淺談建筑材料的檢測(cè)與試驗(yàn)

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 淺談建筑材料的檢測(cè)與試驗(yàn)

摘要: 隨著我國(guó)在建設(shè)工程的投資力度逐年加大, 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了快速發(fā)展, 工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)也相應(yīng)地得到了廣泛重視和發(fā)展。文章從檢測(cè)試驗(yàn)項(xiàng)目、取樣試樣、環(huán)境溫度與濕度、加荷速度、試驗(yàn)誤差、數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制等七個(gè)方面, 就做好建筑材料的試驗(yàn)與檢測(cè)提出一些學(xué)習(xí)體會(huì)。

關(guān)鍵詞: 建筑材料; 檢測(cè); 試驗(yàn)

建筑工程是一種特殊產(chǎn)品，建筑產(chǎn)品的質(zhì)量直接到國(guó)計(jì)民生和人民群眾的生命安全，因而是“百年大計(jì)、質(zhì)量第一”。 雖然我國(guó)在建設(shè)工程的投資力度逐年加大, 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了快速發(fā)展, 工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)也相應(yīng)地得到了廣泛重視和發(fā)展。特別是近十年來(lái),檢測(cè)技術(shù)更加趨于成熟和先進(jìn), 有關(guān)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范相繼頒布、實(shí)施, 促進(jìn)了檢測(cè)工作的規(guī)范化,對(duì)保證工程質(zhì)量起到了重要的作用。但是,高質(zhì)量、高水平的工程大量出現(xiàn)，但質(zhì)量事故也時(shí)有發(fā)生。多數(shù)事故發(fā)生在施工過(guò)程中，有的建成后整體倒塌。這些本不該發(fā)生事故的發(fā)生，造成生命財(cái)產(chǎn)的重大損失，是令人觸目驚心的。工程事故的發(fā)生，尤其是結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生，如云南公路投資3.77億元，建成18天即出現(xiàn)一些路段圍填方路基沉陷、路面懸空、縱向開(kāi)裂，不得不再進(jìn)行重新修補(bǔ);重慶市縈江虹橋，由于拱架鋼接存在嚴(yán)重缺陷，混凝土強(qiáng)度不足等，致使彩虹橋瞬息即逝，數(shù)十名武誓戰(zhàn)士和群眾傾入江中……。在實(shí)際的檢測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中, 檢測(cè)人員總會(huì)或多或少地遇到一些問(wèn)題, 既可能影響到檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性, 又影響了工作效率。本人根據(jù)多年來(lái)從事建筑材料檢測(cè)工作的經(jīng)驗(yàn), 對(duì)各種條件建材檢測(cè)提出一些粗淺的認(rèn)識(shí)。

1 檢測(cè)試驗(yàn)項(xiàng)目的確定

施工現(xiàn)場(chǎng)所用的建筑材料品種繁多, 進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)、試驗(yàn)材料項(xiàng)目要服從國(guó)家、行業(yè)及當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)主管部門(mén)( 或所屬有關(guān)部門(mén)) 的規(guī)定。例如配制混凝土用的水泥, 需按批檢驗(yàn)其安定性、強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間和細(xì)度, 混凝土用粗骨料按常規(guī)進(jìn)行顆粒級(jí)配、密度、含泥量及泥塊含量、針片狀顆粒含量等檢驗(yàn)項(xiàng)目, 如若用于大于等于C35 的混凝土須做壓碎指標(biāo), 新采用的質(zhì)地疏松的骨料還應(yīng)做堅(jiān)固性試驗(yàn),活性骨料做活性試驗(yàn)等。

2 環(huán)境溫度與濕度

溫度和濕度對(duì)一些建筑材料的性能有很大的影響, 故在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)材料養(yǎng)護(hù)、測(cè)試時(shí)環(huán)境條件有明確規(guī)定。如彈性體改性瀝青防水卷材( SBS) 防水材料, 其性能對(duì)環(huán)境溫度較為敏感。要求拉伸試驗(yàn)時(shí)室溫須控制在23℃±2℃。筆者曾用取自同一母體的彈性體改性瀝青防水卷材( SBS) 樣品制作成9 組試件用作抗拉力( 縱向) 試驗(yàn)。先將9 組試件平均分作3 個(gè)大組, 之后再按5℃為一個(gè)溫差等級(jí)分別作拉力試驗(yàn)。其中1 個(gè)大組試件在23℃標(biāo)準(zhǔn)要求的環(huán)境下試驗(yàn), 另2 個(gè)大組試件分別在28℃和18℃的環(huán)境下作拉力試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)后分別計(jì)算出每一大組中的3 組試件抗拉強(qiáng)度平均值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在28℃環(huán)境下試驗(yàn)的3 組試件抗拉強(qiáng)度平均值比23℃標(biāo)準(zhǔn)溫度環(huán)境下試驗(yàn)的3 組試件抗拉強(qiáng)度平均值低2.85%, 而在18℃環(huán)境下試驗(yàn)的3組試件抗拉強(qiáng)度平均值則比23℃標(biāo)準(zhǔn)溫度環(huán)境下試驗(yàn)的3 組試件抗拉強(qiáng)度平均值高出3.55%。該試驗(yàn)在一定程度上能反映出環(huán)境溫度與濕度對(duì)材料試驗(yàn)的影響。因而要求試驗(yàn)時(shí)必須將溫度和濕度控制在規(guī)定范圍內(nèi)。

