淺談建築材料的檢測技術

【摘要】本文筆者結合多年的實踐,就建築材料檢測試驗項目進行了分析,介紹了建築材料檢測試驗方法及提出一些看法和建議。

淺談建築材料的檢測技術

【關鍵詞】建築材料;試驗;檢測;方法

近年來,隨着檢測技術更加趨於成熟和先進,有關檢測的標準,規範先繼頒佈,實施,促進了檢測工作的規範化,對保證工作質量起到了重要作用。本文筆者結合多年工作實踐,就建築材料的試驗和檢測提出如下的一些看法,供參考。

1 檢測試驗項目的確定

由於施工所用的建築材料品種多,進場檢測、試驗材料項目要服從國家、行業及當地建設主管部門(或所屬有關部門)的規定,並服從《省建築工程竣工技術檔案編制辦法》。例如配製混凝土用的水泥,需按批檢驗其安定性、強度、凝結時間和細度;混凝土用粗骨料按常規進行顆粒級配、密度、含泥量及泥塊含量、針片狀顆粒含量等檢驗項目,如若用於≥c35的混凝土須做壓碎指標,新採用的質地疏鬆的骨料還應做堅固性試驗,活性骨料做活性試驗等。對於合成高分子防水材料,按gbl8173.1-2017《高分子防水材料――第一部分片材》,應按批檢驗其物理性能,例如斷裂拉伸強度、膠斷伸長率、不透水性和低温彎折。總之,材料檢測試驗項目的確定應以確保工程質量為前提,只檢驗其原始合格證明而不按規定抽樣試驗,或雖抽樣試驗但檢測項目不全,都是不符合要求的。

2 取樣的數量和方法

取樣要有代表性,一般是以一批材料(不同材料每批數量不同)不同部位隨機抽取規定數量的樣品(鋼材是從規定部位截取),即不僅取樣數量要正確,而且取樣部位及方法也要按規定進行。試樣的數量關係到試驗結果的準確性,數量過少、取樣部位及方法的偏差,都會使試驗誤差增大,甚至會得出相反的結果。但是,在實際檢測中經常會出現取樣不具有代表性、取樣的數量不夠、取樣方法不正確等問題。例如袋裝水泥要從該批不少於20袋水泥中任取等量樣品,總質量至少12kg。在實際工作中,多次遇到送檢人員一次性提取半袋或整袋水泥作為品,經檢測水泥強度值不符合標準要求的情況,後經現場按標準要求取樣後複試,試驗結果則完全符合國家標準;又如送檢鋼筋焊接試件時,有的是用工地的廢鋼筋頭作為模擬試件或者取樣方法不正確;再如鋼筋氣壓焊焊件按標準應送檢6根,3根做拉伸試驗,3根做彎曲試驗,而有的只送檢3根試件,這樣即使3根試件的拉伸試驗結果全部合格,仍無法判定該批試件是否合格。

3 檢測時環境温度與濕度的控制

温度和濕度對一些建築材料的性能有很大的影響,故在標準中對材料養護、測試時的環境條件有明確的規定,必須嚴格遵守。如gb/t17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法》規定,試體成型時的環境温度應穩定保持在20℃±2℃,相對濕度應>50%;試體拆模前的養護温度為20℃±1℃,相對濕度應>90%;試體在水中養護的温度控制在20℃±1℃。又如彈性體改性瀝青防水卷材(sbs)等防水材料,其性能對環境温度較為敏感,進行拉伸試驗時要求室温控制在23℃±2℃。

4 試驗機加荷速度的控制

在常温試驗情況下,如果在測試材料力學性能時加荷速度較快,試件的變形將滯後於加在其上的荷載,測出的強度值就會高於材料固有的強度。例如在測試鋼筋的屈服點時如果加荷速度較快,屈服點值會有所提高;測定水泥、混凝土、磚等試件的抗折、抗壓時,加荷速度的快慢對測定結果都有影響。因此,應嚴格按照材料的相關標準和操作規程操作試驗機,加荷要連續均勻,當試件開始迅速變形接近破壞時,停止調整試驗機油門,直至測出試件最大的荷載值。在進行鋼筋拉伸試驗時,當拉伸到出現頸縮時可逐漸減小油門,使頸縮現象緩慢發展直至試件斷裂,以減輕試驗機的振動和響聲。一般情況下,標準中的加荷速度是以應力(n/mm2、kn/mm2等)為單位的,為了更加直觀方便,也可以折算為試驗機度盤上的格數。如在採用2017kn的壓力機進行混凝土試件的抗壓試驗時,試驗機共有3個量程:鉈a的量程為0-500kn,lkn/格;鉈a+b的量程為0-1000kn,2kn/格:鉈a+b+c的量程為o-2017kn,4kn/格,折算後的加荷速度見表1。其他如鋼筋的力學試驗,也可繪製類似的表格貼在試驗機上。

