混凝土材料性能检测质量控制探讨.pdf

工程设备与材料 1182023 年 第 12 期 总第 140 期 工程技术研究摘要：文章以混凝土材料性能检测为切入点，叙述了混凝土材料的性能检测项目、常用检测技术类型与操作要点。随后剖析多项因素对混凝土材料性能检测结果造成的具体影响，找准问题症结，针对性地提出质量控制措施。以期推动混凝土材料性能检测体系朝规范化、标准化方向发展，优化检测方案，掌握混凝土材料质量情况，避免施工材料劣质而出现质量安全问题。关键词：混凝土材料性能；强度检测；混凝土试件；抗压强度；抗腐蚀性检测Abstract:Taking the performance testing of concrete materials as the starting point,the performance testing items,commonly used testing technology types and operation points of concrete materials are described.Then,the specific influence of many factors on the performance testing results of concrete materials is analyzed to identify the root cause of the problems and put forward targeted quality control measures,hoping to promote the development of concrete material performance testing system in the direction of standardization,optimize the testing scheme,master the quality of concrete materials,and avoid the quality and safety problems caused by the poor quality of construction materials.Key Words:concrete material performance;strength testing;concrete specimen;compressive strength;corrosion resistance testing分类号：TU755.7混凝土材料是重要的工程材料，当前在建筑工程、水利工程、道路桥梁工程等多类建设工程中得到了广泛应用，材料性能与工程建设质量密切相关。然而，混凝土材料性能检测质量控制探讨姚飞燕中交第二航务工程局有限公司第五工程分公司，湖北 武汉 430014Discussion on Quality Control of Concrete Material Performance TestingYAO FeiyanCCCC.Second Harbor Engineering Co.,Ltd No.5 Branch,Wuhan 430014,Hubei,China038.DOI:10.19537/ki.2096-2789.2023.12.传统的混凝土检测技术体系存在检测项目单一、检测方法落后等问题，检测结果与材料性能存在差异，导致工程建设期间存在劣质材料，从而引发混凝土泌水、蜂窝麻面、分层离析等问题。创新优化混凝土材料性能检测体系是建设高品质工程项目的关键。1 混凝土材料性能检测内容与操作要点1.1 和易性检测（1）坍落度试验。此项技术适用于检测骨料粒径不超过 40 mm 的混凝土，遵循混凝土坍落度仪（JG/T 2482009）中的有关规范，配备坍落度仪、钢尺、钢板等工具。检测人员在平整地面上放置钢板，钢板中心部位放置坍落度仪，清理内壁灰尘污渍，保持内壁湿润状态，向坍落度仪内分层装入混凝土，插入振捣棒，按照螺旋形状均匀振捣，重复上述操作，完成混凝土倒入、振捣作业。在振捣上层混凝土时，要把振捣棒插至下层混凝土表面。随后，取下装料漏洞，刮除表面多余混凝土，垂直上提坍落度仪，把混凝土静置 30 s，再使用钢尺测量混凝土顶部高度，对比测量结果与坍落度仪顶部高度，二者差值即为混凝土坍落度。正常情况下，如果混凝土用于基础结构、无配筋大体积混凝土结构，坍落度控制在 10 30 mm 即可。