3 取樣試樣

取樣要有代表性, 一般是以一批材料( 不同材料每批數(shù)量不同) 不同部位隨機(jī)抽取規(guī)定數(shù)量的樣品( 鋼材是從規(guī)定部位截取) , 即不僅取樣數(shù)量要正確, 取樣部位及方法也要按規(guī)定進(jìn)行。試樣的數(shù)量關(guān)系到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性, 數(shù)量過(guò)少、取樣部位及方法的偏差都會(huì)使試驗(yàn)誤差增大, 甚至?xí)贸鱿喾吹慕Y(jié)果。但是, 在實(shí)際檢測(cè)中常常出現(xiàn)取樣不具有代表性、取樣數(shù)量不夠、取樣方法不正確等。比如: 袋裝水泥須從該批不少于20 袋水泥中任取等量樣品, 總量不少于120 千克。但在實(shí)際工作中多次遇到送檢人員一次性提取半袋或整袋水泥作為樣品, 經(jīng)檢測(cè)水泥的某些指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求, 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)按標(biāo)準(zhǔn)要求取樣后復(fù)試, 試驗(yàn)結(jié)果卻完全符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

4 關(guān)于數(shù)據(jù)處理

由于各種原因, 在同一組試件的測(cè)定中, 有時(shí)試驗(yàn)結(jié)果的離散性較大。為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠, 對(duì)一些材料的試驗(yàn)結(jié)果有取舍的要求。例如在水泥膠砂強(qiáng)度抗折試驗(yàn)中, 當(dāng)3 個(gè)強(qiáng)度值中出現(xiàn)超出平均值±10%的數(shù)據(jù)應(yīng)予以剔除, 計(jì)算其余數(shù)據(jù)的平均值。此外, 混凝土和砂漿的抗壓試件強(qiáng)度平均值的計(jì)算等, 也都有各自的數(shù)據(jù)取舍方法。計(jì)算結(jié)果的修約按GB/T8107—87《數(shù)值修約規(guī)則》進(jìn)行, 其尾數(shù)按“四舍六入五單雙法”進(jìn)位,并按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定保留有效位數(shù)。例如按GB/T228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》的規(guī)定, 鋼材( 包括鋼筋) 性能的測(cè)定結(jié)果應(yīng)按相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行修約。對(duì)沒(méi)有具體要求的, 強(qiáng)度值≤200N/m㎡時(shí), 修約間隔為1N/m㎡, 強(qiáng)度值為200～1000N/m㎡ 時(shí), 修約間隔為5N/m㎡ , 強(qiáng)度值>1000N/m㎡時(shí), 修約間隔10N/m㎡。另外, 還應(yīng)遵循計(jì)算過(guò)程中不得修約的規(guī)定。例如砂的表觀密度試驗(yàn), JGJ52—2006 《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》規(guī)定需做兩次試驗(yàn), 但每次計(jì)算的表觀密度值不應(yīng)進(jìn)行修約, 只需將兩次結(jié)果的平均值的尾數(shù)修約為0 即可, 否則會(huì)加大誤差的傳遞,影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。

5 關(guān)于誤差問(wèn)題

試驗(yàn)方法應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行, 但由于操作人員的熟練程度的差異以及材料的勻質(zhì)性、設(shè)備儀器、環(huán)境條件等因素的影響, 都會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差, 試驗(yàn)誤差有3 種, 一種是同一組試件之間的誤差, 若該誤差在規(guī)定的范圍之內(nèi)是允許的,但若超出了允許范圍則應(yīng)重新試驗(yàn)。例如在混凝土試件的抗壓強(qiáng)度或抗折強(qiáng)度測(cè)定值中, 若有兩個(gè)測(cè)定值與中間值的偏差均超過(guò)了中間值的15%, 則該組試驗(yàn)應(yīng)重做。另一種誤差是將同一個(gè)樣品分成2 個(gè)或3 個(gè)試樣, 用相同方法在同一儀器上分別進(jìn)行試驗(yàn)所得結(jié)果之間的誤差, 稱(chēng)為平行試驗(yàn)誤差。例如砂的篩分析, 兩次試驗(yàn)求得的細(xì)度模數(shù)之間應(yīng)>0.20, 表觀密度兩次試驗(yàn)結(jié)果之差應(yīng)>20kg/m3 等。還有一種誤差是同一材料、同一樣品在不同試驗(yàn)設(shè)備所獲得的試驗(yàn)結(jié)果的誤差, 稱(chēng)為再現(xiàn)性誤差或?qū)Ρ仍囼?yàn)誤差。其試驗(yàn)一般是將水泥、鋼材等較勻質(zhì)材料的樣品等分為兩份, 一份交當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢機(jī)構(gòu), 另一份留本單位, 分析比較兩個(gè)測(cè)試單位的試驗(yàn)結(jié)果, 若相對(duì)誤差較大, 應(yīng)找出原因并予以改進(jìn)。這種實(shí)驗(yàn)根據(jù)需要每年可進(jìn)行1～2次, 以提高本單位的試驗(yàn)質(zhì)量。

