水利水電工程混凝土檢測技術(shù)應(yīng)用

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摘要:水利水電工程建設(shè)在促進國民經(jīng)濟發(fā)展和提供清潔的水電能源等方面發(fā)揮著巨大作用，如何采取有效的方法監(jiān)測工程質(zhì)量為當前研究的重要課題之一。文章通過分析質(zhì)量檢測中普遍存在的問題及回彈法檢測技術(shù)工作原理，從儀器狀態(tài)標識、操作方法、適用條件等方面給出了提升回彈法檢測精度的措施，可為水利工程混凝土質(zhì)量等級檢測和優(yōu)化工程質(zhì)量檢驗方案提供科學的指導。

關(guān)鍵詞:回彈法;混凝土抗壓強度;檢測技術(shù);措施

引言

長期以來，水利水電工程作為基礎(chǔ)性民生工程，隨著社會的進步和科技的發(fā)展被賦予越來越多的功能，然而相對滯后的質(zhì)量檢測手段難免會導致一系列工程質(zhì)量問題，這對于水利工程功能效益的發(fā)揮產(chǎn)生明顯的制約，必須采取科學的檢測方法和管控水平消除質(zhì)量安全隱患［1］。超聲回彈綜合法、回彈法、超聲法等為水利水電工程混凝土抗壓強度檢測的常用方法，針對需要驗證或復檢以上方法測定的混凝土抗壓強度或無法使用以上方法的情況，工程實踐中常采用鉆芯法。同時，若對檢測結(jié)果存在質(zhì)疑，則比較適用回彈法。國外對混凝土質(zhì)量狀況采用回彈法檢測時往往只能給出定性判斷，且檢測精度較低，無法準確獲取強度檢測數(shù)據(jù)。回彈法現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于我國水利、橋梁、建筑、道路等工程領(lǐng)域的混凝土強度檢測，截止目前已有近60a的應(yīng)用歷史。該項檢測技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的原因與其便捷性強、操作靈活、效率高等性能相關(guān)，在工程實踐中有效解決了許多問題并保證了質(zhì)量檢測的精準度。當前，回彈法檢測混凝土抗壓強度仍存在數(shù)據(jù)處理不當、操作不規(guī)范、隨意性強等問題，從而使得檢測結(jié)果往往具有較大誤差。為充分發(fā)揮回彈法在混凝土質(zhì)量檢測、水利工程監(jiān)督檢驗等行業(yè)的功能作用，如何采取有效的措施保證其檢測精度為當前工程技術(shù)人員亟需解決的問題［2－7］。文章結(jié)合從事混凝土抗壓強度檢測工作經(jīng)驗和水利工程質(zhì)量檢測相關(guān)規(guī)范，考慮不同自然條件下的水利工程質(zhì)量檢測環(huán)境，從多個不同方面給出了提高混凝土抗壓強度檢測精度的措施，以期為提升水利工程質(zhì)量管理和控制水平提供科學依據(jù)。

1工程質(zhì)量檢測中存在的問題

近年來，病險水庫質(zhì)量安全鑒定工作在全國范圍內(nèi)相繼開展，針對混凝土結(jié)構(gòu)的檢查核查病險水庫工程安全鑒定工作細則給出了明確規(guī)定，具體包括:判斷檢測依據(jù)、檢測方法的準確規(guī)范性，檢測保護層厚度、強度、尺寸等參數(shù)，對于以上參數(shù)的判別工作細則均提出了相應(yīng)的量化指標［8］。企業(yè)資質(zhì)、計量認證體系和質(zhì)量管理體系為水利工程質(zhì)量檢測單位應(yīng)具備的基本內(nèi)容，企業(yè)所承擔的任務(wù)應(yīng)與作業(yè)人員、儀器設(shè)備的配備相適應(yīng)。檢測機構(gòu)在實際的工程質(zhì)量檢測過程中，普遍存在的問題可概括為如下幾方面。

1.1人員問題

工程質(zhì)量檢測的主體為作業(yè)人員，檢測成果的客觀準確性與檢測人員的技術(shù)水平、理論知識、職業(yè)道德等因素密切相關(guān)。所以，高水平的檢測技術(shù)和良好的素質(zhì)為檢測人員的基本要求。應(yīng)由兩名及以上持有相應(yīng)資格證書的專業(yè)人員完成每項工作的檢測。當前，大多數(shù)檢測機構(gòu)普遍存在跨專業(yè)檢測、檢測人員不足及無法滿足資質(zhì)認定評審準則要求等現(xiàn)象。鑒于此，檢測機構(gòu)應(yīng)加強人才隊伍建設(shè)，堅持以人為本的工作思路培養(yǎng)一批素質(zhì)高、技術(shù)精湛的水利檢測事業(yè)人才。高水平的檢測人才為保障檢測質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，通過加強職業(yè)道德和檢測技術(shù)培養(yǎng)，切實提升隊伍素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)水平［9］。

