位可以利用超声检测技术对混凝土结合面施工质量进行无损检测，主要用于两侧浇筑形成的混凝土接触面结合情况检测，检测人员需在检测前掌握结合面的走向和大致位置，结合被测结合面的范围安装检测仪器，常用的方法主要有斜测法与对测法，工作原理详见图1。在测点布置时，施工人员需确保测试范围将目标点位覆盖，应确保声波经过或不经过结合面两种情况时的测距、倾斜角等参数符合标准，测点间距控制范围在100~300 mm之间，具体操作时需根据结合面外观、结构尺寸等控制。施工人员可以根据测点反馈的主频、波幅、声时相关参数确认结合面质量，特殊情况下可将声波经过结合面时的参数与不经过结合面的参数对比，当前者低于后者时则确认存在异常点。

图1 混凝土结合面超声检测方法

4 结语

综上所述，混凝土质量对于建筑结构稳定性具有较大影响，建筑单位需做好施工原材料质量控制工作，重点从水化热、碱骨料反应方面合理选择材料配比，适当利用外加剂和掺和剂改善混凝土性能和配料成本；在混凝土搅拌、运输、浇筑等施工过程中，建筑单位应结合现场环境做好相关时间参数的控制工作，严格按方案标准开展施工，同时也需要合理应用超声回弹等检测方法核查混凝土施工质量，避免因混凝土质量缺陷影响建筑工程质量。