文／燕飞 北京筑之杰建筑工程检测有限责任公司 北京 101300

1、混凝土材料概述

1.1 混凝土材料的发展历程

在古中国以及古罗马时期，已经开始使用混凝土材料，混凝土由多种材料组成，主要包括了石灰、粘土或者火山灰。早期的混凝土的性能较弱，耐久性和防水性都不理想，在建筑中的应用效果较差。19 世纪中期，混凝土得到了一定的发展，硅盐酸被运用到水泥中，提高了混凝土的性能。

20 世纪中期，人们开始在混凝土中掺入固体成分，例如：钢筋等，有效提高了混凝土的强度，开始作为主要的建筑材料投入使用。

混凝土是由多种材料组合而成的，主要包括了水泥、砂石、掺料以及添加剂等，其性能具有多样化的特点，并且提现能会根据环境以及相关条件的变化而变化，能够满足不同建筑施工的需求。在18 世纪之前，混凝土的材料与现在不同，主要是使用天然的粘土、石灰以及火山灰等材料制成。18 世纪之后，早期混凝土的性能无法满足当时建筑的需求，必须进行创新和发展，一些发达国家提出了新的想法，开始对凝胶材料进行改进，实现对混凝土的性能进行优化。

上世纪60 年代美国发明了聚合物浸渍混凝土，苏联改造了钢丝网水泥，而中国则利用玻璃纤维增强水泥。与此同时，各个国家也开始利用碳纤维，钢纤维等作为增强材料，提高混凝土的性能。

80 年代左右，美国首先提出了水泥复合材料词汇，进一步突出了复合型材料的重要作用，同时成为以水泥为基本材料各种材料的总称，随着现代材料科学的不断发展水泥基材料的复合，品种不断增加，性能也不断改善，更好地满足了现代土建施工的需求。

总体来说，水泥和水泥基材料的发展趋势向着强度高的方向不断提升，这也是相关部门所提出来的要求。在高强混凝土技术发展的过程中，由于水化速度的不断提升，胶凝材料使用量越来越大，外加剂的广泛运用极大地降低了水胶比，在这些因素的影响下，混凝土要保障自身的强度，同时混凝土的脆性，耐久性稳定性等一系列的问题也显现出来，极大地影响了混凝土的正常使用。上世纪80 年代左右，混凝土耐久性的问题成为了人们关注的重点，由于混凝土材料受周围环境因素的影响，经常会出现混凝土建筑物破坏失效，甚至崩塌的情况，从而带来了较大的经济损失，加上施工能源消耗与环境保护等一系列的问题，尤其是均匀性对工程安全重要性，对混凝土工作也提出来越来越高的要求。

传统的单一高强化的主流思想需要进一步的转变，高性能混凝土成为了未来的发展方向，高性能混凝土是指常规材料和生产工艺的有机融合，符合混凝土结构的各力学特征，保障混凝土结构的稳定性。混凝土的耐久性是指混凝土在具体工作环境中，具备长期抵抗内外部恶劣环境且能够维持自身结构特点的能力。混凝土的工作性是指混凝土材料施工操作前，要满足使用要求，结合工作需求进行操作。维持体积稳定性是指在混凝土能够收缩或膨胀来保持原有体积的功能，高性能的混凝土是现代混凝土材料革新的重要方向。

1.2 混凝土的组成材料

1.2.1 水泥

混凝土的主要材料之一就是水泥，水泥材料根据用途可以分为通用水泥和特种水泥两种，根据成分可以分为火山灰质硅酸盐水泥、硅酸盐水泥和铝酸盐水泥等不同类型。应用水泥配制混凝土时可以根据混凝土对强度的需求可以选择不同型号和不同规格的水泥，但是需要注意的是，诸多外界因素都可以对水泥本身的型号规格以及质量等造成影响，因为水泥本身具有水化热等特性，因此其质量不稳定。在选择水泥的时候，需要相关工作人员对其各方面的指标进行检验，保证其符合国家规定才能够投入使用。

