建筑工程材料检测和质量控制研究

王 瑜 （山西西建集团有限公司，山西 运城 044000）

建筑工程的质量直接关系到工程的稳定性、安全性和寿命，而材料的质量是影响建筑工程质量的关键因素之一。因此，建筑工程材料的检测和质量控制是确保工程质量的重要步骤。在建筑工程材料检测方面，不同材料需要不同的检测方法。钢筋材料的检测通常涉及尺寸、化学成分和力学性能的测量，而砂石材料的检测需要粒度分析和强度测试，水泥材料的检测包括水泥的化学成分和物理性能的测量，墙体材料的检测需要检查墙体的密实性和抗渗性能，混凝土材料的检测通常涉及抗压强度、密实性、水灰比和收缩变形等方面的测试。为实现建筑工程材料的质量控制，需要采取一系列措施。通过混凝土材料试验检测和质量控制案例分析，将进一步展示如何应用上述措施来实现建筑工程材料的质量控制，以确保工程的质量和安全性。

1 建筑工程材料检测内容

1.1 钢筋材料检测

钢筋作为建筑工程中的重要结构材料，其质量直接关系工程的安全性和稳定性。钢筋材料检测的目标是确保钢筋的尺寸、化学成分和力学性能符合工程设计和规范的要求。首先，钢筋的尺寸和几何形状需要进行检测和测量，包括钢筋的直径、长度、弯曲度等几何特征。这些尺寸必须在规范允许范围内，以确保钢筋能够正确嵌入混凝土结构中，从而保证工程的稳定性；其次，进行钢筋的化学成分分析。不同类型的建筑工程要求不同种类的钢筋，其化学成分需要符合相应的标准。通常需要检测钢筋中的碳含量、硫含量、磷含量等元素，以确保其质量达标[1]；再次，进行力学性能测试。包括抗拉强度、屈服强度、伸长率和冷弯性能等，这些测试需要使用专业的试验设备和标准化的测试方法，以确保钢筋具有足够的承载能力和强度，以应对工程中的力学要求。

1.2 砂石材料检测

砂石材料检测旨在确保材料符合规范和设计要求，以满足工程的功能和可持续性需求。首先，砂石材料的颗粒分析是一个重要的检测步骤，涉及测量和分析砂石颗粒的粒度分布，通常使用筛分试验。通过了解颗粒分布，可以确定材料的级配是否符合规范要求，从而确保混凝土强度和工程耐久性；其次，砂石材料抗压强度测试也是关键，将样品置于试验机中，施加压力，以确定其抗压强度。这项测试有助于评估砂石材料的承载能力，确保能够满足工程中的荷载要求。

1.3 水泥材料检测

水泥是混凝土中的胶结材料，对混凝土的性能起到决定性作用。在具体检测中，一是，检测水泥的稠度和细度，其决定了水泥与水的反应速度和混凝土的初凝时间；二是，测试水泥的抗压和抗折强度，其反映了水泥的负荷承受能力。硫酸盐抵抗力和碱-骨料反应也是重要的检测指标，关系到混凝土的长期耐久性；最后，确保水泥不含有害杂质，如氯离子、镁离子等，以避免引起混凝土的腐蚀和裂缝。

1.4 墙体材料检测

墙体材料是建筑工程中的关键组成部分，其质量直接关系到建筑结构的稳定性、安全性以及防水性能。墙体材料检测旨在确保材料符合工程设计和规范的要求，以保障工程的质量和可持续性。首先，密实性检测，涉及使用密度计等设备来测量材料的密度和孔隙率。密实性是衡量墙体材料强度和稳定性的重要因素，因此，需要确保其符合规范的要求，以保证墙体的安全性；第二，抗渗性能测试。墙体需要具备防水性能，以避免水分渗透和损坏结构。通过模拟水压力和渗透条件，可以评估墙体材料的抗渗性能，确保其满足工程需求；第三，强度测试，包括抗压强度和抗弯强度等测试，以评估墙体的承载能力和稳定性。强度测试有助于确保墙体能够承受荷载和外部压力，从而保障工程安全性。

