混凝土材料质量控制及其影响因素研究

2023-01-07杨婕

建材与装饰 2022年6期

杨婕

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南长沙 410000）

0 引言

工程建设项目施工期间必须保证工程质量达到标准要求，在使用混凝土进行作业时，混凝土的材料质量与原材、水灰配比等多种因素具有重要关联，为进一步确认各类因素对其质量所产生的不良影响，应在分析研究时使用多种检测方法，从而确保多种控制策略具有可靠效果，提高工程项目施工质量及结构强度。

1 混凝土材料质量和性能分析

1.1 混凝土材料的热学性能分析

混凝土作为建筑项目主要使用材料，在施工后所具有的材料导热性较为突出，通常在进行施工时需注意外冷桥问题影响，由于混凝土在使用过程中需使用水凝胶材料，在与水进行混合时容易发生内部化学反应，从而导致外部化学性质产生明显变化。通常为避免此类情况影响混凝土实际使用质量，需使用膨胀剂和膨胀水泥尽量改善混凝土内部结构稳定性，才能尽量降低此类问题的形成概率[1]。

1.2 抑制碱骨料反应分析

混凝土所使用的水泥及外加剂等材料与骨料中的活性成分会发生化学反应，碱骨料反应会在生成后影响混凝土浇筑质量，其反应时长可达到未来二三十年，一旦出现疑似吸水膨胀反应，将会在内部应力影响下膨胀开裂。碱硅酸盐反应及碱碳酸盐反应为常见种类，通常与混凝土制作期间所使用的原材料中混入碱或环境过于潮湿有关。为减少碱骨料反应形成概率，通常使用非活性骨料降低反应形成概率，但大部分工程受经济成本限制而选择活性骨料。

1.3 力学性能分析

混凝土在使用过程中需保证自身承受能力达到标准要求，才可在工程建设期间达到力学性能要求标准，为工程的抗震强度和抗压强度等要求提供重要支撑能力。在工程项目开展期间应重视大面积荷载目标的实现可能性，也是工程项目在建设期间对混凝土质量所提出的重要要求之一。通常在混凝土的抗压强度提升期间可使用钢筋作为支撑材料，通过钢筋的握裹性能可有效展现其使用性能，在出现压力时可提供重要支撑作用，如果在施工期间未使用钢筋作为辅助材料，则会在承载压力过大的情况下产生裂缝，严重影响工程施工质量及整体安全性[2]。

2 原材料对混凝土质量的影响因素分析

2.1 水泥材料的选择分析

混凝土在使用过程中所具有的经济性和强度特点极为突出，目前大量工程项目在施工期间主要依赖混凝土材料完成施工任务，其中在原材料的使用过程中需使用大量水泥完成混制工作，但由于大量原材料在进入施工现场后需进行堆放处理，可能会在日晒雨淋等情况下降低实际质量。水泥作为重要原材料，极有可能会在材料堆放过程中发生物理性质和化学性质的改变问题，严重影响混凝土施工质量。为尽量减少此类问题影响，应在混凝土原料筛选期间进行严格管控，所选择的供应厂商必须具有较高生产信誉和生产技术，并在水泥实际质量检验后得到良好保证。在选购水泥时应针对出厂证明及质量证明等重要材料进行详细检查，并进行抽检确认水泥材料性能是否满足计划要求标准，才可根据实际检验结果允许达标产品进入施工现场[3]。

