李 楊
(湖南興旺建設(shè)有限公司,湖南 長沙 410000)
在建筑工程中,鋼筋作為整個建筑結(jié)構(gòu)最重要的施工材料之一,必須通過高質(zhì)量的材料性能檢測來實現(xiàn)對材料性能參數(shù)的全方位分析,否則鋼筋材料容易因為冷彎角度不夠、力學性能不足等情況而影響到材料的正常使用[1]。通過分析鋼筋檢測內(nèi)容及要點,可以在一定程度上實現(xiàn)對鋼筋檢測能力的優(yōu)化,避免因為檢測不當而導(dǎo)致劣質(zhì)鋼筋進入施工現(xiàn)場。因此,有必要對建筑鋼筋工程中的鋼筋檢測內(nèi)容及要點進行分析,以此來實現(xiàn)鋼筋檢測效果最大化。
在鋼筋檢測期間,強度參數(shù)是體現(xiàn)鋼筋質(zhì)量的關(guān)鍵,強度指標一般可以分為屈服強度與抗拉強度這兩類,如果鋼筋強度較高,則鋼筋安全性將會有所提升,因此多數(shù)采用高強度鋼筋的項目工程會在一定程度上控制配筋率。需要注意的是,鋼筋材料并不是強度越高越好,這是因為鋼筋彈性模量基本屬于常值,因此分層強度鋼筋在高應(yīng)力的影響下往往更加容易出現(xiàn)裂縫問題。
鋼筋強度檢測一般會通過取樣實驗來進行性能分析,借助拉伸實驗?zāi)軌蛄私怃摻羁估瓨O限值、屈服強度等參數(shù)[2]。由于在施工現(xiàn)場進行取樣會影響到鋼筋結(jié)構(gòu)承載力,所以在選擇送往檢測的樣品時,要更多考慮非重要區(qū)域的鋼筋[3]。
鋼筋延性將會決定鋼筋變形能力,因此延性參數(shù)同樣是分析鋼筋性能指標的關(guān)鍵。而且通過分析各地區(qū)建筑事故,還能發(fā)現(xiàn)由延性不足導(dǎo)致的脆斷問題非常多。一般而言,鋼筋材料的延性優(yōu)劣往往可以結(jié)合伸長率來進行判斷,即通過測量拉斷鋼筋斷口區(qū)域的變形情況來進行延性分析,因此鋼筋延性參數(shù)的判斷同樣要借助拉伸試驗來進行。
在拉伸試驗過程中,可以將已經(jīng)拉伸斷裂的鋼筋試件重新對齊斷裂處,并保證兩端中心線能夠始終維持在相同的水平線之上,若拉斷處因為個別原因而生成裂縫,則生成的裂縫同樣應(yīng)該計算到拉斷試件后的標距參數(shù)中,若拉斷位置到標距斷點的距離大于1/3,可以選擇利用卡尺直接測量拉長后的標距長度參數(shù)。
通常情況下,鋼筋產(chǎn)品往往屬于規(guī)模化產(chǎn)物,其強度與延性參數(shù)之間的離差相對較小,則意味著鋼筋材料具有相對比較穩(wěn)定的性能參數(shù),但是如果針對鋼筋產(chǎn)品開展二次冷加工,則鋼筋材料將會在冷拉、冷扭等操作中逐漸降低性能穩(wěn)定性。特別是在很多小規(guī)模的廠家作業(yè)中,因為技術(shù)能力與質(zhì)檢能力的不足,所以二次加工后的鋼筋材料性能波動將會變得更大,鋼筋材料的品控問題將會直接影響到建筑工程的整體安全性。一般而言,鋼筋彎曲性能大多可以通過彎曲試驗來進行分析,只要找出切實可行的分析方式,就可以實現(xiàn)對鋼筋材料彎曲性能參數(shù)的準確分析。
在彎曲性能檢測中,需要全面開展彎曲性能試驗,通過將待檢測的鋼筋的試樣在具有規(guī)定直徑的彎心上進行彎曲,通過彎曲到90°、180°,可以發(fā)現(xiàn)試驗在彎曲至不同情況下的當前狀態(tài),需要注意的是,彎曲性能試驗為了提高試驗結(jié)果精確性,應(yīng)該始終將彎曲試驗的環(huán)境溫度控制在10℃~35℃的范圍內(nèi),如果鋼筋試驗對于環(huán)境溫度有其他特殊要求,則需要結(jié)合特殊要求來實現(xiàn)對試驗環(huán)境溫度的全方位控制。
在鋼筋材料檢測過程中,檢測保護層厚度的核心目的就是分析混凝土構(gòu)件的實際配筋情況,鋼筋配置將會在一定程度上影響到構(gòu)件自身的受力性能。通常情況下,保護層厚度將會直接影響到構(gòu)件使用壽命與性能,如果厚度過大,則構(gòu)件有效截面將會下降,構(gòu)件承載能力也將因此而減弱。如果保護層厚度過于薄弱,則混凝土碳化帶來的影響將會更加嚴重,鋼筋構(gòu)件的抗銹蝕能力將會大幅降低,因此采用適當?shù)姆绞綑z測保護層的厚度是開展構(gòu)件管理工作的關(guān)鍵。