1.2儀器問題

當前，為應(yīng)付政府部門的監(jiān)督或計量認證，由于資金成本、市場環(huán)境等條件限制多數(shù)檢測機構(gòu)只鑒定部分設(shè)備;另外，到期后許多設(shè)備無法及時的送檢，從而導致超鑒定周期的現(xiàn)象普遍存在。針對部分儀器的鑒定，存在超出當?shù)夭块T鑒定能力的情況，而自檢規(guī)程和相關(guān)要求又比較缺乏，甚至存在為應(yīng)付相關(guān)部門的監(jiān)督檢查而編造鑒定證書的現(xiàn)象，由于儀器設(shè)備而使得檢測結(jié)果偏離實際情況的問題依然存在。

1.3技術(shù)標準問題

1)無法滲透的理解標準。2011版修訂的混凝土強度檢測規(guī)程，對泵送混凝土強度檢測和數(shù)字式回彈儀的操作方法做了詳細描述，采用修正量法替代修正系數(shù)法對測區(qū)強度值調(diào)整。目前，對于該標準的理解許多檢測人員還不夠透徹，在強度計算過程中存在計算有誤、回彈值修正不符合規(guī)范、測強曲線應(yīng)用錯誤等問題，少數(shù)檢測人員甚至存在直接按照回彈儀操作規(guī)程完成強度檢測，而未按照技術(shù)規(guī)程操作的現(xiàn)象。2)針對以上技術(shù)規(guī)程的適用條件還不夠清楚，同時檢測過程中存在較大的隨意性，操作過程中未按照技術(shù)規(guī)程開展。3)采用HT3000型回彈儀時通常標定一條曲線，因此檢測可靠性和精確度較低。當前，水利行業(yè)的快速發(fā)展和質(zhì)量檢測市場的完善使得校準方法、操作流程等不斷完善。所有檢測機構(gòu)檢測活動時，必須按照有關(guān)標準、規(guī)范選取合適的方法和程序。其中，地方、行業(yè)和國家標準為檢測機構(gòu)的實施水利工程檢測的根本依據(jù)，若發(fā)生變化則應(yīng)重新給予認證。水利工程質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)范應(yīng)有專人管理，且為現(xiàn)行有效版本并處于可控狀態(tài)。檢測機構(gòu)必須按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范從事所有的檢測項目，對于不存在的檢測依據(jù)不得出具檢測報告和開展檢測業(yè)務(wù)，水利工程質(zhì)量檢測的重要標準和指南為檢測技術(shù)規(guī)程。

2回彈法檢測混凝土質(zhì)量

混凝土相對于其他建筑材料具有抗壓強度高、施工方便、價格便宜和便于就地取材等優(yōu)點，在水利、橋梁、道路以及房屋建筑等工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。為保證其強度等級和質(zhì)量水平，采用回彈法和以下流程對混凝土抗壓強度檢測，其詳細步驟為:根據(jù)實際情況合理確定回彈測區(qū)，充分應(yīng)用抽芯機取樣，此時要利用檢測抽芯機測定試樣的抗壓強度，由此實現(xiàn)高精度的回彈值計算，并可為混凝土強度修復提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。然而，實際工程中該方法仍存在一些不足，例如在一定程度上破壞原有結(jié)構(gòu)，檢測數(shù)據(jù)可能與實際情況存在較大偏差，因此方法存在其不適用范圍。

2.1回彈法的不適用范圍

對于既不允許現(xiàn)場取芯樣又對預(yù)留混凝土試塊質(zhì)量存在質(zhì)疑的情況，可采取無損檢測法判斷混凝土強度狀況。回彈儀檢測混凝土質(zhì)量的工作原理是利用彈擊桿、彈簧及彈擊錘帶動指示針，利用產(chǎn)生的變形帶動指針的變動讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。混凝土抗壓強度的評判重要依據(jù)為檢測的回彈值大小，在混凝土構(gòu)件或無損檢測結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用最為常見。根據(jù)從事混凝土抗壓強度檢測工作經(jīng)驗和水利工程質(zhì)量檢測相關(guān)規(guī)范，提出回彈法檢測混凝土強度的不適用范圍如下:1)回彈儀檢測混凝土抗壓強度時不適用于其它特殊混凝土，而僅僅適用于組分比較復雜的普通混凝土，其組成材料一般包括外加劑、砂、石及水泥等多種材料，其容重值約為2800kg/m3。2)回彈法一般不作為高強或水泥安定性不良的混凝土檢測方法。ZCI型高強混凝土回彈儀的率定值為83±2，標準能量為5.5J，混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強度檢測范圍為60－80MPa。3)針對表面、內(nèi)部質(zhì)量差異性明顯或存在缺陷的構(gòu)建不宜選用回彈法，例如受化學物質(zhì)侵蝕、凍融破壞以及火災(zāi)等不利因素作用。4)對于骨料粒徑超過60mm和檢測面曲率半徑低于250mm的部位，不宜選取回彈法檢測其強度等級。另外，混凝土構(gòu)件采取特種工藝成型時一般也不適用于回彈法檢測。

