建筑工程材料檢測和質(zhì)量控制研究

王 瑜 （山西西建集團(tuán)有限公司，山西 運(yùn)城 044000）

建筑工程的質(zhì)量直接關(guān)系到工程的穩(wěn)定性、安全性和壽命，而材料的質(zhì)量是影響建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。因此，建筑工程材料的檢測和質(zhì)量控制是確保工程質(zhì)量的重要步驟。在建筑工程材料檢測方面，不同材料需要不同的檢測方法。鋼筋材料的檢測通常涉及尺寸、化學(xué)成分和力學(xué)性能的測量，而砂石材料的檢測需要粒度分析和強(qiáng)度測試，水泥材料的檢測包括水泥的化學(xué)成分和物理性能的測量，墻體材料的檢測需要檢查墻體的密實(shí)性和抗?jié)B性能，混凝土材料的檢測通常涉及抗壓強(qiáng)度、密實(shí)性、水灰比和收縮變形等方面的測試。為實(shí)現(xiàn)建筑工程材料的質(zhì)量控制，需要采取一系列措施。通過混凝土材料試驗(yàn)檢測和質(zhì)量控制案例分析，將進(jìn)一步展示如何應(yīng)用上述措施來實(shí)現(xiàn)建筑工程材料的質(zhì)量控制，以確保工程的質(zhì)量和安全性。

1 建筑工程材料檢測內(nèi)容

1.1 鋼筋材料檢測

鋼筋作為建筑工程中的重要結(jié)構(gòu)材料，其質(zhì)量直接關(guān)系工程的安全性和穩(wěn)定性。鋼筋材料檢測的目標(biāo)是確保鋼筋的尺寸、化學(xué)成分和力學(xué)性能符合工程設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。首先，鋼筋的尺寸和幾何形狀需要進(jìn)行檢測和測量，包括鋼筋的直徑、長度、彎曲度等幾何特征。這些尺寸必須在規(guī)范允許范圍內(nèi)，以確保鋼筋能夠正確嵌入混凝土結(jié)構(gòu)中，從而保證工程的穩(wěn)定性；其次，進(jìn)行鋼筋的化學(xué)成分分析。不同類型的建筑工程要求不同種類的鋼筋，其化學(xué)成分需要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。通常需要檢測鋼筋中的碳含量、硫含量、磷含量等元素，以確保其質(zhì)量達(dá)標(biāo)[1]；再次，進(jìn)行力學(xué)性能測試。包括抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率和冷彎性能等，這些測試需要使用專業(yè)的試驗(yàn)設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)化的測試方法，以確保鋼筋具有足夠的承載能力和強(qiáng)度，以應(yīng)對工程中的力學(xué)要求。

1.2 砂石材料檢測

砂石材料檢測旨在確保材料符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，以滿足工程的功能和可持續(xù)性需求。首先，砂石材料的顆粒分析是一個重要的檢測步驟，涉及測量和分析砂石顆粒的粒度分布，通常使用篩分試驗(yàn)。通過了解顆粒分布，可以確定材料的級配是否符合規(guī)范要求，從而確保混凝土強(qiáng)度和工程耐久性；其次，砂石材料抗壓強(qiáng)度測試也是關(guān)鍵，將樣品置于試驗(yàn)機(jī)中，施加壓力，以確定其抗壓強(qiáng)度。這項(xiàng)測試有助于評估砂石材料的承載能力，確保能夠滿足工程中的荷載要求。

1.3 水泥材料檢測

水泥是混凝土中的膠結(jié)材料，對混凝土的性能起到?jīng)Q定性作用。在具體檢測中，一是，檢測水泥的稠度和細(xì)度，其決定了水泥與水的反應(yīng)速度和混凝土的初凝時(shí)間；二是，測試水泥的抗壓和抗折強(qiáng)度，其反映了水泥的負(fù)荷承受能力。硫酸鹽抵抗力和堿-骨料反應(yīng)也是重要的檢測指標(biāo)，關(guān)系到混凝土的長期耐久性；最后，確保水泥不含有害雜質(zhì)，如氯離子、鎂離子等，以避免引起混凝土的腐蝕和裂縫。

