建筑工地混凝土試驗室建設要點探討

姚宇飛 譚 戀

華新混凝土（武漢）有限公司 湖北 武漢 430080

預拌混凝土行業數十年快速發展，為我國經濟社會發展奠定了良好的物質基礎，然而，高速發展下的隱憂一直未曾消除。混凝土施工過程中隨意加水、澆筑無序、振搗無章、拆模過早、提前上荷載、養護不足等違規亂像屢見不鮮。“混凝土質量掌握在農民工手里”[1]已然是事實，由此產生的質量風險卻讓混凝土生產企業承擔。

獲得好的混凝土性能，混凝土配制與生產固然重要，澆筑、振搗密實和養護同樣重要[2]。隨著預拌混凝土行業邁向高質量發展的步伐卻越來越快，針對預拌混凝土施工過程中的種種亂象，行業呼吁建議組建“懂混凝土”的專業混凝土施工隊伍，但同時應配套建立起專業化、規范化、智能化的工地混凝土試驗室。

工地混凝土試驗室負責預拌混凝土施工過程技術事宜，如施工方案編制、施工前檢查、交貨驗收、輸送、澆筑、振搗、養護、實體質量監控等工作。工地試驗室可采用智能取樣成型設備、小型養護設備、智能檢測設備等措施減少人員勞動強度，建立完善的試驗室管理制度，保證檢驗結果準確。本文通過對以上幾個方面對工地混凝土試驗室的建設要點進行論述，以期為預拌混凝土行業高質量發展提供一些參考。

1 施工前階段

工地混凝土試驗室應根據標的建筑的設計要求和施工要求，編制相應的混凝土施工方案。工地試驗室應評估各類施工施工部位（如墊層、底板、墻柱、樓板、屋面、路面、箱梁）的施工要求（如溫升控制、防滲漏、防裂、抗裂、防輻射等），以確定各類混凝土的共性要求和特性需求。然后與預拌混凝土生產供應商做好相應的技術交底（原材料要求、配合比參數、骨料最大粒徑、工作性能保持時間等），并及時總結歸檔相應的技術資料，為下一次施工或者下一個項目做技術儲備。

在每一次施工之前，工地試驗室應聯合其他部門對施工作業面進行檢查，特別是模板支護檢查、模板密封情況檢查、鋼筋保護層厚度檢查；檢查生產企業準備情況；惡劣天氣、交通管制情況下應急預案準備情況。待準備工作完成后，才能開始預拌混凝土施工。

2 施工階段

2.1 交貨驗收

在預拌混凝土進入施工現場時，工地試驗室應及時接收預拌混凝土供應商提供的質量證明書，首先確認供貨的強度等級與當前施工要求的一致性。在供方、需方和監理三方見證的情況下，開展預拌混凝土交貨驗收工作。交貨驗收主要工作內容包括混凝土工作性能檢查、混凝土試塊成型及其他必要的混凝土性能檢測。為保證供應混凝土的質量，試驗室可以采用“單位用水量測定儀”等設備定期抽查混凝土拌合物的含氣量、含水量，繼而估算進場混凝土的配合比，比對其與供方提供的配合比誤差情況。在未來，試驗室可以采用“微波法”等先進的測量方法，對進場混凝土進行逐車檢查，監控其含水量和表觀密度的變化[3]，通過信息化管理系統，實時計算進場混凝土配合比，比對誤差情況，進而可以實時監控預拌混凝土供應質量。

混凝土試塊成型是交貨驗收過程中勞動量最大、耗時較長的部分，而混凝土試塊成型質量直接影響混凝土強度的評定。試驗室可以采用小型化、智能化的移動型混凝土取樣成型設備，這類設備應能夠實時記錄交貨驗收取樣信息（取樣編號、強度等級、工程部位、取樣時間、天氣情況、拌合物性能等），并實時上傳至試驗室信息管理系統，建立混凝土取樣臺賬。采用智能化取樣設備，能減輕人員勞動強度，亦能減少惡劣（夜晚、嚴寒、大雨等）工況下人工取樣可能帶來的生產安全風險，混凝土取樣選擇更加靈活，也更具代表性，同時混凝土成型質量也更有保證。

2.2 輸送、澆筑、振搗

在常規混凝土施工過程中，除底板等大體積混凝土會使用溜槽、溜管等方式輸送至澆筑面外，多數預拌混凝土采用泵送方式進行施工。工地試驗室應參與混凝土泵管方案的設計和安裝，并根據施工中可能出現泵送難點，優化混凝土性能要求。在施工前，試驗室應重點檢查泵管的清潔程度、密封程度及厚度，如有異常，應及時處理。在交貨驗收時，根據混凝土拌合物性能檢測結果，判斷混凝土的可泵性和易泵性。對于經過現場調整后使用的混凝土，應及時與相關人員進行施工交底，全程跟蹤施工過程，確保施工質量。對于高強/超高強混凝土和超高層混凝土泵送，應全程監控其泵送過程，特別是其泵送損失情況，以便及時調整混凝土相關性能。

