浅谈建筑材料的检测与试验
摘要: 随着我国在建设工程的投资力度逐年加大, 基础设施建设得到了快速发展, 工程试验检测技术也相应地得到了广泛重视和发展。文章从检测试验项目、取样试样、环境温度与湿度、加荷速度、试验误差、数据处理、过程控制等七个方面, 就做好建筑材料的试验与检测提出一些学习体会。
关键词: 建筑材料; 检测; 试验
建筑工程是一种特殊产品，建筑产品的质量直接到国计民生和人民群众的生命安全，因而是“百年大计、质量第一”。 虽然我国在建设工程的投资力度逐年加大, 基础设施建设得到了快速发展, 工程试验检测技术也相应地得到了广泛重视和发展。特别是近十年来,检测技术更加趋于成熟和先进, 有关检测的标准、规范相继颁布、实施, 促进了检测工作的规范化,对保证工程质量起到了重要的作用。但是,高质量、高水平的工程大量出现，但质量事故也时有发生。多数事故发生在施工过程中，有的建成后整体倒塌。这些本不该发生事故的发生，造成生命财产的重大损失，是令人触目惊心的。工程事故的发生，尤其是结构事故的发生，如云南公路投资3.77亿元，建成18天即出现一些路段围填方路基沉陷、路面悬空、纵向开裂，不得不再进行重新修补;重庆市萦江虹桥，由于拱架钢接存在严重缺陷，混凝土强度不足等，致使彩虹桥瞬息即逝，数十名武誓战士和群众倾入江中……。在实际的检测试验过程中, 检测人员总会或多或少地遇到一些问题, 既可能影响到检测结果的准确性, 又影响了工作效率。本人根据多年来从事建筑材料检测工作的经验, 对各种条件建材检测提出一些粗浅的认识。
1 检测试验项目的确定
施工现场所用的建筑材料品种繁多, 进场检测、试验材料项目要服从国家、行业及当地建设主管部门( 或所属有关部门) 的规定。例如配制混凝土用的水泥, 需按批检验其安定性、强度、凝结时间和细度, 混凝土用粗骨料按常规进行颗粒级配、密度、含泥量及泥块含量、针片状颗粒含量等检验项目, 如若用于大于等于C35 的混凝土须做压碎指标, 新采用的质地疏松的骨料还应做坚固性试验,活性骨料做活性试验等。
2 环境温度与湿度
温度和湿度对一些建筑材料的性能有很大的影响, 故在标准中对材料养护、测试时环境条件有明确规定。如弹性体改性沥青防水卷材( SBS) 防水材料, 其性能对环境温度较为敏感。要求拉伸试验时室温须控制在23℃±2℃。笔者曾用取自同一母体的弹性体改性沥青防水卷材( SBS) 样品制作成9 组试件用作抗拉力( 纵向) 试验。先将9 组试件平均分作3 个大组, 之后再按5℃为一个温差等级分别作拉力试验。其中1 个大组试件在23℃标准要求的环境下试验, 另2 个大组试件分别在28℃和18℃的环境下作拉力试验。试验过后分别计算出每一大组中的3 组试件抗拉强度平均值。结果发现在28℃环境下试验的3 组试件抗拉强度平均值比23℃标准温度环境下试验的3 组试件抗拉强度平均值低2.85%, 而在18℃环境下试验的3组试件抗拉强度平均值则比23℃标准温度环境下试验的3 组试件抗拉强度平均值高出3.55%。该试验在一定程度上能反映出环境温度与湿度对材料试验的影响。因而要求试验时必须将温度和湿度控制在规定范围内。
3 取样试样
取样要有代表性, 一般是以一批材料( 不同材料每批数量不同) 不同部位随机抽取规定数量的样品( 钢材是从规定部位截取) , 即不仅取样数量要正确, 取样部位及方法也要按规定进行。试样的数量关系到试验结果的准确性, 数量过少、取样部位及方法的偏差都会使试验误差增大, 甚至会得出相反的结果。但是, 在实际检测中常常出现取样不具有代表性、取样数量不够、取样方法不正确等。比如: 袋装水泥须从该批不少于20 袋水泥中任取等量样品, 总量不少于120 千克。但在实际工作中多次遇到送检人员一次性提取半袋或整袋水泥作为样品, 经检测水泥的某些指标不符合标准要求, 经现场按标准要求取样后复试, 试验结果却完全符合相关的国家标准。
4 关于数据处理