目前,電磁感應(yīng)法是檢測保護層厚度的主要方法,借助電磁感應(yīng)儀,可以對混凝土內(nèi)的鋼筋位置、直徑等參數(shù)進行檢測[4]。通過電磁感應(yīng)法對保護層厚度進行分析時,不僅無需破壞構(gòu)件與材料,還能在短時間內(nèi)直接獲得檢測結(jié)果[5]。但是因為檢測特殊性,所以能夠影響到最終檢測結(jié)果的外界因素有很多,只有真正掌握正確的檢測方法并克服影響因素,才能讓電磁感應(yīng)檢測的精度得到保證。
一般情況下,鋼筋材料將會在混凝土中呈現(xiàn)出鈍態(tài),但是因為各種外界原因,所以混凝土的堿性狀態(tài)很容易改變,堿性變化將會導(dǎo)致鋼筋鈍化膜消失并出現(xiàn)銹蝕問題。而銹蝕則是混凝土結(jié)構(gòu)性能失效的主要原因,只要能夠提高銹蝕檢測能力,就能夠降低由鋼筋腐蝕所造成的負面影響。在銹蝕檢測過程中,一般可以通過失重速率、銹蝕深度等參數(shù)指標來表示銹蝕情況,例如失重速率可以體現(xiàn)出銹蝕性能,而截面損失率則能表現(xiàn)出鋼筋局部銹蝕情況。
在銹蝕檢測期間,電化學檢測可以通過分析混凝土腐蝕體系中的電化學特征來掌握腐蝕程度與腐蝕速度。自然電位法是電化學檢測中的常見檢測方式,該方法可以通過檢測鋼筋電極的電位來實現(xiàn)對銹蝕狀態(tài)的分析,但是因為這種檢測方式非常特殊,所以在實際檢測中容易在外界氣候因素的影響下而受到干擾,而且該方法只能進行單點檢測。但是由于自然檢測法的檢測速度快、適用范圍廣,所以該方法已經(jīng)成為一種常見檢測方式。相較于電化學檢測,物理檢測法更加重視從電阻、電磁等物理特性來分析鋼筋材料的當前銹蝕情況,如渦流探測法、射線法便是較為常見的檢測方式。不同檢測方法的適用范圍各不相同,所以必須結(jié)合實際情況來選擇相對更為適合的檢測方式,以此來讓檢測效果變得更好。
在建筑鋼筋工程中,所有鋼筋的實際受力情況都存在差異性,因此為了讓鋼筋材料發(fā)揮出應(yīng)有的效果,并提高鋼筋施工安全性與穩(wěn)定性,就應(yīng)該針對鋼筋應(yīng)力情況進行檢測。通過了解現(xiàn)場情況以及梁板的配筋方式,可以大致掌握鋼筋受力情況。
檢測期間要選擇最大受力部位來進行測試,因為該區(qū)域的鋼筋應(yīng)力將會體現(xiàn)出構(gòu)件承載力。通過鑿去保護層并在鋼筋外力位置粘貼應(yīng)變片,可以通過設(shè)備儀器分析應(yīng)變情況,而且結(jié)合鋼筋直徑減小量還能通過檢測結(jié)果來計算分析出實際應(yīng)力。
在鋼筋檢測過程中,拉伸測試是分析力學參數(shù)的關(guān)鍵。但是在實際檢測中,卻經(jīng)常會出現(xiàn)拉伸速度不穩(wěn)定的情況,速度變化將會導(dǎo)致拉伸檢測結(jié)果與真實結(jié)果出現(xiàn)偏差。例如,當拉伸速度過快時,就會導(dǎo)致鋼筋拉伸屈服點產(chǎn)生變化。
在鋼筋檢測期間,能夠影響到最終檢測結(jié)果的因素有很多,其中設(shè)備影響往往最為嚴重,因為檢測設(shè)備是開展檢測工作的基礎(chǔ),如果在檢測階段設(shè)備出現(xiàn)了故障問題,就會導(dǎo)致鋼筋檢測中止,嚴重時還會因為檢測結(jié)果錯誤而給人一種錯誤參考。一旦無法保證鋼筋檢測結(jié)果是否真實,就會導(dǎo)致劣質(zhì)鋼筋的出現(xiàn)概率大幅增加。因此,為了提高檢測精確度,就必須加強檢測設(shè)備管理,通過定期針對設(shè)備性能進行檢查并開展性能管理,以此來確保檢測設(shè)備能夠發(fā)揮出應(yīng)有的檢測效果。除此之外,還可以針對重點檢查設(shè)備開展備品管理,避免在檢測階段因為設(shè)備故障而影響到檢測結(jié)果準確性。