1.4 墻體材料檢測

墻體材料是建筑工程中的關(guān)鍵組成部分，其質(zhì)量直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性以及防水性能。墻體材料檢測旨在確保材料符合工程設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，以保障工程的質(zhì)量和可持續(xù)性。首先，密實(shí)性檢測，涉及使用密度計(jì)等設(shè)備來測量材料的密度和孔隙率。密實(shí)性是衡量墻體材料強(qiáng)度和穩(wěn)定性的重要因素，因此，需要確保其符合規(guī)范的要求，以保證墻體的安全性；第二，抗?jié)B性能測試。墻體需要具備防水性能，以避免水分滲透和損壞結(jié)構(gòu)。通過模擬水壓力和滲透條件，可以評估墻體材料的抗?jié)B性能，確保其滿足工程需求；第三，強(qiáng)度測試，包括抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度等測試，以評估墻體的承載能力和穩(wěn)定性。強(qiáng)度測試有助于確保墻體能夠承受荷載和外部壓力，從而保障工程安全性。

1.5 混凝土材料檢測

混凝土作為建筑工程中最廣泛使用的材料，其質(zhì)量直接關(guān)系到工程的穩(wěn)固和耐久性。檢測混凝土強(qiáng)度是最基本的要求，包括抗壓強(qiáng)度測試、密實(shí)性測試、水灰比的控制、收縮變形測試。具體為：一，抗壓強(qiáng)度測試。抗壓強(qiáng)度是評估混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一。通過在混凝土樣本上施加壓力，可以測定其抗壓強(qiáng)度，是確保混凝土能夠承受荷載并保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵步驟；二，密實(shí)性測試。密實(shí)性測試涉及測定混凝土樣本的密度和孔隙率。密實(shí)性良好的混凝土更具抗?jié)B性和耐久性，因此需要確保其密實(shí)性符合規(guī)范要求[2]。

2 建筑工程材料質(zhì)量控制措施

2.1 制定細(xì)則，有序開展材料監(jiān)理工作

建筑工程中，材料的質(zhì)量是決定工程質(zhì)量和安全的關(guān)鍵因素。為確保每一批次的建筑材料都滿足工程質(zhì)量要求，有序、系統(tǒng)地進(jìn)行材料監(jiān)理工作至關(guān)重要。首先，制定材料監(jiān)理細(xì)則是為了確保監(jiān)理工作的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。細(xì)則應(yīng)明確監(jiān)理的職責(zé)、權(quán)限、流程和標(biāo)準(zhǔn)，從而確保所有材料均按照既定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測和使用；其次，細(xì)則還應(yīng)規(guī)定對于不合格材料的處理方法和責(zé)任追究機(jī)制。這可以大大降低不合格材料被使用的風(fēng)險(xiǎn)，保障工程質(zhì)量和安全。

2.2 規(guī)范建筑材料取樣過程

建筑材料取樣是評估材料質(zhì)量的首要步驟，只有確保取樣的準(zhǔn)確性和代表性，后續(xù)的材料測試才能真實(shí)反映材料的性質(zhì)與質(zhì)量。因此，規(guī)范取樣過程顯得尤為重要，具體內(nèi)容如下:一，取樣工具與方法的選擇。應(yīng)根據(jù)不同材料的特性，選擇合適的取樣工具，確保取樣的完整性和材料不受污染。例如，取水泥樣品時(shí)，應(yīng)使用不吸水的工具以避免水分變化；二，取樣位置與數(shù)量。取樣應(yīng)從不同位置、不同批次的材料中進(jìn)行，以確保樣品具有代表性。同時(shí)，取樣的數(shù)量應(yīng)滿足后續(xù)測試的需求，而不僅僅是滿足最低標(biāo)準(zhǔn)；三，樣品標(biāo)識與記錄。每個樣品都應(yīng)有明確的標(biāo)識，包括取樣日期、地點(diǎn)、批次等信息。取樣后，樣品應(yīng)存放在適宜的條件下，避免在運(yùn)輸過程中受到擠壓、摩擦或其他因素的影響。

