混凝土材料性能检测及其影响因素研究

王惠旭，张淼炜，陈鸿铭，黄骁强，林语桐

（福建省建研工程检测有限公司，福建 福州 350025）

0 引言

混凝土大多应用在建筑工程的核心部分，如楼房建筑的主体结构，所以混凝土材料性能是否能够达到标准至关重要，否则会对建筑稳定性、耐久性造成显著影响。因此施工过程中要注意原材料的把控，应事先进行原材料检测，合格后再进入施工现场，同时根据工程需求优化配合比，每个环节都要做好控制。除了要注重基础的原材料砂、水泥、石、水等，还应判断是否使用掺和料、外加剂，这可以适当提高混凝土性能，有利于增强建筑工程质量。

1 混凝土材料分类与应用

1.1 混凝土材料分类

混凝土属于流动性的凝胶材料，主要成分有水泥、砂子、石子等，有些建筑工程还会添加适当的掺合料和外加剂，作为建筑行业中的核心材料，混凝土强度与耐久性都是需要重视的指标。由于当下社会发展速度加快，建筑工程的类型也在随之变化，对于混凝土材料的要求有所提高，因此也诞生出很多不同类型的混凝土材料，每种混凝土都有不同的优势和特点。如真空混凝土材料、防辐射混凝土材料以及沥青混凝土材料等，其中真空混凝土主要应用在冷库等建筑中，而防辐射混凝土更适合电子操作机房。城市道路中会使用结构混凝土与沥青混凝土，混凝土材料会根据类型划分具备不同性能，如防水型、耐火型、流动型以及低强度型等，需要根据建筑工程需求进行选择，发挥出混凝土材料的最大化性能，提高建筑工程质量。

1.2 混凝土材料应用

当前混凝土材料逐渐演变成多样化的类型，这是为了满足建筑行业发展需求，因此混凝土材料具备更多性能，如抗冻、抗融化、抗爆、抗腐蚀等，并且在力学性能与耐久性方面得到显著提高。由此可见新型混凝土的研发，推动了我国建筑行业进步。其次施工过程更加便捷，有利于减少人力资源投入，加上建筑质量提高降低了后续的维护费用，节省部分施工成本。混凝土材料的具体应用要根据建筑形式来决定，如高层建筑、大跨度建筑，层数在25~30之间的楼房，大多会采用强度为36MPa~42MPa的混凝土，因此混凝土强度会随着楼层高度而增加[1]。

2 混凝土材料性能检测方法

2.1 混凝土稳定性检测

在混凝土材料性能检测开始前，需要注意两个重要原则：①保证取样具有代表性，按照要求在不同批次的材料中随机取样，这会影响最终的检测结果是否科学合理。②检测过程中保证各项条件符合要求，如温度、湿度，且混凝土的表面应干燥整洁。对于稳定性方面来说，首先通过观察以最直观的检测方法进行判断，如施工结束后混凝土是否存在漏水等现象，从而及时开展混凝土防水能力检测，避免影响建筑工程的稳定性。若表面没有明显漏水，可以使用NEL法、直流电法，同样可以分析混凝土的具体性能与密度，检测结果性能优良、密度大的条件下，混凝土防水性能自然优异。其次要重视混凝土结构位置和尺寸，以楼房建筑为例混凝土现浇板厚度，会对建筑物本身的安全稳定性有显著影响，若厚度、位置存在偏差就会引发开裂，并且混凝土结构的承载力大大降低。因此要选取相应的技术和设备展开检测，如无损功能的超声波检测法，若该方法无法有效判断，应采取现场钻孔检测进行验证，从而获取更加精准的检测数值，借助检测人员的专业知识和丰富经验明确混凝土结构稳定性。

2.2 混凝土原材料检测

原材料是影响混凝土性能的关键因素，所以每一种组成的原材料都要进行检测分析，判断用量是否准确，比如混凝土材料配比大多会使用粉煤灰作为掺合料，以此来提高混凝土的黏合度，而外加剂要和水进行稀释才能发挥效果，并且市场上有太多种类的外加剂品牌，不同品牌的外加剂对于水的用量需求不同，所以原材料配比必须进行合理把控，否则会降低混凝土使用寿命。其次砂也是比较重要的原材料，而砂的粗细、纯度都是会影响混凝土质量的因素，如果砂中掺杂残渣，还会直接降低混凝土粘结度。原材料需要参照国家颁布的GB/T 1596—2017、GB/T 18736—2017等标准进行检测，如砂检测要判断砂中的泥块含量，从而对配比进行调整，水泥强度应结合水灰比公式进行检测，不过需要注意水泥强度检测时间较长，因此必须在施工早期就做好分批检测。