1.5 混凝土材料检测

混凝土作为建筑工程中最广泛使用的材料，其质量直接关系到工程的稳固和耐久性。检测混凝土强度是最基本的要求，包括抗压强度测试、密实性测试、水灰比的控制、收缩变形测试。具体为：一，抗压强度测试。抗压强度是评估混凝土质量的关键参数之一。通过在混凝土样本上施加压力，可以测定其抗压强度，是确保混凝土能够承受荷载并保持结构稳定的关键步骤；二，密实性测试。密实性测试涉及测定混凝土样本的密度和孔隙率。密实性良好的混凝土更具抗渗性和耐久性，因此需要确保其密实性符合规范要求[2]。

2 建筑工程材料质量控制措施

2.1 制定细则，有序开展材料监理工作

建筑工程中，材料的质量是决定工程质量和安全的关键因素。为确保每一批次的建筑材料都满足工程质量要求，有序、系统地进行材料监理工作至关重要。首先，制定材料监理细则是为了确保监理工作的标准化和规范化。细则应明确监理的职责、权限、流程和标准，从而确保所有材料均按照既定的质量标准进行检测和使用；其次，细则还应规定对于不合格材料的处理方法和责任追究机制。这可以大大降低不合格材料被使用的风险，保障工程质量和安全。

2.2 规范建筑材料取样过程

建筑材料取样是评估材料质量的首要步骤，只有确保取样的准确性和代表性，后续的材料测试才能真实反映材料的性质与质量。因此，规范取样过程显得尤为重要，具体内容如下:一，取样工具与方法的选择。应根据不同材料的特性，选择合适的取样工具，确保取样的完整性和材料不受污染。例如，取水泥样品时，应使用不吸水的工具以避免水分变化；二，取样位置与数量。取样应从不同位置、不同批次的材料中进行，以确保样品具有代表性。同时，取样的数量应满足后续测试的需求，而不仅仅是满足最低标准；三，样品标识与记录。每个样品都应有明确的标识，包括取样日期、地点、批次等信息。取样后，样品应存放在适宜的条件下，避免在运输过程中受到挤压、摩擦或其他因素的影响。

2.3 强化检测环境控制

建筑材料质量检测中，除了确保取样的准确性外，控制检测环境也是一个关键的环节。不同的建筑材料在不同的环境条件下，其性质可能会受到显著影响。因此，为了保证检测结果的准确性和可靠性，必须强化对检测环境的控制。首先，温度的控制。大多数建筑材料的性质都会随着温度的变化而变化。因此，检测室应安装温度控制设备，确保在检测过程中温度稳定。同时，材料在存储和运输过程中也应保持在适宜的温度范围内；其次，湿度控制。某些材料，如水泥和混凝土，其性质会受到湿度的影响。为此，检测室应配备湿度调节设备，确保湿度在适当范围[3]。

3 建筑工程混凝土材料试验检测和质量控制案例分析

3.1 混凝土材料试验检测

3.1.1 混凝土抗压强度

混凝土抗压强度是衡量其质量的关键性能指标，对于工程结构的稳定性和耐久性具有决定性作用。抗压强度指混凝土在受到压缩荷载作用时所能承受的最大应力，是混凝土质量控制的核心内容，水灰比是影响混凝土强度的主要因素，见表1。

表1 基于不同配合比的混凝土28d抗压强度的检测数据

由表1 可以看出，随着水灰比的增加（从0.45 增加到0.55），混凝土抗压强度逐渐减小。这是因为增加水分会导致水泥凝结时形成的孔隙增多，影响结构紧密度。不同的水泥种类对混凝土的强度有明显的影响。例如，使用P·O 52.5 水泥的混凝土，其28d 抗压强度较P·O 42.5的要高。