2.3 強(qiáng)化檢測環(huán)境控制

建筑材料質(zhì)量檢測中，除了確保取樣的準(zhǔn)確性外，控制檢測環(huán)境也是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。不同的建筑材料在不同的環(huán)境條件下，其性質(zhì)可能會受到顯著影響。因此，為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，必須強(qiáng)化對檢測環(huán)境的控制。首先，溫度的控制。大多數(shù)建筑材料的性質(zhì)都會隨著溫度的變化而變化。因此，檢測室應(yīng)安裝溫度控制設(shè)備，確保在檢測過程中溫度穩(wěn)定。同時(shí)，材料在存儲和運(yùn)輸過程中也應(yīng)保持在適宜的溫度范圍內(nèi)；其次，濕度控制。某些材料，如水泥和混凝土，其性質(zhì)會受到濕度的影響。為此，檢測室應(yīng)配備濕度調(diào)節(jié)設(shè)備，確保濕度在適當(dāng)范圍[3]。

3 建筑工程混凝土材料試驗(yàn)檢測和質(zhì)量控制案例分析

3.1 混凝土材料試驗(yàn)檢測

3.1.1 混凝土抗壓強(qiáng)度

混凝土抗壓強(qiáng)度是衡量其質(zhì)量的關(guān)鍵性能指標(biāo)，對于工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性具有決定性作用。抗壓強(qiáng)度指混凝土在受到壓縮荷載作用時(shí)所能承受的最大應(yīng)力，是混凝土質(zhì)量控制的核心內(nèi)容，水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，見表1。

表1 基于不同配合比的混凝土28d抗壓強(qiáng)度的檢測數(shù)據(jù)

由表1 可以看出，隨著水灰比的增加（從0.45 增加到0.55），混凝土抗壓強(qiáng)度逐漸減小。這是因?yàn)樵黾铀謺?dǎo)致水泥凝結(jié)時(shí)形成的孔隙增多，影響結(jié)構(gòu)緊密度。不同的水泥種類對混凝土的強(qiáng)度有明顯的影響。例如，使用P·O 52.5 水泥的混凝土，其28d 抗壓強(qiáng)度較P·O 42.5的要高。

石子粒徑也是一個重要的變量。大粒徑石子在混凝土中可以更好地與水泥漿體結(jié)合，從而增強(qiáng)混凝土的抗壓性能。序號4 與序號1 的比較即可見此影響。綜合上述數(shù)據(jù)，對于設(shè)計(jì)和施工單位而言，選擇適當(dāng)?shù)幕炷僚浜媳纫约霸牧项愋惋@得尤為重要，會直接影響結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性和耐久性。

3.1.2 混凝土密實(shí)性

混凝土密實(shí)性是指混凝土中的固體骨料、水泥骨料和水三者所充填的體積與混凝土總體積的比值。高密實(shí)性的混凝土一般具有良好的力學(xué)性能、耐久性和抗?jié)B性，是衡量混凝土施工質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。混凝土的密實(shí)性可以通過聲波速度、孔隙率和重度等方法進(jìn)行檢測。其中，聲波速度法是最常用的非破壞性檢測方法。聲波在混凝土中的傳播速度與混凝土的密度、彈性模量和骨料的類型有關(guān)，因此，可以通過測量聲波速度來評價(jià)混凝土的密實(shí)性。常見的檢測方法如下：一，重度法。該方法是通過測量混凝土單位體積的重度來估算其密實(shí)性。高密實(shí)性的混凝土其重度一般較大；二，孔隙率法。通過測定混凝土的總體積和實(shí)際固體體積之差，計(jì)算出孔隙率，孔隙率小，表示混凝土更加密實(shí)；三，超聲波檢測法。通過測量超聲波在混凝土中的傳播速度，間接評價(jià)混凝土的密實(shí)性。聲波在密實(shí)的介質(zhì)中傳播速度較快。混凝土密實(shí)性是評價(jià)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要指標(biāo)，高密實(shí)性可以確保混凝土具有優(yōu)越的力學(xué)性能和耐久性，延長其使用壽命[4]。