如果混凝土用于板、梁、大中型截面柱等重要结构部位，则坍落度应控制在 30 50 mm1。（2）维勃稠度试验。检测人员在坚实水平面上放置维勃稠度仪，准备容器、秒表、坍落度筒等用具，在坍落度筒上方扣紧布置喂料斗，分层向坍落度筒中倒入混凝土，捣实混凝土，刮除筒口多余拌和物。随后，垂直提起坍落度筒，在圆台体上放置透明圆盘，松开侧杆螺钉，启动振动台，使用秒表计时，待圆盘地面作者简介：姚飞燕，男，工程师，研究方向为工程试验检测。工程设备与材料 119工程技术研究 第 8 卷 总第 140 期 2023 年 6 月和水泥浆接触后停止计时，计时时间为混凝土维勃稠度值。记录时间超过 31 s 的为超干硬性混凝土，记录时间为 21 30 s 的为特干硬性混凝土，记录时间为11 20 s 的为干硬性混凝土，记录时间为 5 10 s 的为半干硬性混凝土。1.2 强度检测当前，混凝土材料的强度检测主要采取实验室检测方法，检测人员提前使用模具制备适当规格尺寸的混凝土试件，再把多组试件送往实验室，启动CHT4106 型号的液压万能试验机，持续向下压实混凝土试件，并由传感器配套装置采集试验力、变形量等数据。随后，在试验期间采取连续均匀加载方式，始终把荷载速度控制在 0.3 0.35 MPa/s，并观察试件外观质量，待试件表面出现明显变形现象后，调整压力机油阀，直至混凝土试件完全破坏后，结束抗压强度检测试验。最终，把试件破坏荷载、试件承压面积等测量数据导入公式，求解混凝土试件的抗压强度，遵循混凝土结构设计规范（GB 500102010）规定，明确各强度等级混凝土的抗压强度标准值，对比标准值和抗压强度检测值2。1.3 抗腐蚀性检测混凝土抗腐蚀检测项目可采取扩散系数试验法，提前准备 28 d 龄期的混凝土试件，将其放置在与工程现场环境相似的养护室内养护，或直接采取钻芯取样方法，从混凝土结构中钻取若干组芯样作为样品。随后，遵循混凝土氯离子扩散系数快速测定方法（NT BUILD 492），使用去离子水、氢氧化钙与氯化钠等材料制备试剂，在非稳态氯离子扩散系数试验仪中放置混凝土试件，抽除空气营造真空环境，向水槽内注入试剂溶液，连通阴阳极并接通电源，开启电迁移试验，同步计算试验期间的非稳态氯离子扩散系数，再根据扩散系数测定值判断混凝土材料的抗腐蚀性。非稳态氯离子扩散系数越小，表明混凝土材料的抗腐蚀性能越强3。1.4 抗渗性检测抗渗性检测项目当前主要采取透水法中的抗渗标号法，提前准备圆形混凝土试件、混凝土抗渗仪。检测人员在抗渗仪内密封放置混凝土试件，向试件底部施加水压，初始水压控制在 0.2 MPa，每隔 8 h 把水压增加 0.1 MPa，到达标准水压值后恒定施压 24 h，同步观察试件端面渗水情况，如果中途出现端面渗水情况，则立即停止试验，记录端面渗水试件。如果中途未出现端面渗水情况，则在到达试验时间后停止试验，取出试件，从中间劈开混凝土试件，使用马克笔在试件表面标记水痕，测量渗水高度值，根据渗水高度判断混凝土材料抗渗性能是否达到设计要求。也可通过观察试件水痕形状判断混凝土渗水性能，若在表面形成直线型水痕，表明混凝土材质分布均匀、渗水性能良好；若在表面形成抛物线型水痕，则表明混凝土抗渗性能不佳，或存在振捣不充分的情况，内部形成过多气孔。1.5 抗冻性检测（1）慢冻法。用于检测立方体混凝土试件，在试件龄期达到 4 d 后，将试件放置在恒温水槽内浸泡 4 h，随后取出放入冷冻箱 4 h，再放回恒温水槽，重复上述操作完成指定次数的循环冻融作业。最终对比检测冻融试件和普通试件，根据试件抗压强度损失率、失重率及循环冻融次数确定混凝土抗冻标号。（2）快冻法。适用于检测棱柱体混凝土试件，提前准备测温元件、饱和石灰水、弹性模量测定仪，把试件放置在 18 22 饱和石灰水内浸泡 4 h，试件完全沉入水中，随后取出试件进行融化处理，把冻结温度控制在-20 -16，融化温度控制在 3 7，到达冻融循环次数后使用弹性模量测定仪检测弹性模量和失重率。待件弹性模量不足 60%初始值时，即可结束冻融试验，当前循环冻融次数即为混凝土抗冻标号。（3）硫酸钠表面侵蚀法。此方法适用于检测非饱和性混凝土，在接近饱和状态的局部施加冰冻压力，使混凝土出现冰冻破坏现象。检测人员准备烘箱、米格尺、钢丝刷与硫酸钠试剂，制备适当尺寸混凝土试件，放入标准养护室内养护 28 d，准备数量不少于 3 组的试件。