淺談建筑材料的檢測與試驗(yàn)
摘要:隨著我國在建設(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)檢測技術(shù)也相應(yīng)地得到了廣泛重視和發(fā)展。文章從檢測試驗(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、過程控制等七個(gè)方面,就做好建筑材料的試驗(yàn)與檢測提出一些學(xué)習(xí)體會(huì)。
關(guān)鍵詞:建筑材料;檢測;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,檢測技術(shù)更加趨于成熟和先進(jìn),有關(guān)檢測的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范相繼頒布、實(shí)施,促進(jìn)了檢測工作的規(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)際的檢測試驗(yàn)過程中,檢測人員總會(huì)或多或少地遇到一些問題,既可能影響到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,又影響了工作效率。本人根據(jù)多年來從事建筑材料檢測工作的經(jīng)驗(yàn),對(duì)各種條件建材檢測提出一些粗淺的認(rèn)識(shí)。
1檢測試驗(yàn)項(xiàng)目的確定
施工現(xiàn)場所用的建筑材料品種繁多,進(jìn)場檢測、試驗(yàn)材料項(xiàng)目要服從國家、行業(yè)及當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)主管部門(或所屬有關(guān)部門)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)檢測水泥的某些指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,經(jīng)現(xiàn)場按標(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)度測定值中,若有兩個(gè)測定值與中間值的偏差均超過了中間值的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)性能測試時(shí)加荷度較快,試件的變形滯后于加在其上的荷載,測出的強(qiáng)度值就會(huì)高于材料的固有強(qiáng)度。如測鋼筋的屈服點(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)試件開始迅速變形接近破壞時(shí),停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門,直至測出試件最大的荷載值。
7、樣品的過程控制
還必須在建筑材料檢測上進(jìn)行有效地控制。現(xiàn)一重要間題論及和工程結(jié)構(gòu)事故的關(guān)系。行材料檢測方式及其弊端現(xiàn)行材料檢測方式均是“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)理方在單上簽字見證，然后施工技術(shù)人員將“樣品”送到材料檢測中心(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。有的材料檢測部門似乎知道這種簡單的關(guān)系，故在檢測報(bào)告單上說明:“本檢測結(jié)論只對(duì)來樣負(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。從以上分析來看，“送樣式”的材料檢測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)行材料檢測方式，變“施工企業(yè)送檢式”為“檢測部門抽檢式”將企業(yè)和大專院校的材料檢測中心一律取消，變其為政府部門編制建筑材料檢測中心出具的檢測結(jié)果要對(duì)工程質(zhì)量，其檢測結(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部門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，可將的材料檢測中心(站)劃歸為和工程質(zhì)量監(jiān)督站一能的政府部門，或可合并到工程質(zhì)量監(jiān)督站，統(tǒng)一當(dāng)?shù)亟ㄎI(lǐng)導(dǎo)，以加大工程質(zhì)量檢測與監(jiān)督的力轉(zhuǎn)變檢測方式
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”的軌道。
參考文獻(xiàn):
1、國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、上海市建設(shè)工程檢測行業(yè)協(xié)會(huì)《建筑工程檢測技術(shù)與管理》北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006版。__