1.2.2 骨料

在配制混凝土的时候，根据混凝土的实际需求选择碱活性能够达到标准的不同的骨料类型，现阶段我国混凝土中常见的骨料主要有以下两种：一是由碎石和卵石组成的粗骨料，相对来说其制作过程比较简单粗暴，因此其优点和缺点都比较明显，缺点就是因为存在较多有害杂质，所以会在一定程度上降低混凝土的质量，优点是拥有更强的抗冻性且造价较低；二是需要复杂加工流程的细骨料，制造细骨料时需要剔除其中杂质，保证其颗粒形状和表面特征使混凝土拌合物的流动性能够达到要求，其优点是能够通过水泥和砂粘结的方式加强混凝土抗渗性并尽量避免腐蚀水泥。

1.3 混凝土材料的性能

混凝土在现代建筑中的应用较为广泛，取代了砖瓦之前的地位，是由于其性能较好，能够达到高质量的建筑物。

（1）混凝土的形态容易改变。混凝土是灰质的，然后通过加水使其变成流质，经过一段时间后就会凝固，然后形成固体。混凝土在运输和使用中都比较方便，具有良好的使用效果；

（2）混凝土的硬度较高。人们在进行建筑施工时，会加入钢筋或者其他材料，然后直接投入到使用中，并且能够保证使用的硬度；

（3）混凝土具有良好的韧性。混凝土没有经过高温加工，其分子的形态没有发生变化，所以不容易受到损害。

2、混凝土建筑材料检测

2.1 混凝建筑材料的密实度检测

混凝土材料其中一个重要的参数性能是密实度，密实度决定了混凝土承受外界破坏的能力。混凝土密实度合格与否将直接影响工程结构的稳定性以及强度，甚至导致工程建筑在后期使用过程中出现结构安全事故问题，因此相关人员一定要做好混凝土建筑材料的密实度检测。混凝土建筑材料紧实度的检测方法目前常用的有：热图无损检测技术、电磁波检测法和弹性波检测法。

其中热图无损检测技术涉及了化学、物理、电子和机械等方面的知识，是一门新兴的密实度检测技法，这种方法检测不会造成混凝土材料内部结构的改变和破坏，敏感度也很高。此外，检测的精度也很高，因此非常受相关人员的青睐。而电磁波检测法则是通过专业的仪器对混凝土材料发射电磁波，从而检测出混凝土建筑材料内部结构情况，假如混凝土内部结构存在缺陷，与电磁波相遇，这时候电磁波就会发生速度的改变并且产生反射，如果遇到内部结构受到损坏的混凝土材料，应该首先要用电磁波检测法来检测。弹性波检测法是用专业仪器向混凝土材料发射声波，当被检测的混凝土材料内部存在缺陷，声波发射出去会产生一定变化，利用这一原理，相关人员就能够准确判断混凝土内部结构的问题所在，假如混凝土材料内部出现裂缝、洞孔等情况，这样的混凝土材料密实度差，那么声波就会产生方向和速度、强度的变化，相关人员通过分析声波的变化，就能对混凝土材料的密实度做出判断。

2.2 混凝土建筑材料的耐压性检测

在混凝土建筑材料的检测中，耐压性也是一项关键的检测指标，耐压性是否良好决定了混凝土材料是否具有良好的稳定性和持久性，而稳定性和持久性将决定整个建筑工程的质量，混凝土建筑材料耐压性的检测手段多种多样，其中最常见的包括回弹法、钻芯法、试件法。