2.3 混凝土强度检测

在检测混凝土强度前需要根据工程特点、环境条件来确定检测方法，这是为了提高检测结果的准确性，检测前要制定科学合理的方案计划，首先深入施工现场进行环境分析，获取相关数据进行检测方案设计，同时判断检测计划的可行性，过程中会遭遇的影响因素等，不断完善检测方案确保足够严谨。在混凝土强度检测中可以采用多种不同方法，应结合建筑工程实际选择回弹法、钻芯法或超声波技术，每种方法都能应对不同的施工条件。回弹法在检测中需要借助回弹仪器，所以对设备具有较强的依赖性，不过整体检测数值较为精准，而检测设备的把控成为关键。除此之外要明确具体的衡量标准，可以参考我国混凝土材料强度标准，与检测数值进行对比即可明确强度差异。

2.4 混凝土抗冻性、抗腐蚀性检测

对于建筑工程来说混凝土抗冻性至关重要，这会直接影响建筑的质量和使用寿命，抗冻能力差的条件下必然会降低结构性能，所以需要在混凝土材料水饱和状态开展冻融循环作用测试，分析混凝土材料的具体抗冻性能。检测过程中应严格控制混凝土密实度、孔隙构造等因素，若混凝土孔隙存在封闭，自身的抗冻性能就会较为出色。抗腐蚀性方面主要采取抗硫酸盐侵蚀试验，并且要对混凝土的最大干湿循环次数展开测试，从而明确混凝土抗腐蚀性能等级，通过划分判断是否符合质量要求。

3 混凝土材料性能影响因素

3.1 材料因素

建筑工程使用寿命与混凝土材料有着密切关系，而混凝土材料的应用就是影响建筑结构强度、耐久性的关键因素，如果原材料使用不当很容易引发混凝土碳化等质量问题。其次混凝土性能大多体现在与其原材料的比例，因此在配比过程中必须关注会直接影响混凝土性能的原材料，如水泥等级、外加剂、骨料粒径，从根本上提高混凝土材料综合性能。例如增加水灰比就能适当提高混凝土强度，在被配比前应做好水灰比测定，以此来达到混凝土材料性能要求。水泥是混凝土材料中必不可少的部分，而水泥对与混凝土性能影响显著，包括水泥中的矿物组成、水泥地细度等，如果提高水泥细度混凝土的水化率也会随之增加，导致混凝土前期增长速度加快，但并不会影响后期强度，所以无法通过改变水泥细度提高混凝土性能[2]。在施工中应从其他方面入手，如调整水泥类型、级配，都能适当优化混凝土性能和强度，除此之外配比中严格控制粉煤灰用量，同时根据实际情况提高砂率，外加剂的使用不能超过水泥的5%，且质量要通过严格检测。

3.2 环境因素

对于混凝土的性能来说环境因素同样要加强把控，如大气环境、水环境、土壤环境等，若混凝土材料沾染具有腐蚀性的杂质，就会对混凝土本身性能造成影响，因此混凝土性能会随着环境变化而改变。当下施工单位应重视环境因素控制，包括温度、湿度等，以此来提高混凝土材料的耐久性，强化建筑工程的使用寿命。例如在不同天气条件下进行混凝土拌合，天气炎热时往往需要更多水分，可以按照拌合物温度每上升10℃的标准，1m3增加7kg的水。相反在冬季施工中混凝土浇筑后必须要进行加温处理，避免拌合物冻结、凝结过缓，必要的条件下采取蒸汽或电热加温。

3.3 搅拌时间

混凝土搅拌也是非常关键的环节，一般在原材料配比结合后开始，搅拌时间与混凝土性能存在密切关联，并且搅拌时可能会出现水分蒸发、水泥水化等现象，虽然搅拌时间少能够控制混凝土拌合物坍落度低的问题，但不能减少搅拌时间必须严格按照要求进行，否则会导致搅拌时间过短而无法充分融和。不过长时间搅拌同样会影响混凝土质量，所以应控制好混凝土的搅拌时间，根据环境条件适当调整。在不同季节时搅拌时间应该合理改进，如夏季搅拌时间应大于120s，而冬季搅拌时间则不能低于150s，通过优化搅拌时间混凝土材料的性能将会得到充分发挥。

