水利工程中混凝土检测试验与质量控制研究

引言

在国家发展战略的大蓝图下，水利建设占据着举足轻重的地位。以南水北调后续工程为例，其旨在进一步优化水资源配置。这一宏大工程涉及大规模的渠道建设、泵站安装及各类水工建筑物的构建，工程的每一个环节都对施工质量有着严苛的要求。若施工质量不达标，不仅会影响到调水的效率，甚至可能导致工程无法正常运行，造成巨大的资源浪费。

1 水利工程混凝土检测试验的主要内容与方法

混凝土检测试验是水利工程质量管理的核心环节，它通过运用科学的检测手段和方法，对混凝土从原材料进场到最终形成实体结构的全过程进行质量检验，为质量控制提供准确、可靠的数据支撑。只有通过全面、细致的检测试验，才能及时发现混凝土在各个环节可能出现的质量问题，采取有效的措施进行纠正和预防，从而确保最终形成的混凝土结构能够满足设计要求和使用功能。具体而言，水利工程混凝土检测试验涵盖原材料检测、配合比试验、施工过程检测及实体质量检测等多个方面，每个方面都有其特定的检测内容、标准和方法，共同构成了混凝土质量控制的技术基础。

2 水利工程中混凝土检测试验与质量控制

2.1 原材料检测

混凝土的性能在很大程度上取决于其所使用的原材料的质量，因此原材料检测是混凝土质量控制的第一道防线，必须严格把关。混凝土的原材料主要包括水泥、骨料（砂、石）、掺合料（粉煤灰、矿渣等）和外加剂（减水剂、缓凝剂等），这些材料的各项性能指标都直接影响着混凝土的强度、耐久性、和易性等关键性能。水泥作为混凝土中的胶凝材料，其质量至关重要，需要检测的指标主要包括强度、安定性、凝结时间等。水泥强度是指水泥胶砂硬化后的抗压强度和抗折强度，它直接决定了混凝土的强度发展潜力，不同强度等级的水泥适用于不同强度要求的混凝土工程；安定性是指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性，如果水泥安定性不良，会导致混凝土产生不均匀的体积膨胀，进而出现裂缝，严重影响工程结构的整体性和安全性；凝结时间则分为初凝时间和终凝时间，初凝时间过短会使混凝土在施工过程中来不及浇筑和振捣就开始凝固，终凝时间过长则会延长混凝土的养护周期，影响工程进度，因此必须符合相关标准规定。

2.2 配合比试验

混凝土配合比是指混凝土中水泥、骨料、水、掺合料及外加剂等各组成材料之间的比例关系，它是决定混凝土性能的关键因素，合理的配合比能够在满足混凝土设计强度、耐久性、施工和易性等要求的前提下，实现材料的最经济利用。因此，配合比试验是混凝土质量控制的重要环节，其目的是通过科学的试验方法确定各材料的最佳用量比例。​配合比试验通常按照一定的程序进行，首先根据混凝土的设计强度等级、耐久性要求、施工条件等因素，采用正交试验法或经验公式法确定初步配合比。正交试验法是一种高效的试验设计方法，通过合理安排试验因素和水平，能够在较少的试验次数内找到较优的配合比方案；经验公式法则是根据长期的工程实践经验总结出来的公式，结合原材料的性能指标进行初步计算。在初步配合比的基础上，需要进行试配调整以确定基准配合比。试配时应按照初步配合比称取材料，搅拌成混凝土拌合物，测定其坍落度、和易性等指标，若不符合要求，则需要调整材料用量，如增加或减少用水量、调整砂率等，直到混凝土拌合物的性能满足施工要求。同时，还需要制作混凝土试块，在标准养护条件下养护至规定龄期（通常为 28 天），测定其抗压强度等力学性能，若强度不满足设计要求，则需要调整水泥用量或水灰比，重新进行试配，直至试块强度达到设计标准。​最后，根据施工现场的原材料情况，如骨料的实际含水率，对基准配合比进行调整，得到施工配合比。因为在施工现场，砂、石等骨料往往含有一定的水分，这些水分会影响混凝土的实际用水量，因此需要根据骨料的含水率计算出实际需要加入的水量，以保证混凝土的水灰比符合设计要求，确保混凝土的质量稳定。在配合比试验过程中，还需要充分考虑原材料的性能波动、施工环境条件（如温度、湿度）等因素的影响，对于重要的水利工程，还应进行抗渗、抗冻等耐久性试验，以确保混凝土能够满足工程的长期使用要求。

2.3 施工过程检测

搅拌环节的检测主要是为了确保混凝土拌合物的均匀性和性能符合施工要求，需要检测混凝土的坍落度、和易性等指标。坍落度是衡量混凝土流动性的重要指标，它反映了混凝土拌合物在自重作用下的流动能力，不同的施工部位和施工方法对坍落度有不同的要求，如泵送混凝土需要较大的坍落度，而基础垫层混凝土则坍落度较小，坍落度过大或过小都会影响施工质量，过大可能导致混凝土离析、泌水，过小则会使混凝土难以浇筑和振捣密实；和易性则是一项综合指标，包括流动性、粘聚性和保水性，通过观察混凝土拌合物的外观、用捣棒敲击等方法进行判断，和易性良好的混凝土易于搅拌、运输、浇筑和振捣，能够保证混凝土的密实度。同时，还需要检查搅拌时间，确保混凝土搅拌均匀，不同类型的混凝土搅拌机和搅拌量应有相应的搅拌时间要求。​运输环节的检测主要关注混凝土在运输过程中的性能变化，重点检测混凝土的坍落度损失情况。混凝土在运输过程中，由于水分蒸发、水泥水化等原因，坍落度会逐渐减小，若运输时间过长或距离过远，可能导致混凝土坍落度损失过大，无法满足浇筑要求。因此，需要根据运输距离和时间，合理选择运输工具和运输路线，必要时采取措施减少坍落度损失，如掺入适量的缓凝剂等，并在混凝土运至施工现场后及时检测坍落度，若不符合要求，应进行二次搅拌或调整，严禁使用不合格的混凝土拌合物。浇筑与振捣环节的检测对于确保混凝土密实度至关重要，需要检测混凝土的浇筑顺序、厚度和振捣密实度等。浇筑顺序应遵循“分层浇筑、循序渐进”的原则，避免出现冷缝，影响混凝土的整体性；浇筑厚度应根据振捣器的振捣深度确定，过厚会导致振捣不密实，过薄则会增加施工时间和成本。振捣是保证混凝土密实度的关键操作，振捣密实度不足会导致混凝土内部出现蜂窝、麻面、空洞等缺陷，严重影响混凝土的强度和耐久性，因此需要检测振捣器的类型、振捣时间、振捣间距等是否符合要求，确保混凝土中的气泡充分排出，骨料紧密排列。

结语

在水利工程施工过程中，科学有效的质量检测与控制手段，可以及时发现并解决潜在的质量问题，确保工程在投入使用后能稳定运行，降低维修和加固的成本，延长工程的使用寿命。

参考文献

[1] 吕锴 . 水利水电工程施工期工程质量物探检测技术系统性应用分析 [J].石材，2024（10）：104-106.

[2] 闫大杰. 基于物联网和BIM 技术的水利工程建筑施工危险源辨识方法[J].物联网技术，2025，15（4）：46-47，51.

[3] 颜世兵 . 水利工程施工质量检测与控制研究 [J]. 水上安全，2024（6）：136-138.