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智能化技术在建筑工程材料检测中的应用研究

张 昊
  
工程技术探索
2025年16期
天津市贰拾壹站检测技术有限公司 天津 300000

摘 要:建筑工程质量是关乎社会稳定与民生安全的核心议题,而建筑工程材料作为构成建筑结构的基础要素,其质量直接决定了建筑的承载能力、耐久性与安全性。从主体结构所用的钢筋、混凝土,到装饰装修阶段的瓷砖、涂料,再到功能性的保温、防水材料,每一类材料的性能参数都必须通过严格检测验证,方可投入工程应用,因此材料检测成为建筑工程质量控制体系中不可或缺的前置环节。

关键词:智能化技术;建筑工程材料;材料检测;物联网;大数据分析;自动化控制

引言

长期以来,我国建筑工程材料检测领域普遍采用传统人工操作模式,检测流程依赖人员手动完成样品制备、设备调试、数据记录与报告编制等工作。这种模式不仅存在明显的效率短板——例如混凝土试块检测需经历28天标准养护、人工搬运至实验室、手动操作压力机等流程,整个周期长达数周,难以适配现代工程“快节奏、高效率”的施工需求;更面临精度风险,操作人员的技能水平、操作规范度甚至主观判断差异,都可能导致检测数据出现偏差,如钢筋拉伸试验中夹头调整力度不均会影响抗拉强度检测结果,人工记录数据时还易出现错记、漏记问题。

一、建筑工程材料检测的核心需求与传统检测模式的局限性

建筑工程材料检测的核心需求,是通过科学手段精准获取材料物理力学性能、耐久性能等关键参数,判断其是否符合国家规范与工程设计要求,从源头规避材料质量问题引发的工程安全隐患,为建筑结构安全与使用寿命提供保障。然而传统检测模式难以满足这一核心需求,存在明显局限性:检测流程依赖人工完成样品制备、设备操作、数据记录等环节,效率低下,如混凝土试块检测需经历28天养护与多环节人工操作,周期长且适配不了现代工程快节奏施工;人工干预还易导致精度偏差,如钢筋拉伸试验中夹头调整不当、数据记录错漏等问题频发;同时检测数据以纸质或单机文档存储,分散且难共享,既无法实现全程追溯,也难以挖掘数据价值支撑质量预警。

二、智能化技术在建筑工程材料检测中的核心应用路径

(一)材料性能参数智能化采集:基于物联网与传感技术的实时数据获取

材料性能参数智能化采集依托物联网与传感技术的深度融合,打破了传统人工采集模式的时空限制,通过高精度感知设备与互联网络的协同,实现对材料检测过程中关键参数的实时捕捉、自动传输与动态监控,为后续检测分析提供全面且精准的基础数据,有效解决了传统采集方式中数据滞后、维度单一、人工误差大等问题。例如在建筑保温材料导热系数检测中,工作人员会在智能导热系数测定仪的检测腔体内外分别部署温度传感器与湿度传感器,同时在保温材料样品表面粘贴应变传感器,温度传感器可实时监测检测过程中冷热腔的温差变化,精度控制在 ±0.1°C 以内,湿度传感器同步记录检测环境湿度以排除环境因素对检测结果的干扰,应变传感器则捕捉材料在温度变化下的微小形变数据,这些传感器采集到的电信号会通过物联网网关实时传输至云端检测平台,平台自动对数据进行滤波与校准,避免人工记录时可能出现的温差读取偏差或形变数据漏记问题,同时工作人员可通过平台远程查看检测数据曲线,实时掌握检测进度与参数变化趋势,确保保温材料导热系数检测数据的真实性与时效性。