2.2 骨料的选择分析

混凝土在制作过程中需使用多种原材料进行混合配置，骨料作为重要材料之一，在选用过程中应严格管控其实际形状和强度、粒径尺寸，从而可在混制完成后确保混凝土弹性模量。在选用骨料时，应结合工程所需性能进行科学筛选，在保证其硬度和粗细程度达到标准要求后才可进行选购使用。比如在水利工程建设期间，在荷载骨料选择过程中应重点分析其实际坚固程度是否达到使用标准，并在使用过程中剔除畸形骨料保证实际混合质量。通常在选择骨料时选用粗河沙这类材料可有效减少吸水率，在工程项目施工期间可有效克服鹅卵石细骨料或海砂等材料吸水性影响。在细骨料的粒径选择方面也应进行严格管理，粒径尺寸过大或过小都会影响表面系数，而骨料含泥量过高也会对混凝土的力学性能产生不利影响。因此，在筛选过程中注意加强骨料清洁程度控制，在清洗过后使用可保证混凝土品质达到较高水平。细骨料在筛选期间应具有堆积密度大、质地均匀、孔隙率较小等特点，并在选择厂家期间注意企业生产加工规模及产品供应能力，才能够在满足工程使用要求基础上获得优质骨料供应。另外，加工设备也应作为工作考察重点，防止在施工工艺方面无法达到工程要求标准，影响最终混凝土混合质量[4]。

2.3 外加剂影响分析

外加剂在混凝土的混制过程中具有重要影响作用，可根据混凝土制作要求提升实际使用性能。现阶段可使用的混凝土外加剂有多种类型，不同类型外加剂在使用过程中可明显改善混凝土实际性能，比如现阶段所常见的早凝剂、膨胀剂、早强剂等多种产品，均可在使用过程中根据工程要求及混凝土性能进行适当添加。通常在使用外加剂前需进行实验确认预制结果，并在选择过程中考虑水泥及骨料的实际兼容性，才可在反复测试过程中选择最佳比例提升使用效果。在选择外加剂时应注意选择优质厂商进行合作，外加剂的使用性能极为重要，必须在实际品质达到标准要求后才可大量应用在混凝土中。在配置混凝土时应注意控制外加剂使用量，才能在混凝土的耐久性和施工性方面得到良好保证，在外加剂添加期间应注意其所具有的凝结时间和流动性的特点，为保证混凝土性能达到工程要求标准，应在应用过程中注意结合物理性质和化学性质特点计算实际用量，并在反复测试期间结合实验结果及相关数据构建完善体系，可在后续工作开展期间作为重要参考资料。如果在工作开展期间发现问题影响混凝土质量，应根据相关理论进行适当调整，确保后续工作顺利开展[5]。

2.4 水影响分析

水在混凝土制作期间同样具有重要影响作用，在使用期间需注意水的实际品质和清洁程度，如果在使用期间出现水资源污染或杂质，极有可能会在混凝土制作期间发生化学性质改变现象，严重影响实际制作强度。另外，如果水中存在大量重金属或盐分，也会产生变质问题影响混凝土结构质量，如果未经合理控制完成混凝土制作工序，可能会导致混凝土原有性能降低，甚至增加开裂等现象形成概率。

2.5 掺合料的质量控制分析

掺合料在混凝土制作过程中应作为重点管控原料，其所具有的活性和细度、流动性等参数将决定混凝土实际质量。在混合制作期间应依照施工要求进行质量检测，并择优使用掺合料产品才可保证混凝土稳定性。为避免后续施工环节受混凝土质量影响，应在选择优质掺合料作业的期间注意混凝土耐久性，才可保证实际使用质量达到工程要求标准。目前在市场上所销售的掺合料质量并不统一，应在选择过程中进行质量检测并合理控制掺和比例，避免出现劣质产品混入或配比错误等问题形成安全隐患[6]。

3 混凝土材料强度检测方法分析

3.1 试件法

这一测试方法主要以标准湿度和温度作为重要测试条件，在拌制混凝土后将其放置在试模内进行养护等待实验，通过抗压实验测试混凝土实际使用强度及结构稳定性是否达到标准要求。这一方法的运用过程中可确保试件和混凝土构件养护条件达到一致，并在强度检测后将其结果作为混凝土实际强度数据作为施工参考。但这种检测方式容易受到多种因素干扰，从而降低数据准确性，比如在试件制作期间可能受干扰影响无法达到合格标准，而导致混凝土配置质量被误认未达标准而不可使用。因此，在使用这种方法进行测试时应注意检测试件质量，必须在实践具有代表性的基础上进行实验，才可确保该批次混凝土质量可被正确检测。