石子粒径也是一个重要的变量。大粒径石子在混凝土中可以更好地与水泥浆体结合，从而增强混凝土的抗压性能。序号4 与序号1 的比较即可见此影响。综合上述数据，对于设计和施工单位而言，选择适当的混凝土配合比以及原材料类型显得尤为重要，会直接影响结构的长期稳定性和耐久性。

3.1.2 混凝土密实性

混凝土密实性是指混凝土中的固体骨料、水泥骨料和水三者所充填的体积与混凝土总体积的比值。高密实性的混凝土一般具有良好的力学性能、耐久性和抗渗性，是衡量混凝土施工质量的重要指标之一。混凝土的密实性可以通过声波速度、孔隙率和重度等方法进行检测。其中，声波速度法是最常用的非破坏性检测方法。声波在混凝土中的传播速度与混凝土的密度、弹性模量和骨料的类型有关，因此，可以通过测量声波速度来评价混凝土的密实性。常见的检测方法如下：一，重度法。该方法是通过测量混凝土单位体积的重度来估算其密实性。高密实性的混凝土其重度一般较大；二，孔隙率法。通过测定混凝土的总体积和实际固体体积之差，计算出孔隙率，孔隙率小，表示混凝土更加密实；三，超声波检测法。通过测量超声波在混凝土中的传播速度，间接评价混凝土的密实性。声波在密实的介质中传播速度较快。混凝土密实性是评价其内部结构质量的重要指标，高密实性可以确保混凝土具有优越的力学性能和耐久性，延长其使用寿命[4]。

3.2 混凝土质量控制

3.2.1 水灰比控制

水灰比是混凝土配合比中的一个重要参数，其表示混凝土中的水量与水泥量的比值。水灰比直接影响混凝土的工作性、强度和耐久性，因此在混凝土的生产和施工中，对水灰比的控制尤为关键。如表2 所示，在抗压强度上：随着水灰比的增加，混凝土28d 抗压强度呈现下降趋势。这是因为高水灰比会增加混凝土中孔隙的数量，从而降低其强度。在孔隙率上：水灰比与孔隙率之间存在正相关关系。孔隙率增加会导致混凝土的抗渗性、耐久性降低。在流动性上：水灰比越大，混凝土的流动性越好，这对于某些特殊工况如高层泵送可能是有益的，但过高的流动性也会导致混凝土分层、出水等问题[5]。

表2 不同水灰比下混凝土28d抗压强度

3.2.2 控制混凝土的收缩变形

混凝土的收缩变形主要源于其内部水分的蒸发、水泥与水的水化反应以及内部化学过程所带来的体积变化。这种体积减小的行为，如果未得到适当控制，很容易导致裂缝形成，从而影响结构的整体稳定性和耐久性。为控制混凝土的收缩，工程师们采取了一系列措施。首先，通过优化混凝土的配合比，例如，调整水灰比或加入特定的矿物添加剂和化学外加剂，可以明显减少收缩的可能性；其次，在混凝土浇筑后的初期养护阶段，保持混凝土湿润，避免其过早失水至关重要。其主要通过喷水、覆盖湿布或使用具有保湿性的养护剂来实现。此外，正确的施工方法，如适当的浇筑技巧和振捣方式，能够确保混凝土内部的均匀性，从而降低裂缝发生的风险。在某些特定场景，例如预制部件或大跨度结构中，预应力技术或预张拉也会被采用，以预先引入应力来对抗混凝土内部的收缩应力。

4 结语

随着建筑科技的进步，对作为建筑材料的混凝土的要求也日益提高。不仅仅是混凝土本身的性质，其在施工和后期使用中的表现也都受到了广大工程师和研究者的密切关注。从混凝土的基本性质检测，到对其在施工中可能出现的问题进行预防，每一个环节都显得尤为关键。特别是混凝土的收缩变形，如何控制这一常见但可能造成严重问题的现象，成为一个重要话题。本文从多个维度对此进行了深入探讨，并提供了多种实际应用中的解决方案。希望通过这些研究，为工程实践提供有益参考，确保建筑工程的持久稳固和安全。