(二)检测过程自动化控制:基于人工智能与自动化技术的无人化操作

检测过程自动化控制借助人工智能算法与自动化技术的协同应用,对传统建筑工程材料检测设备进行智能化改造,构建从检测参数设定、设备运行调控到检测结果判定的全流程无人化操作体系,既能规避人工操作中的主观误差与规范度差异,又能通过动态自适应调整提升检测过程的稳定性与效率,彻底改变传统检测依赖人工值守、操作流程繁琐的现状。例如在建筑用砂石料颗粒级配检测中,工作人员仅需将待检测的砂石样品倒入智能筛分检测设备的进料口,设备便会通过人工智能图像识别技术自动扫描样品,结合预设的材料数据库快速识别砂石种类(如天然砂、机制砂)与预估粒径范围,随后自动化控制系统根据识别结果自动调用对应检测标准参数——若为机制砂,系统会自动设定筛分层数为5层(孔径分别为 4.75mm 、 2.36mm 、 1.18mm 、 0.6mm 、0.3mm )、筛分时间为10分钟、振动频率为 50Hz ,同时启动设备内置的重量传感器实时监测各层筛网的初始重量;检测过程中,人工智能算法会持续分析振动电机的电流变化与筛网振动幅度,若发现某一层筛网出现物料堆积导致振动异常,系统会自动调整该区域的振动强度与角度,避免因物料堵塞影响筛分精度;检测结束后,设备自动计算各层筛网的物料残留量,通过算法换算得出砂石颗粒级配曲线,并与国家标准限值进行自动比对,生成合格或不合格的判定结果,整个过程无需人工调整设备参数、观察筛分状态或计算检测数据,工作人员仅需在终端设备查看最终检测报告即可,不仅将传统人工筛分检测的2小时周期缩短至20分钟,还将检测误差率从传统的 8%-10% 降至 2% 以下,大幅提升了砂石料颗粒级配检测的效率与精准度。

(三)检测数据智能化分析与管理:基于大数据与云计算技术的全周期管理

检测数据智能化分析与管理依托大数据与云计算技术,构建覆盖检测数据采集、存储、分析、共享与追溯的全周期管理体系,打破传统数据分散存储、分析维度单一、共享效率低的局限,通过海量数据的集中整合与深度挖掘,将检测数据转化为支撑工程质量控制的决策资源,同时借助云端平台实现跨主体、跨地域的数据协同,为建筑工程材料检测的规范化与高效化提供技术支撑。例如在某地区建筑工程混凝土材料检测数据管理中,当地检测机构搭建了基于云计算的混凝土检测数据云平台,各施工单位、检测实验室的混凝土试块检测数据(包括试块编号、生产厂家、配合比、养护条件、抗压强度值、检测时间、检测设备编号等信息)均通过物联网模块实时上传至云端数据库;平台借助大数据分析技术,一方面对同一生产厂家不同批次的混凝土抗压强度数据进行趋势分析,若发现某厂家近一个月的混凝土抗压强度平均值从 38MPa 降至 32MPa ,且低于国家标准要求的 35MPa ,系统会自动生成质量预警信息,推送至监管部门与使用该厂家混凝土的施工单位,提醒核查原材料质量与生产工艺;另一方面通过关联分析混凝土抗压强度与养护温度、养护时间的关系,挖掘出“养护温度在 20-25C 、养护时间 ⩾28 天”时混凝土强度达标率最高(达 98% )的规律,为施工单位优化养护方案提供数据参考;此外,平台设置了分级授权访问功能,建设单位可实时查看所建项目的混凝土检测数据,监理单位可追溯每一份检测报告的原始数据与检测过程,监管部门可通过数据汇总掌握区域内混凝土质量整体情况,彻底解决了传统模式下混凝土检测数据分散在各实验室、难以统一监管与分析的问题,同时通过数据不可篡改存储与全程追溯,有效避免了检测数据造假风险,保障了混凝土材料检测的公信力与工程质量安全。

结语

建筑工程材料检测是保障建筑工程质量安全的关键环节,传统检测模式已难以适应现代建筑工程对检测效率与精度的需求,智能化技术的应用为材料检测行业的转型发展提供了重要机遇。随着智能化技术的不断发展与应用深化,建筑工程材料检测将朝着更高效、更精准、更智能的方向发展,为建筑工程质量控制提供更有力的技术支撑。

参考文献

[1]李美玲.物联网与传感技术在建筑工程材料参数智能采集系统中的应用研究——以混凝土抗压强度检测为例 [J]. 建筑科学,2022,38(5):123-131.

[2]刘玉玲.基于人工智能算法的建筑工程材料检测过程自动化控制研究——以钢筋弯曲试验设备改造为例[J]. 施工技术,2021,50(18):89-95.

[3]周梅.大数据与云计算技术在建筑工程材料检测数据管理中的应用——构建跨区域检测数据共享云平台[J]. 工程质量,2023,41(3):45-52.

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