回弹法是目前检测效率最高的一种方法，该技术目前已经相对完善，该方法主要是利用专业回弹仪器对混凝土建筑材料进行检测，优点是操作时间短、技术简洁，缺点是准确度稍微差些。而钻芯法是对准备检测的混凝土建筑材料进行钻芯取样，根据相关标准对其进行耐压测试，这个方法方便检测人员了解混凝土内部结构和耐压性能，但是由于该法容易损伤混凝土结构，所以不适合用于无损检测。试件法检测是通过标准的湿度和温度，对混凝土进行以28d 为标准的养护工作，而后试验其耐压性，这个方法在应用的过程中应该密切留意现场状况，准确判断试件是否具有相同的养护条件或者代表性，例如在现场对混凝土材料进行浇筑时，应随机抽样，每次样品必须从同一盘混凝土中取样。需要注意的是：每次持续浇筑超过1000m3时，相同配合比的混凝土每200m3取样须大于1 次，每次取样时需要最少留置1 组标准养护试件，另外，同条件养护试件的留置组数应根据工程施工实际需要确定，同一配合比应大于10 组，并抽取3 组以上进行结构实体检测，桩基砼每浇筑50m3留置有1 组试件，小于50m3的桩(单桩单柱桩)，每根桩确保1 组试件。试块的大小由混凝土石子粒径确定，试件尺寸应该是骨料最大直径的3 倍以上。

2.3 混凝土建筑材料内部钢筋腐蚀度的检测

半电池电位检测法是检测混凝土建筑材料钢筋腐蚀度常用的方法，这些年在工程建设中这种方法越来越普遍，主要是通过对应电极测试，在不同电极两端连接钢筋和锈蚀测定仪，然后打开检测仪开关后，如果钢筋有被腐蚀的现象，仪器就会做出相应的反应，工作人员可根据反馈鉴别材料的腐蚀程度，一般连接常用的有铜电极。

经过调查显示，由于一些建筑材料耐腐蚀性弱而导致工程质量出现问题的现象时有发生，因此混凝土内部钢筋腐蚀度检测显得至关重要，这个环节关系到整个工程运转，同时钢筋的腐蚀度直接影响工程建设质量的好坏。但是，钢筋腐蚀现象在建筑工程中并不罕见，气候、温度、湿度等都会导致不同程度的钢筋腐蚀。钢筋一旦遭受腐蚀，就会影响混凝土的本质结构以及预应力，并且还会影响混凝土的使用年限，每一年，不同工程建设中由于不同程度的钢筋腐蚀所带来的损失并不在少数。在检定混凝土建筑物的安全时，应该结合其运用的部位以及建筑类型，目前我国大部分建筑材料还是钢筋混凝土，因此钢筋腐蚀屡见不鲜，一些大坝、水闸等混凝土材料由于长期浸水，钢筋腐蚀的程度更高，常见有膨胀开裂、保护层脱离斑驳的现象，这就导致其承载能力不断下降，给人们的人身和财产带来很多威胁。一些桥梁、水域厂房等处于腐蚀性工业环境中，腐蚀程度往往比其他地方的混凝土建筑更加严重，因此，钢筋腐蚀在我国属于常见问题。

2.4 混凝土建筑材料的安定性检测

通常检测人员依据混凝土原材料在试验过程中所体现的水泥的性能来检测混凝土建筑材料的安定性。水泥发生硬化时，假如发生体积不均匀的变形，那么混凝土拌合物变形、开裂等现象也会随之而来，最终会导致建筑物使用寿命变短，对工程造成很严重的影响，而安定性的检测就是为了提前规避这些问题，混凝土建筑材料安定性检测常用的方法有雷氏夹法和试饼法等，检测时可根据不同情况选择不同方法。

3、混凝土建筑材料试验检测的相关质量控制措施

3.1 完善混凝土的质量检测体系

为了对混凝土建筑材料进行科学、合理、有效的试验检测和质量评定，有关部门应联合起来，以建筑工程的建设规模为基础，成立对应的能胜任检测任务的组织机构，建立完善的试验检测制度，以指导材料试验检测工作，严控整个检测流程，对工程材料质量负责。其中检测机构可选择第三方的检测单位，同时施工单位要建立自己的实验室，并对检测机构的规范、过程和相关标准文件进行检查，以确保检测过程能规范进行，其次要细化检测工作和内容，明确各个岗位的工作职责，各个环节的操作标准，建立保证检测工作质量的各种措施及规章制度，如岗位责任制度、内部管理制度、抽检制度、样品管理制度、监督制度等，以推动检测活动的有序开展，保障检测工作的连续性、有效性，以准确的检测结果作为质量评定和控制的重要依据。

