建设工程材料（管材）的性能检测
关键词:材料检测；检测项目；取样方法；试验误差；数据处理
1检测项目
施工所用的建筑材料必须进行进场检测,其检测项目、试验方法必须服从国家、行业及当地建设主管部门或所属有关部门的规定。例如用于配制混凝土的水泥,需按批检验其安定性、强度、凝结时间和细度;混凝土用的粗骨料,按常规方法进行颗粒级配、密度、含泥量及泥块含量、针片状颗粒含量等项目的检验;若用于C35或C35以上的混凝土,应做压碎指标试验;对新采用的质地疏松的骨料,应做坚固性试验,活性骨料还应做活性试验等。
又如合成高分子防水材料,按GB18173.1—2000《高分子防水材料---第一部分片材》的规定,应按批检验其断裂拉伸强度、胶断伸长率、不透水性和低温弯折等物理性能。总之,材料检测项目的确定应以确保工程质量为前提,只检验其原始合格证明而不按规定抽样试验,或虽进行抽样试验但检测项目不全等,都是不符合要求的。
2取样的数量和方法
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,而且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,在实际检测中经常会出现取样不具有代表性、取样的数量不够、取样方法不正确等问题。例如袋装水泥要从该批不少于20袋水泥中任取等量样品,总质量至少12kg。
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,经检测水泥强度值不符合标准要求的情况,后经现场按标准要求取样后复试,试验结果则完全符合国家标准;又如送检钢筋焊接试件时,有的是用工地的废钢筋头作为模拟试件或者取样方法不正确;再如钢筋气压焊焊件按标准应送检6根,3根做拉伸试验,3根做弯曲试验,而有的只送检3根试件,这样即使3根试件的拉伸试验结果全部合格,仍无法判定该批试件是否合格。
3环境温度与湿度的影响
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以及测试时的环境条件都有明确规定,必须严格遵守。只有这样,其试验结果才具有可比性。
例如GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》规定,试体成型时的环境温度应稳定保持在20℃±2℃,相对湿度应>50%;试体拆模前的养护温度为20℃±1℃,相对湿度应>90%;试体在水池中的养护温度应控制在20℃±1℃。又如弹性体改性沥青防水卷材(SBS)等防水材料,其性能对环境温度较为敏感,进行拉伸试验时要求室温控制在23℃±2℃。
4加荷速度的影响
在常温条件下,若进行材料力学性能测试时加荷速度较快,则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。例如在测定钢筋的屈服点时,若加荷速度较快,则屈服点值会有所提高;又如在测定水泥、混凝土、砖等试件的抗折强度和抗压强度时,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进行,加荷要连续均匀。当试件开始迅速变形接近破坏时,通常应停止调整试验机油门,直至测出试件的最大荷载值。但在进行钢筋拉伸试验时,出现颈缩时可逐渐减小油门,使颈缩现象缓慢发展直至试件断裂,以减轻试验机的振动和响声。
一般情况下,加荷速度是以应力为单位(N/mm2、kN/mm2等),为了更加直观方便,也可以将其折算为试验机刻度盘上的格数。例如采用2000kN的压力机进行混凝土试件的抗压试验时,试验机共有3个量程:铊A的量程为0～500kN,1kN/格;铊A+铊B的量程为0～1000kN,2kN/格;铊A+铊B+铊C的量程为0～2000kN,4kN/格。折算后的加荷速度见表1。
其他如钢筋试验等,也可制作类似的表格贴在试验机上。
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。这种试验根据需要每年可进行1～2次,以提高本单位的试验质量。
这里应当指出的是,有个别的试验室在进行钢筋拉伸试验时,只进行到试件出现颈缩而不拉至断裂,这是与标准规定相违背的,也是不允许的。钢筋不拉断,其测得的伸长率比规定的试件断后伸长率要低,这不是试验误差。而对于钢筋焊接件,由于不测定其伸长率,则可以在试件出现颈缩现象后停机。
6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,这一点应予以注意。
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/mm2时,修约间隔为1N/mm2;强度值为200～1000N/mm2时,修约间隔为5N/mm2;强度值>1000N/mm2时,修约间隔为10N/mm2。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—92《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。
试验数据有时会出现较预期值过高或过低,或同一组试件中数值相差悬殊的情况,或出现同一试件各项性能指标相互矛盾等异常现象,这些问题都需要认真对待,查明原因,并及时进行复检。
7结语
作为检测试验的专业技术人员,我们必须加强自身建设,努力提高工作的责任心,及时总结经验教训,不断丰富理论知识,提高实际操作水平,保证检测结果的准确性。
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[M].北京:化学工业出版社,2006:137-152.