在施工過程中，應嚴格按照施工工序進行澆筑，如在墻柱與樓板澆筑轉換的過程中，應注意混凝土強度等級的變化，避免出現混凝土澆筑出錯的情況。在澆筑作業面，應及時進行混凝土拌合物性能檢測和成型相應的混凝土試塊，以此評估混凝土泵送前后性能變化情況、拆模時間的確定及同條件試塊強度。混凝土泵送過程中，由于空氣進入、泵壓下氣泡聚并等原因，混凝土的含氣量增加[4]。因此，澆筑后及時振搗是使混凝土再密實化，保證結構質量的重要措施。根據混凝土結構特點，選擇合適的振搗設備或者振搗方式。例如，在樓板振搗時，由于板面厚度很薄（一般在100mm左右），可將插入式振搗棒平躺振搗，擴大振搗面積，提高效率，而不是直接插入，進而對模板密封程度和鋼筋保護層造成影響。試驗室應對混凝土振搗情況進行評估，避免結構出現漏振、欠振、過振的情況。隨著科學技術的發展，可以通過讓工人身著可穿戴式設備與振搗設備連接，繼而對混凝土振搗情況進行可視化監控[5]。相關混凝土振搗情況可以導入試驗室信息管理系統，方便后期質量追溯。混凝土澆筑振搗完成后，應及時收面、抹面，覆蓋薄膜，開始養護。

3 施工后階段

3.1 混凝土結構養護

澆筑施工完成后，及時進行養護是混凝土結構獲得良好的力學性能及耐久性能的必要條件。現澆混凝土結構應在澆筑、振搗、收面、拆模前后等全過程中采取混凝土養護措施，一般而言，重點養護過程是在混凝土結構澆筑、振搗之后。按照一般施工程序，預拌混凝土生產企業在澆筑完成后，其派駐人員基本撤場，后續混凝土結構養護工作應由施工方承擔。然而施工方由于人員、成本、施工進度等種種原因，混凝土結構的養護工作未能有效落實，導致各類質量糾紛、事故屢屢出現，與生產企業相互扯皮不清。

建立專業化的工地混凝土試驗室，重點工作就是制定混凝土結構養護制度，并監督落實。工地試驗室應根據混凝土結構類型及特點（墻、柱、板等）、混凝土性能需求、施工環境條件（冬季、夏季、大風等）、混凝土材料組成，確定混凝土養護工藝，并做好各項準備工作。對于大體積混凝土、冬季施工混凝土、大風天氣下失水較快的結構，試驗室應專門擬定專門的養護技術方案，并跟蹤落實。試驗室應對不同養護時期（初期（澆筑開始到初凝）、中期（初凝到終凝）、后期（終凝之后））、不同養護措施（噴淋/霧、蓄水、蓋布/被）、不同養護材料（養護液、塑料薄膜、節水保濕養護膜等）的養護效果進行評估，形成相應的養護措施，并且與工程施工進度等相匹配，保證混凝土結構養護工作切實有效。試驗室在每次混凝土施工后，應及時填寫養護開始/結束時間，采用的養護措施和養護材料，養護效果評價等資料，形成混凝土結構養護日志。

3.2 實體結構質量監控

在混凝土澆筑施工結束后，成型的混凝土試塊應及時進行拆模，并根據試驗目的分別進行標準養護、拆模養護、同條件養護，養護至規定齡期時，及時進行破型試驗，并建立混凝土強度臺賬。根據拆模強度評估模板拆除時間及跟進的養護措施。根據標準養護的試塊強度與同條件養護的差別，初步評估實體結構質量風險水平。試驗室宜準備普通回彈儀（早齡期混凝土、低標號混凝土）和高強回彈儀（長齡期混凝土、高標號混凝土），定期回彈實體結構強度，并建立混凝土回彈強度臺賬，分析評估結構質量風險程度。試驗室應定期檢查和記錄結構外觀質量和質量缺陷情況，如有外觀異常及時進行處理。試驗室應為混凝土實體結構驗收提供必要的技術支持及相應的施工資料。

4 試驗室管理

工地試驗室以服務施工建設為主，工地混凝土試驗室主要任務是檢測預拌混凝土相關性能、監督混凝土澆筑、振搗、養護。工地混凝土試驗室是保證混凝土結構質量的核心機構，可以實時了解混凝土結構質量情況，應持續性地加強建設與管理。因此，工地混凝土試驗室的功能室主要包括混凝土成型室、靜養室、標準養護室、力學性能檢測室等，在條件允許的條件下，可以設置一定面積的同條件養護區。試驗室區域應相對獨立，宜靠近施工位置，地面進行相應的硬化處理；試驗室功能分區應合理布置，干濕分離，方便試驗操作。