3.2 加强对原材料的质量控制

混凝土是以多种单一的原材料混合后被使用的，因此质量控制的第一步且非常有效而关键的一步就是严格管控原材料，首先要确保选材合理，由于混凝土原材种类较多，对于每一种材料要根据其自身特点、对混凝土性能的影响、工程要求等合理取舍，如水泥应尽可能选用硅酸盐水泥，还要根据混凝土强度等级要求确定水泥等级，尽可能选择密度和硬度较高的碎石粒，如粗细骨料，需要考虑粗骨料的形状、大小，细骨料的含泥量、表面特征等，避免对水泥产生腐蚀作用，保证混凝土的和易性，其次要做好采购和物资进场管理，采购过程中要严格按照采购清单进行，同种型号、规格的材料要优选厂家，而对于即将入场的各种材料要核实质检报告和合格证书等证明资料，对照采购清单和设计图纸等核对各项性能参数是否在允许的范围内，通过目测、尺量等简单的质检手法初步判断该批次材料的质量，以做出筛选简化下一步试验检测工作。

3.3 严格监管采样过程

为了加强抽样质量控制，首先要选择合理的采样工具，并保证工具状态良好，计量准确，根据采样对象将其分成不同的类型，并在表面粘贴详细记录采样时间、检测内容、采样对象等信息的贴纸，避免后续操作上的混乱；保证样本的有效性，抽检试验的样品要保证其随机性，同时还要保证样本数量足够，样本自身没被破坏，检测结果具有参考性，因此取样时要避免随意与主观，谨慎操作；控制取样和检测时间差，由于混凝土本身的性能特点，随着时间流逝，样本的性能会逐渐发生改变，最终的检测结果将与实际混凝土特性差异较大，因此在取样检测的运输和保管过程中要不停搅拌尽量保证样品的均匀性，避免出现离析现象。

3.4 降低检测结果误差

（1）运用专门测试仪器来进行对应的检测结果，并严格按照混凝土检测的正确流程进行操作，考虑到检测仪器精度对检测结果还是有一定的额影响，在条件允许的情况下尽量采用先进的检测技术和设备，智能化与现代化的检测仪器可有效避免认为操作失误造成的误差，也可以提高检测效率和检测数据的真实性。

（2）强化材料检测环境控制，检测环境中的温度、湿度等都会催检测结果造成影响，而有些检测内容又必须处在某一特殊环境下，因此检测人员必须准确掌握材料检测的空间环境因素，运用智能化传感器来自动检测环境变化，并配合空调、加湿器、风机等来控制与调节空间环境数据指标，避免混凝土样本因环境而性能发生变化，导致试验检测结果偏差。

（3）分析处理检测数据，重复检测对比来降低误差，目前大多的检测工作的自动化和智能化程度较高，对于检测数据可以自动汇总整理，构建混凝土检测数据库，同时结合计算机以及相关软件测评软件来应对数据缺陷或误差，当某一检测数据明显异常时会做出标记，提醒检测人员进行必要的重复试验检测，以确保检测数据的有效性和可控性。

3.5 选择功能较强的检测设备

在混凝土材料性能检测工作中，检测人员必须依靠专业的检测仪器，才能获取精准的检测参数。为了保证混凝土材料性能检测结果的真实性，施工单位应当选取功能可靠、误差较低的设备开展检测工作，采取重复性、对比性特征较强的检测模式，以此保证混凝土材料性能检测结果的准确性。例如，在混凝土含气量检测工作中，检测人员通常需要借助含气量测定仪得到混凝土试件的含气量数据。由于不同规格的含气量测定仪的使用优势不同，适用情况不同，所以在检测环节需要结合具体情况选择适宜的含气量测定仪。

结语：

混凝土是建筑工程的基础材料，因此必须保证混凝土的质量，综上所述可以得知控制混凝土质量并对其进行试验检测主要包括其构成材料以及实际配置过程两方面，相关工作人员在实际施工过程中需要结合混凝土需求，选择合理的配置方案，在施工结束后需要专业的质检人员采用科学的方法对构件材料的质量和各方面性能进行试验检验以保证所有投入使用的材料的质量都能够达标。