随后，使用钢丝刷清除试件表面灰尘污渍与脱模剂，放入 70 烘箱内烘干至恒重状态，再取出试件自然冷却至室温，放入硫酸钠溶液中浸泡，把溶液温度控制在 20 25，浸泡 2 h 后取出，放入烘箱烘烤 12 h，重复上述操作。最终，待试件表面破坏面积超过 1/2 后，结束表面侵蚀试验，把组试件的破坏次数平均值作为检测结果。2 混凝土材料性能检测质量控制措施2.1 规范操作行为混凝土材料性能检测工作流程烦琐、专业性强，对检测操作规范性提出了严格要求，如果中途出现错误操作，会对检测精度、检测结果质量造成明显影响。工程设备与材料 1202023 年 第 12 期 总第 140 期 工程技术研究因此，检测人员必须严格遵循规范内容开展各项检测项目，掌握检测方法，并记录检测过程、核对检测结果。例如，在仪器校准环节，检查坍落度筒、透气圆筒等仪器设备的规格型号、外观质量，清除设备表面灰尘污渍和残留浮浆，保持设备洁净状态，定期把仪器设备送往相关机构进行检定，以保证设备检测精度。根据设备型号开展专项调试检查工作，以透气圆筒为例，开展漏气检查作业，在圆筒上口部位塞紧橡皮塞，接入压力计，启动抽气泵抽除圆筒内部空气，关闭阀门后检查圆筒是否出现漏气现象，对漏气部位进行密封处理4。在试件准备环节，提前根据检测项目要求准备适当规格尺寸的模具，保持模具表面光滑、洁净，采取振动台成型或人工振捣成型方式制备混凝土试件，若坍落度超出 7 cm，采取人工振捣成型方式，坍落度不足 7 cm 时采取振动台成型方式。随后，在模具内分多次浇筑混凝土，同步开展振捣作业，待表面无气泡持续冒出、无显著沉落现象后完成振捣，送入标准养护室内静置成型，后续检查试件规格尺寸、含水量、结构完好性。确定无误后，即可开展抗压强度试验检测作业。2.2 做好试件养护与试压工作试件养护、试压是混凝土性能检测项目的重要环节，如果养护试压效果不理想，则无法真实还原混凝土材料在工程现场环境中的使用状态，进而导致材料性能检测报告缺乏参考价值。在养护环节，把混凝土试件放置在 20 温度、95%空气湿度的环境中，定期检测养护室的温湿度环境条件是否发生明显改变，必要时启动空调、除湿机等设备，调节环境，并在试件到达养护时间后立即取出。在试压环节，检查试件表面平整度、垂直度、规格尺寸及外观质量是否达标，淘汰不合格试件。随后，把试件放置在试验机上，保持混凝土试件、试验机的中心点重合，放置就位后立即开展试压作业，避免试件位置偏差、放置时间过长影响抗压检测数据精确度5。2.3 优选混凝土检测技术早期检测项目主要采取钻芯取样、坍落度试验等传统检测方法，操作流程烦琐，难以在短时间内获取检测结果，检测精度还会受现场环境因素影响。因此，检测人员需采取新型检测技术，在短时间内出具检测报告，并减小人为操作等因素对检测精度造成的影响。超声检测法是通过超声仪向混凝土试件发送并接受高压脉冲信号，测算脉冲信号的传播时间，对比声学参数相对变化情况掌握混凝土强度与识别质量缺陷。电磁感应法是在混凝土试件表面垂直设置探针，探针在通电状态下形成电磁场，根据信号处理结果获取保护层厚度、内置钢筋走向位置等信息。垂直反射法是使用探头向混凝土发射脉冲波，脉冲波在介质内传播期间形成波阻抗，阻抗过大时形成反射波，由传感器接收反射波，再根据信号振幅、频率与相位变化情况掌握混凝土性能。在应用新型检测技术时，要结合项目情况判断技术是否适用。以硫酸钠表面侵蚀法为例，混凝土抗冻性检测不适用于检测压制成型的混凝土试件，这类试件有空隙大的结构特性，水分易渗入，难以保持非饱和状态，检测结果与实际性能可能存在出入。3 结束语混凝土材料检测是施工质量检测体系的重要组成部分，也是反映工程建设质量的重要手段。工程单位必须提高对混凝土材料性能检测工作的重视程度，要求检测人员全面掌握检测项目的正确操作方法，并加强对混凝土材料性能检测结果影响因素的分析，不断创新技术设备，优化检测方式，提升混凝土质量。参考文献1 万后林.混凝土材料性能检测及影响因素分析J.住宅与房地产,2021(12):133-134.2 江宏玲.混凝土材料性能检测影响因素分析J.节能,2020,39(3):100-102.3 王权,李国洪.基于FMCW 雷达的钢筋混凝土检测方法研究J.传感器世界,2022,28(9):8-12.4 朱悦生,罗强.港口航道工程混凝土材料性能检测及其影响因素J.运输经理世界,2022(19):142-144.5 董佳昕,王正君,时廷俊,等.无损检测技术在混凝土检测中的应用研究J.广东建材,2021,37(9):45-47.