3.2 钻芯法

这一检测方式主要通过钻芯取样进行实验检测，在混凝土结构中选择适宜部位进行取样后作为样本，进行抗压测试确认是否达到使用强度要求，可确认最终施工质量是否符合工程要求，该方法的应用过程中所具有的准确率可达到较高水平，但在劳动强度方面压力较大，并在混凝土结构中容易形成明显损伤。为此，在使用该方法进行检测时注意选择适宜样品，混凝土龄期应超过15d并达到10MPa强度以上，才可尽量减少不利影响获取精准数值[7]。

3.3 回弹法

这种检测方式在应用过程主要测试混凝土表面硬度，在使用回弹仪进行测试时可对实际强度进行推算获取相关数据，通常在检测期间应注意减少化学腐蚀或其他因素干扰，尽量保证混凝土表面处于良好状态。这种检测方法在应用过程中所需时间较短，并在实际成本投入方面具有一定优势，但在混凝土材料出现不均质性或碳化作用时容易受到干扰，无法保证其检测精度超过其他检测方法。

3.4 拔出法

这种检测方式在应用过程中需使用空心千斤顶等设备配合检测，将预埋在混凝土内部的螺栓取出后进行计算，可获取混凝土内部强度数据并分析是否符合工程施工质量要求。这一方法在使用过程中所具有的破坏性影响较小，避免对混凝土结构产生较大损伤影响使用质量，并在后续修复期间具有高使用率。在螺栓装入期间可通过两种方式进行作业：①螺栓置于混凝土内部凝固后拔出。②进行钻孔置入后拔出，两种方式可在工程竣工验收及质量检测中区分应用，均可确保最终测试结果准确性。

3.5 超声法

这种检测方式在目前应用期间使用率较高，作为无损检测方法可有效利用声波获取相关检测数据，分析传播速度频率及波幅确认混凝土强度，根据混凝土密度比可反映内部结构密实程度和实际强度。比如在检测中出现短时间较大波动时，可确认实际密度与强度达到较高水平，但在检测期间可能会受骨粒粒径、沙率等干扰因素影响传播速度，需在检测期间要求工作人员注意混凝土混制情况，在排除多种干扰因素后才可确保最终检测结果精准可靠[8]。

3.6 超声回弹综合法

这种检测方法同样属于无损检测方法类型，可通过回弹值和超声波脉速度数值进行科学计算，确保混凝土构件实际强度及密实程度是否达到质量标准要求。这一方法在测试过程中可确保实际检测全面性，所涉及的物理参数较多，可保证混凝土强度反应准确性，实际检测结果精确程度明显超过其他检测方法。在使用这一检测方法时应合理选择混凝土构件，并在待测区域布置和超声速度与弹值测试中进行合理调整，适当修正超声声速以确保实际检测精度达到最高标准。

4 在施工期间优化控制混凝土材料质量的有效措施分析

4.1 提高水灰配比把控精准程度

水灰配比作为混凝土混制过程中的重要比例，应先确认水泥使用量是否符合混凝土强度要求，由于骨料和混凝土凝胶的粘合力容易产生明显影响，应在水灰配比的控制过程中进行合理判断，确认混凝土实际质量是否科学可控。如果在水泥使用过程中发现用量超过标准要求，可能会在水化热反应较大的情况下严重影响混凝土构件收缩程度。为此，应在水泥用量控制期间提高精准控制能力，在尽量保证其用量适宜的情况下进行科学计算。其次，应在混合过程中科学计算实际用水量，在保证计算科学性的基础上考虑外加剂调节影响。在外加剂使用期间可能会因水量降低实际使用性能。为确保最终混凝土使用质量及实际强度达到标准使用要求，应在用水量得到科学控制时合理计算外加剂使用量，并结合外加剂的减水率进行科学计算得出最终水灰配比。在计算过程中应确保提前预算的各项数据资料精准可靠，并通过综合实验确认水灰配比关系式符合科学控制要求。在计算机即可使用作图或计算的方式判断配置强度是否符合控制要求，并在分析强度时针对不同水灰比结果进行比较测量，确保最终数值达到精准控制范围[7]。