2.2回彈法檢測精度提升措施

回彈法檢測強度過程中時仍具有一些不足，例如具體使用過程中數(shù)據(jù)處理不合理、操作流程不規(guī)范、檢測隨意性強等問題，從而使得檢測值偏離強度實際情況。鑒于此，文章結(jié)合遼寧省某水庫工程除險加固質(zhì)量檢測工作經(jīng)驗，為進一步提升回彈法檢測混凝土抗壓強度精度提出如下措施［10］。

2.2.1做好儀器狀態(tài)標識為防止儀器誤用和準確表明每臺設(shè)備所處的狀態(tài)實行標識管理，這也是進一步提升混凝土抗壓檢測精度的重要條件。1)標識合格。通過合格驗證或校準鑒定確定設(shè)備符合要求的程度，對于存在如下的情況應(yīng)認定為合格同時黏貼綠色的設(shè)備合格證:①自檢和計量鑒定合格的儀器設(shè)備;②針對無需鑒定的設(shè)備，檢驗或校驗?zāi)軌驖M足使用要求;③針對無法鑒定的設(shè)備，經(jīng)鑒定或?qū)Ρ葷M足適用性要求。2)標識準用。設(shè)備功能正常且校驗、鑒定合格設(shè)備，若使用受限且具有缺陷則黏貼黃色的準用證。3)標識停用。經(jīng)過維修或校準后能夠正常應(yīng)用的設(shè)備，目前無法正常應(yīng)用應(yīng)黏貼紅色停用標貼，主要包括如下幾種情況:①設(shè)備性能不能確定、損壞或鑒定不滿足要求;②設(shè)備不滿足技術(shù)規(guī)程要求及超過鑒定周期。

2.2.2規(guī)范儀器操作方法為了從根本上提升回彈法混凝土抗壓強度檢測精度，在應(yīng)用儀器檢測時應(yīng)按照同一的正確的操作方法，結(jié)合實踐經(jīng)驗和技術(shù)規(guī)程確定正確的操作方法如下:1)混凝土原漿面為儀器檢測作業(yè)的基本條件，且在檢測過程中始終保持檢測面與回彈儀軸線垂直。2)被測區(qū)域表面與彈擊頂桿應(yīng)保持緊密接觸，通過輕壓確保松開按鈕，放松后保持彈擊錘與掛鉤相連。3)保持混凝土表面與儀器機芯緊密相頂，讀取數(shù)據(jù)并紀錄。若數(shù)據(jù)的讀取不變或條件較差，可鎖住機芯移動至其它位置讀取。為了方便下次使用和確保儀器狀態(tài)良好，對儀器減壓并伸出彈擊桿。

2.2.3回彈法檢測精度提升措施在實際操作過程中可采取如下技術(shù)措施進一步提升回彈法檢測混凝土抗壓強度精度，主要包括:注意碳化深度的測試取值以及回彈法檢測的使用范圍;測試動作要規(guī)范且應(yīng)合理選取被檢測區(qū)域;混凝土抗壓強度檢測前應(yīng)率定回彈儀，對于存在異常的現(xiàn)象可配合鉆芯法綜合應(yīng)用;根據(jù)技術(shù)規(guī)程修正混凝土回彈值，消除測試面因素的影響作用并建立本地區(qū)專用的測強曲線。

3結(jié)論

為了降低安全事故的發(fā)生概率，人們將無損檢測技術(shù)最早應(yīng)用于工礦行業(yè)的開采活動，隨著科技的發(fā)展、技術(shù)的進步相繼出現(xiàn)了超聲法、回彈法及超聲回彈綜合法等，并且形成了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。我國工程領(lǐng)域中回彈法測量混凝土強度技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和深入的研究，針對該項技術(shù)的應(yīng)用研究處于世界前列，這不僅與經(jīng)濟的發(fā)展為回彈法提供了強大的支持相關(guān)，而且與科研人員、工程技術(shù)人員的長期努力等密切相關(guān)。采用回彈值能夠精準的獲取水利工程混凝土強度值，在應(yīng)用過程中回彈法存在較低的技術(shù)難度，使用時操作人員通過簡單的幾步即可完成檢測。然而，實際工程中該方法仍存在一些不足，為進一步提升其檢測精度還要做好儀器狀態(tài)標識、規(guī)范操作儀器設(shè)備等。

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作者：張宏量 單位：桓仁世元工程質(zhì)量檢測有限公司