3.2 混凝土質(zhì)量控制

3.2.1 水灰比控制

水灰比是混凝土配合比中的一個重要參數(shù)，其表示混凝土中的水量與水泥量的比值。水灰比直接影響混凝土的工作性、強(qiáng)度和耐久性，因此在混凝土的生產(chǎn)和施工中，對水灰比的控制尤為關(guān)鍵。如表2 所示，在抗壓強(qiáng)度上：隨著水灰比的增加，混凝土28d 抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢。這是因?yàn)楦咚冶葧黾踊炷林锌紫兜臄?shù)量，從而降低其強(qiáng)度。在孔隙率上：水灰比與孔隙率之間存在正相關(guān)關(guān)系。孔隙率增加會導(dǎo)致混凝土的抗?jié)B性、耐久性降低。在流動性上：水灰比越大，混凝土的流動性越好，這對于某些特殊工況如高層泵送可能是有益的，但過高的流動性也會導(dǎo)致混凝土分層、出水等問題[5]。

表2 不同水灰比下混凝土28d抗壓強(qiáng)度

3.2.2 控制混凝土的收縮變形

混凝土的收縮變形主要源于其內(nèi)部水分的蒸發(fā)、水泥與水的水化反應(yīng)以及內(nèi)部化學(xué)過程所帶來的體積變化。這種體積減小的行為，如果未得到適當(dāng)控制，很容易導(dǎo)致裂縫形成，從而影響結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和耐久性。為控制混凝土的收縮，工程師們采取了一系列措施。首先，通過優(yōu)化混凝土的配合比，例如，調(diào)整水灰比或加入特定的礦物添加劑和化學(xué)外加劑，可以明顯減少收縮的可能性；其次，在混凝土澆筑后的初期養(yǎng)護(hù)階段，保持混凝土濕潤，避免其過早失水至關(guān)重要。其主要通過噴水、覆蓋濕布或使用具有保濕性的養(yǎng)護(hù)劑來實(shí)現(xiàn)。此外，正確的施工方法，如適當(dāng)?shù)臐仓记珊驼駬v方式，能夠確保混凝土內(nèi)部的均勻性，從而降低裂縫發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。在某些特定場景，例如預(yù)制部件或大跨度結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)或預(yù)張拉也會被采用，以預(yù)先引入應(yīng)力來對抗混凝土內(nèi)部的收縮應(yīng)力。

4 結(jié)語

隨著建筑科技的進(jìn)步，對作為建筑材料的混凝土的要求也日益提高。不僅僅是混凝土本身的性質(zhì)，其在施工和后期使用中的表現(xiàn)也都受到了廣大工程師和研究者的密切關(guān)注。從混凝土的基本性質(zhì)檢測，到對其在施工中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)防，每一個環(huán)節(jié)都顯得尤為關(guān)鍵。特別是混凝土的收縮變形，如何控制這一常見但可能造成嚴(yán)重問題的現(xiàn)象，成為一個重要話題。本文從多個維度對此進(jìn)行了深入探討，并提供了多種實(shí)際應(yīng)用中的解決方案。希望通過這些研究，為工程實(shí)踐提供有益參考，確保建筑工程的持久穩(wěn)固和安全。