4.2 进行编制调整

在水灰比值得到精准计算后应进行试拌测试准确性，为进一步保证最终混合质量达到较高使用标准，应在试拌期间使用强制搅拌机完成混合作业过程，高频高压下进行振捣可确保振捣密度达到较高水平，确保最终测试结果较为精准。在作业过程中为保证试拌量达到科学控制要求，应保证其实际量超过搅拌机定量标准，通常应设置在超过25%左右可保证后续数值准确性。在实验过程中应注意搅拌和外加剂的参数方式是否与实际情况相符，同时也应要求实验人员针对实验情况进行分析检查，确认实际保水性和粘聚性等参数是否与设计要求达成一致。如果在实验过程中发现检测数值未达到标准要求范围，可在水灰配比未改变的基础上调整外加剂和用水量重复实验。

4.3 重视混凝土的变形情况

混凝土在使用过程中应注意实际坍落度是否合理，在满足泵送要求的基础上进行作业时，应尽量减少凝固期间所出现的变形问题。可在作业过程中使用高效减水剂完成混制过程，防止水泥所出现的水化热温度过高形成不良影响[9]。使用连续级的粗骨料可在混凝土的制作过程中保证实际品质，实现减少水泥用量的目的。其次，应在混凝土的抗渗性检测过程中进行精准控制，判断各项数据资料是否合格并确认混凝土配方合理性。在混凝土加工期间应注意加强管理，在保证振捣密度达到标准要求的情况下才可保证其使用质量及强度。在混凝土养护工作开展期间应注意保持水分，可通过表面蓄水法对混凝土基础底板进行妥善处理，防止出现剪力墙板拆膜过短对混凝土稳定性所产生的干扰影响。在焦作工作结束后，应进行二次振捣保证其实际质量，在减少孔隙后增强混凝土对钢筋所产生的握裹力，对混凝土的抗压性和抗裂性可起到一定提升作用。

4.4 提升混凝土的水化热温差控制能力

在混凝土制作期间可使用减水剂或粉煤灰等材料减少水化热影响，水泥用量在降低后可实现水化热控制效果，使用水化热反应较低的水泥制作混凝土也达到控制目的。在施工期间，应结合施工方案要求进行科学计算，根据水化热反应温度计算结果定制相应控制措施，可在混凝土中心温度和表面温度得到适当控制的情况下减少温差。在工作开展期间也应注意控制混凝土的入模温度，在对其表面和中心温度进行测量后分析保温方案，并根据现场实际情况和约束条件进行分析改善。比如在混凝土基础地面设计增加防水层时，应按要求设置在混凝土顶面位置时使用油毡，避免在后续出现水化热现象后发生失水问题，引发收缩现象及应力集中问题降低混凝土质量。

4.5 提高储存工作管控能力

施工现场作为大量原料的存放地点，应在存放方法和存放地点的管控方面提高重视意识，在骨料和水泥存放期间必须严格管控现场环境条件，并在检测水泥和骨料质量后才可允许入库存放。不同批次的水泥应按规定要求进行区分存放，并在施工调用期间先使用早期批次。由于水泥在存储过程中可能会因存储时间过长而出现受潮现象，一旦出现变质问题将会导致水泥硬化无法使用，如果在存储期间发现仓库库存已满，应根据天气情况判断是否进行露天存放，并在存放期间采取相应措施进行防水处理，避免在后续存放期间受降雨等天气因素导致水泥变质。露天存放的水泥应在施工期间作为首要使用批次，以保证实际使用质量。