根據施工總量等實際情況，合理選擇試驗室設備，應符合小型化、智能化、移動化、高可靠的特點。例如，混凝土標養室的面積一般小于預拌混凝土生產企業的，相應的養護設備可拆卸易安裝。混凝土壓力機宜為一體化形式，宜安裝移動裝置，方便轉移。試驗設備應定期檢定校準，使用和維護應有記錄。試驗區域環境應按相應規范要求進行控制，定時檢查和記錄，例如混凝土成型室溫度應控制在20℃±5℃之間，濕度控制在50%RH以上。

工地混凝土試驗室定期對預拌混凝土供應商進行檢查，評估其質量管理體系運行情況，并就施工遇到的問題進行技術交底，溝通后續混凝土施工采取的質量措施。試驗室應定期統計分析交貨驗收混凝土的拌合物性能、試塊強度等，編制混凝土強度評定報告，以此評估混凝土生產企業生產控制水平，作為供應商評價的依據。建筑企業應積極采信試驗室的檢測結果，以此評估結構施工質量情況，避免第三方檢測結果滯后、失真等情況造成的不利影響。

工地混凝土試驗室應建立完善的資料管理制度，試驗室管理體系文件、人員檔案、試驗設備運行記錄、交貨驗收臺賬、（澆筑、振搗、養護）施工日志、實體結構回彈記錄、實體結構質量檢查表、供應商技術文件（混凝土質量保證書、定期質量檢查記錄、供應商評價表等）等資料應分類進行歸檔。試驗室應使用信息化管理手段，使相關資料形成電子文檔，便于長期保存。在未來，試驗室資料管理體系可以與混凝土生產企業的資料管理體系相互對應，建立混凝土從原材料→結構全過程質量可追溯體系，而相關數據可以作為BIM系統的底層數據，為建筑后續的樓宇智能管理和未來建筑設計提供技術支撐。

5 碳資產管理

在“雙碳”戰略背景下，混凝土擁有“吃渣吞廢”的性能，蘊含著巨大的節能減排即低碳的潛力。“低碳混凝土”可以充分發揮混凝土材料在工程建設領域中低碳和減碳的作用，有效消納工業固廢與建筑垃圾，推動各行業綠色可持續發展[6]。因此，當前建筑施工中宜優先選擇綠色建材產品，而預拌混凝土是很好的“負碳”產品，工地混凝土試驗室應加強對低碳混凝土的評估，為建筑企業碳資產管理奠定基礎。

推進結構裝飾一體化施工，減少二次施工的數量；在泵送施工過程中，使用電力驅動的泵送設備；施工過程中產生的廢渣、廢漿、廢水等，試驗室產生廢棄試塊等，采用合理措施（回填、制作路緣石、透水路面、擋土設施等）處理，減少外運處理或排放；加強雨水、污水回收處理，用于混凝土結構養護等；嚴格認真施工，保證結構質量，以減少后期結構運行和維護成本，以上等等，均是減少建筑物碳足跡的有效措施。預拌混凝土從拌合物→實體結構的過程中，碳排放和碳匯集的途徑和變化情況，工地混凝土試驗室應實時收集、計算和分析，形成清晰明了的碳足跡報告，為建筑企業的碳資產核算及后續的碳權交易提供有力的支撐。

6 結語

上道工序對下道工序負責，混凝土施工質量直接關系到建筑物的安全和使用功能。建立預拌混凝土施工專業隊伍，并配套建立專業化智能化的工地混凝土試驗室，是行業高質量發展的時代要求。

（1）工地混凝土試驗室應根據建筑設計要求和施工方案，細化混凝土性能要求和注意事項。在每次施工前做好檢查和準備工作。

（2）交貨驗收是對預拌混凝土供需雙方的權利與義務的共同約束，應嚴格執行；交貨驗收的內容根據實際施工情況進行確定。試驗室應積極采用智能化先進的試驗設備，提高試驗結果的可靠性。

（3）試驗室應對預拌混凝土輸送、澆筑、振搗、收面、養護、實體結構等全過程進行監控，建立質量可追溯體系，保證實體結構實時受控。

（4）試驗室應建立完善的質量管理體系，使相應的資料數據化，為后續后續樓宇智能化管理和未來建筑設計提供底層數據支撐。

（5）“雙碳”背景下，作為綠色建筑的基礎，綠色建材受到越來越多的關注，綠色低碳混凝土是其中的核心。工地混凝土試驗室將在建筑企業的碳資產管理方面發揮著重要作用。