由于各种原因, 在同一组试件的测定中, 有时试验结果的离散性较大。为保证试验结果的准确可靠, 对一些材料的试验结果有取舍的要求。例如在水泥胶砂强度抗折试验中, 当3 个强度值中出现超出平均值±10%的数据应予以剔除, 计算其余数据的平均值。此外, 混凝土和砂浆的抗压试件强度平均值的计算等, 也都有各自的数据取舍方法。计算结果的修约按GB/T8107—87《数值修约规则》进行, 其尾数按“四舍六入五单双法”进位,并按标准规定保留有效位数。例如按GB/T228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》的规定, 钢材( 包括钢筋) 性能的测定结果应按相关产品标准的要求进行修约。对没有具体要求的, 强度值≤200N/m㎡时, 修约间隔为1N/m㎡, 强度值为200～1000N/m㎡ 时, 修约间隔为5N/m㎡ , 强度值>1000N/m㎡时, 修约间隔10N/m㎡。另外, 还应遵循计算过程中不得修约的规定。例如砂的表观密度试验, JGJ52—2006 《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》规定需做两次试验, 但每次计算的表观密度值不应进行修约, 只需将两次结果的平均值的尾数修约为0 即可, 否则会加大误差的传递,影响试验结果的准确度。
5 关于误差问题
试验方法应严格按标准规定进行, 但由于操作人员的熟练程度的差异以及材料的匀质性、设备仪器、环境条件等因素的影响, 都会使试验结果产生误差, 试验误差有3 种, 一种是同一组试件之间的误差, 若该误差在规定的范围之内是允许的,但若超出了允许范围则应重新试验。例如在混凝土试件的抗压强度或抗折强度测定值中, 若有两个测定值与中间值的偏差均超过了中间值的15%, 则该组试验应重做。另一种误差是将同一个样品分成2 个或3 个试样, 用相同方法在同一仪器上分别进行试验所得结果之间的误差, 称为平行试验误差。例如砂的筛分析, 两次试验求得的细度模数之间应>0.20, 表观密度两次试验结果之差应>20kg/m3 等。还有一种误差是同一材料、同一样品在不同试验设备所获得的试验结果的误差, 称为再现性误差或对比试验误差。其试验一般是将水泥、钢材等较匀质材料的样品等分为两份, 一份交当地质检机构, 另一份留本单位, 分析比较两个测试单位的试验结果, 若相对误差较大, 应找出原因并予以改进。这种实验根据需要每年可进行1～2次, 以提高本单位的试验质量。
6 加荷速度
在常温试验条件下, 如果材料作力学性能测试时加荷度较快, 试件的变形滞后于加在其上的荷载, 测出的强度值就会高于材料的固有强度。如测钢筋的屈服点时加荷速度较快, 屈服点值会有所提高。水泥、混凝土、砖等试件的抗折、抗压及加荷速度的快慢对测定结果都有影响。因此加荷速度应严格按照材料标准和操作规程操作试验机。加荷要连续、均匀, 当试件开始迅速变形接近破坏时, 停止调整试验机油门, 直至测出试件最大的荷载值。
7、样品的过程控制
还必须在建筑材料检测上进行有效地控制。现一重要间题论及和工程结构事故的关系。行材料检测方式及其弊端现行材料检测方式均是“送样式”。原是施工企业送样，自九十年代初实行工程监理后，由监理方在单上签字见证，然后施工技术人员将“样品”送到材料检测中心(站)，应该承认，大部分施工企业所材料样品能够按照规定进行取样;但也不能否认，施工人员没有按规定取样，或干脆送假样，比如水筋、砖，以及复合材料的混凝土和砂浆等。这样，送样不能代表样品总体，即使样品合格，也不能代表的材料合格。有的材料检测部门似乎知道这种简单的关系，故在检测报告单上说明:“本检测结论只对来样负责”。由于材料样品不一定真实，故而对工程质量的评价也就不完全真实。因此，工程质量监督站根据检测报告单和其它技术资料，即使评定该工程为优良，最终实际上也可能根本达不到优良标准，如果其它环节再失控，出现工程结构事故就是完全有可能的了。从以上分析来看，“送样式”的材料检测方法其样品不能够完全代表工程质量的真实性，不能够有效地控制和预防工程结构事故。改革现行材料检测方式，变“施工企业送检式”为“检测部门抽检式”将企业和大专院校的材料检测中心一律取消，变其为政府部门编制建筑材料检测中心出具的检测结果要对工程质量，其检测结论应具有真实性、公正性。它的任务和决定了建筑材料检测部门必须改变以盈利为目的业性质，变为管理与监督的执法性质。这样，可将的材料检测中心(站)划归为和工程质量监督站一能的政府部门，或可合并到工程质量监督站，统一当地建委领导，以加大工程质量检测与监督的力转变检测方式
总之，建筑工程要对人民负责，再也不能让倒塌事故的悲剧重演。这就要求必须把工程建设材料管理纳入“依法治国”的轨道。
参考文献:
1、国家建筑工程质量监督检验中心、上海市建设工程检测行业协会《建筑工程检测技术与管理》北京: 化学工业出版社, 2006 版。__