5 減少試驗誤差

在試驗過程中,雖然嚴格按標準的規定進行,但由於試驗操作者的熟練程度、材料的勻質性、設備儀器、環境條件等因素的影響,總會使試驗結果出現誤差,若該誤差不超出標準規定的範圍是允許的。試驗通常有3種誤差,第1種是同一組試件之間的誤差,若該誤差超出範圍,試驗應重做。例如混凝土試件的抗壓、抗折強度值中,有兩個測定值與中間值的差值均超過中間值的15%,則該組試驗無效;第2種是同一個樣品分成2個或3個試樣,用相同的方法在同一儀器上分別試驗,所得出的結果之間的誤差,稱為平行試驗誤差。例如砂的篩分析,兩次試驗求得的細度模數之差≯0.20,表現密度兩次試驗之差≯20kg/m3等;第3種誤差是用同一材料、同一樣品在不同試驗設備上所獲得的試驗結果的誤差,稱為再現性誤差或對比試驗誤差。一般是將水泥、鋼材等較勻質材料的樣品等分為兩份,1份交當地權威性的測試中心,另1份本單位留存,分析比較兩個測試單位的試驗結果,如果相對誤差較大,應找出原因並採取措施加以改進。根據需要,這種試驗每年可進行1-2次,以提高試驗質量。這裏應該指出的是,有個別的試驗室在進行鋼筋拉伸試驗時,只拉伸到試件出現頸縮而不拉斷裂是不正確的,這種情況不屬於試驗誤差。

鋼筋不拉斷,其測得的伸長率要比規定的試件斷後的伸長率低,這是與標準規定相違背的。對於鋼筋焊接件,由於不測定伸長率,可在試件出現頸縮現象後停機。

6 試驗數據的取捨

由於各種原因,有時同一組試件試驗結果的離散性較大。為了保證試驗結果的準確性,標準對一些材料的試驗結果有取捨的要求。例如水泥膠砂強度抗折試驗,當3個強度值中有超出平均值±10%的時需剔除該數值,計算平均值;混凝土和砂漿的抗壓試件強度平均值的計算等,也都有各自的數據取捨方法。計算後的數據的修約方法按gb/t8107-87《數據修改的規則》進行,並按標準規定保留相應的位數,其尾數要按“四捨六入五單雙法”處理。例如gb/t228-2017《金屬材料室温拉伸試驗方法》規定,鋼材(包括鋼筋)的性能試驗結果,應按照相關產品標準的要求進行修約。如果未規定具體要求的,強度值~<200n/mm2時,修約間隔1n/mm2;強度值在200-1000n/mm2時,修約間隔5n/mm2;強度值>1000n/mm2時,修約間隔ion/mm2。修約間隔為5n/mm2時,其簡易方法是:要修約的尾數位數值≤2.5的修約為0;尾數位數值在2.5~7.5時,修約為5;尾數位≥7.5時修約為10。例如某鋼筋試驗後計算的6=487.8mpa,修約後6=490mpa。又如砂的表觀密度測定,根據gb/t14684-2017健築用砂表觀密度、堆積密度、空隙率》的規定,需做兩次試驗,每次試驗後計算得到的表觀密度屬中間過程,不應對每次試驗後計算得到的表觀密度值修約成尾數為0,只需對兩次結果的平均值的尾數修約為0即可,否則會增大數值傳遞過程中的誤差,影響試驗結果。有時試驗結果還會出現比預期的值過高或過低、同一組試件數據相差懸殊、同一試件各項性能指標相互矛盾等異常現象,這需要認真對待,查明原因,並及時複試和複驗。

7 結語

作為檢測試驗的專業技術人員,我們必須加強自身建設,努力提高工作的責任心,及時總結經驗教訓,不斷豐富理論知識,提高實際操作水平,保證檢測結果的準確性。