3.4 施工过程

在施工过程中有很多突发性因素，会对混凝土材料性能造成影响，例如个别项目的位置、尺寸、标高存在偏差，导致混凝土是施工后变形，或存在接缝不严密造成漏浆等问题。因此施工过程中往往需要严格控制各个环节，包括检查混凝土材料是否符合质量要求，混凝土配比成分是否科学合理，运输过程中是否采用专业车辆持续搅拌。另外混凝土振捣、浇筑等操作，必须要严格按照施工工艺开展，保证振捣均匀、到位，否则浇筑后将会出现裂缝、孔洞等质量问题，同时施工前注意做好混凝土材料坍落度试验，若施工中坍落度过大也会对建筑质量造成负面影响。浇筑结束后必须等待一定时间，在混凝土强度条件符合标准要求时再进行拆模处理，避免过早拆模对混凝土结构造成破坏。

3.5 养护管理

混凝土施工需要做好养护管理，这也是以往最容易忽略的环节，由于养护温度、养护时间没能合理控制，最终对混凝土硬化度、强度造成影响，促使混凝土结构使用寿命降低。混凝土养护属于多因素影响的综合性问题，大多会分为内养护和外养护两个方面，主要在早期硬化阶段提供充足水分，或采取其他覆盖物保证湿润度，减少混凝土表面水分不足造成裂缝现象。通过相关研究混凝土强度性能与养护管理存在密切关联，施工结束后必须要连续不断进行养护，才能达到预期的强度标准，相反缺乏养护管理混凝土表面出现干燥，随着时间推移出现强度倒缩，引发各类质量问题。在养护过程中温度与湿度是两个关键因素，必须采取有效措施防止水分快速流失，除此之外也可以使用养护剂避免水分蒸发，不过相比麻布覆盖等方法效果不够明显，无法有效减少水分流失。

4 混凝土材料发展前景与性能检测建议

4.1 混凝土材料发展前景

现阶段建筑工程中使用的混凝土材料，是以商品混凝土为主，借助现代高科技设备制作而成可直接出售，建筑单位通过购买节省施工周期。商品混凝土也被称之为预拌混凝土，简单来说是通过提前配比，全面保证混凝土材料的质量，并将混凝土拌合物直接出售为建筑施工单位，运输到施工现场即可展开施工，无论原材料选择、配合比设计还是使用其他外加剂，都会在厂家统一完成，最后运输到施工单位指定的搅拌站进行管理。由此可见混凝土逐渐由粗放型生产，转变为集约化、大规模生产转变，并且实现了专业化、商品化目标，这也是建筑行业中的一大突破。在质量方面相比传统普通混凝土，商品混凝土从原材料到生产过程都会经过严格控制管理，每道工序、材料使用都会进行科学计算和检验，因此质量上能够得到充分保障。严格来说商品混凝土是借助现代化工艺设备生产，与传统混凝土材料存在一定差异，无论质量还是成本都具有明显的使用优势[3]。

4.2 混凝土材料性能检测建议

为了提高建筑施工中的混凝土材料性能并保障工程整体质量，应提前制定性能检测方案，规避检测过程中的影响因素，从而合理判断混凝土材料性能。例如提前明确混凝土材料中的水泥强度、砂子含泥量以及石子粒径大小等，同时根据工程需求明确检测指标，由专业的检测人员负责按照标准对比分析。利用检测结果优化完善混凝土配方、原材料用量等，同时加强施工场地环境检测，检测过程中做好数据记录，发挥出混凝土材料的最大化性能。其次检测过程中要控制好人为因素造成的负面影响，所以必须提高检测人员的专业性，杜绝检测过程中错漏，肩负起自身的责任，维护好建筑工程质量。

5 结语

混凝土属于建筑施工中的核心材料，通过不断研发混凝土呈现出重量小、性能强度高等特点，并且可以回收加工利用具有较强的环保性能。在建筑工程中想要发挥出混凝土材料的性能，必须要在施工前进行大量试验检测，包括混凝土材料的耐腐蚀性能、抗裂性能等，不断优化混凝土配比结构，从而提高施工质量与效果。除此之外注意采用切实可行的技术措施，减少各类影响混凝土性能的因素出现，如外界条件中的温度、湿度，严格把控从根本上杜绝不良问题，切实提高混凝土材料的性能。由于现代建筑工程对于质量有着较高要求，所以施工中必须对材料展开综合考量，为我国城市发展建设提供支持。