6 加荷速度

在常溫試驗(yàn)條件下, 如果材料作力學(xué)性能測(cè)試時(shí)加荷度較快, 試件的變形滯后于加在其上的荷載, 測(cè)出的強(qiáng)度值就會(huì)高于材料的固有強(qiáng)度。如測(cè)鋼筋的屈服點(diǎn)時(shí)加荷速度較快, 屈服點(diǎn)值會(huì)有所提高。水泥、混凝土、磚等試件的抗折、抗壓及加荷速度的快慢對(duì)測(cè)定結(jié)果都有影響。因此加荷速度應(yīng)嚴(yán)格按照材料標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程操作試驗(yàn)機(jī)。加荷要連續(xù)、均勻, 當(dāng)試件開(kāi)始迅速變形接近破壞時(shí), 停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門(mén), 直至測(cè)出試件最大的荷載值。

7、樣品的過(guò)程控制

還必須在建筑材料檢測(cè)上進(jìn)行有效地控制?，F(xiàn)一重要間題論及和工程結(jié)構(gòu)事故的關(guān)系。行材料檢測(cè)方式及其弊端現(xiàn)行材料檢測(cè)方式均是“送樣式”。原是施工企業(yè)送樣，自九十年代初實(shí)行工程監(jiān)理后，由監(jiān)理方在單上簽字見(jiàn)證，然后施工技術(shù)人員將“樣品”送到材料檢測(cè)中心(站)，應(yīng)該承認(rèn)，大部分施工企業(yè)所材料樣品能夠按照規(guī)定進(jìn)行取樣;但也不能否認(rèn)，施工人員沒(méi)有按規(guī)定取樣，或干脆送假樣，比如水筋、磚，以及復(fù)合材料的混凝土和砂漿等。這樣，送樣不能代表樣品總體，即使樣品合格，也不能代表的材料合格。有的材料檢測(cè)部門(mén)似乎知道這種簡(jiǎn)單的關(guān)系，故在檢測(cè)報(bào)告單上說(shuō)明:“本檢測(cè)結(jié)論只對(duì)來(lái)樣負(fù)責(zé)”。由于材料樣品不一定真實(shí)，故而對(duì)工程質(zhì)量的評(píng)價(jià)也就不完全真實(shí)。因此，工程質(zhì)量監(jiān)督站根據(jù)檢測(cè)報(bào)告單和其它技術(shù)資料，即使評(píng)定該工程為優(yōu)良，最終實(shí)際上也可能根本達(dá)不到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，如果其它環(huán)節(jié)再失控，出現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)事故就是完全有可能的了。從以上分析來(lái)看，“送樣式”的材料檢測(cè)方法其樣品不能夠完全代表工程質(zhì)量的真實(shí)性，不能夠有效地控制和預(yù)防工程結(jié)構(gòu)事故。改革現(xiàn)行材料檢測(cè)方式，變“施工企業(yè)送檢式”為“檢測(cè)部門(mén)抽檢式”將企業(yè)和大專(zhuān)院校的材料檢測(cè)中心一律取消，變其為政府部門(mén)編制建筑材料檢測(cè)中心出具的檢測(cè)結(jié)果要對(duì)工程質(zhì)量，其檢測(cè)結(jié)論應(yīng)具有真實(shí)性、公正性。它的任務(wù)和決定了建筑材料檢測(cè)部門(mén)必須改變以盈利為目的業(yè)性質(zhì)，變?yōu)楣芾砼c監(jiān)督的執(zhí)法性質(zhì)。這樣，可將的材料檢測(cè)中心(站)劃歸為和工程質(zhì)量監(jiān)督站一能的政府部門(mén)，或可合并到工程質(zhì)量監(jiān)督站，統(tǒng)一當(dāng)?shù)亟ㄎI(lǐng)導(dǎo)，以加大工程質(zhì)量檢測(cè)與監(jiān)督的力轉(zhuǎn)變檢測(cè)方式

總之，建筑工程要對(duì)人民負(fù)責(zé)，再也不能讓倒塌事故的悲劇重演。這就要求必須把工程建設(shè)材料管理納入“依法治國(guó)”的軌道。

參考文獻(xiàn):

1、國(guó)家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、上海市建設(shè)工程檢測(cè)行業(yè)協(xié)會(huì)《建筑工程檢測(cè)技術(shù)與管理》北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2006 版。__