有學者在研究中發(fā)現(xiàn),鋼筋檢測環(huán)境會嚴重影響最終得出的檢測結(jié)果,例如在鋼筋檢測環(huán)境溫度較高時,就會導(dǎo)致檢測出的屈服強度參數(shù)有所下降。因此在不穩(wěn)定的檢測環(huán)境中進行材料性能分析,將有可能導(dǎo)致力學性能檢測結(jié)果受到影響[6]。因此,為了保證檢測環(huán)境穩(wěn)定性,就必須結(jié)合拉伸試驗規(guī)程將試驗室溫控制在10℃~35℃之間,如果檢測工作對溫度的要求更加嚴格,則還應(yīng)該進一步加強鋼筋檢測環(huán)境問題控制。
鋼筋檢測作為技術(shù)性工作,檢測結(jié)果與人員技術(shù)水平息息相關(guān),檢測人員作為開展檢測工作的關(guān)鍵,為了提高檢測效果,就必須解決人員素養(yǎng)問題。通過加強人員培養(yǎng),從技術(shù)能力、責任感等多個維度加強鋼筋檢測人員的綜合素養(yǎng),可以大幅提高鋼筋檢測最終結(jié)果的精確度。為了提高鋼筋檢測水平,只有從設(shè)備、環(huán)境、人才三個維度全面加強檢測管理,才能避免檢測質(zhì)量問題的發(fā)生,并且確保檢測工作得以順利推行下去。
在鋼筋檢測過程中,取樣是不可缺少的重要工作,由于不可能針對所有鋼筋材料進行性能檢測,所以只能隨機抽取樣品以局部檢測來代表其他鋼筋材料進行檢測。所以為了提高檢測精度,就必須確保獲取的樣品具有代表性,在檢測期間,應(yīng)該在取樣中做好如下幾點:第一,同批次鋼筋材料應(yīng)該結(jié)合鋼筋數(shù)量多次進行取樣抽檢,而且取樣期間所采用的鋼筋必須統(tǒng)一批號、規(guī)格等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。第二,取樣期間要堅持隨機抽樣,只有保證樣品隨機性,才能提高樣品代表性。第三,在截取樣品時,嚴禁利用氧氣切割的方式對樣品進行切割,否則將會對鋼筋結(jié)構(gòu)造成嚴重的破壞。
拉伸檢測是分析鋼筋材料力學性能的重要檢測方法,在檢測過程中,應(yīng)該在取樣結(jié)束后對樣品表面的性能質(zhì)量進行分析,并判斷是否存在表面缺陷,分析期間還應(yīng)該適當測量鋼筋直徑。在檢測正式開始前,還需要進行標記。
在檢測下屈服強度時,應(yīng)該在材料屈服后,不算初始瞬時效應(yīng)所產(chǎn)生的最小力便是下屈服強度,如果利用度盤指針進行參數(shù)檢測,就會因為人工檢測精度不足而影響到檢測結(jié)果的準確性。所以為了提高檢測精度,可以利用萬能試驗機和電腦來采集鋼筋數(shù)據(jù),提高檢測數(shù)據(jù)采集時的數(shù)據(jù)精度。在檢測斷后伸長率時,從檢測原則的角度出發(fā),應(yīng)該確保斷裂位置處于最近標距標記的間距大于1/3,否則檢測數(shù)據(jù)將有可能產(chǎn)生偏差。
在鋼筋檢測過程中,鋼筋塑性檢測非常關(guān)鍵。一般而言,鋼筋在出現(xiàn)斷裂問題之后,可以將鋼筋伸長量視為鋼筋的塑性參數(shù),因此從鋼筋性能的角度出發(fā),在鋼筋拉伸試驗結(jié)束后,鋼筋斷裂時的鋼筋伸長率便是分析鋼筋塑性參數(shù)的關(guān)鍵。而從拉伸開始直到鋼筋斷裂之前的拉伸長度比值便是分析鋼筋塑性的核心。在開展伸長率檢測時,必須選擇能夠滿足檢測標準的標距測量設(shè)備,通過高性能儀器設(shè)備能夠有效提高測量階段的結(jié)果精確度。在測試期間需要結(jié)合拉伸試驗開展時的相關(guān)規(guī)定來開展一系列測量工作。通常情況下,鋼筋標距測量設(shè)備需要確保斷后測量分辨率能夠控制在0.1mm 以內(nèi),只有這樣才能最大限度地滿足檢測時的精度需求。與此同時,還應(yīng)該確保隱含原始標距測量需求與規(guī)定測量過程之間的一致性。在如今的測量工作中,由于絕大多數(shù)設(shè)備儀器的精度在0.5mm~1mm 之間,所以在無法保證設(shè)備精度的情況下,可以將主要測量工具設(shè)置為游標卡尺,游標卡尺能夠基本滿足鋼筋伸長率的實際檢測需求。
由于鋼筋檢測的影響因素有很多,所以為了提高檢測結(jié)果的精確性,就必須在檢測環(huán)節(jié)重點加強過程管理。通過提前完善檢測制度并制定出一系列切實可行的檢測流程,可以將鋼筋檢測階段的不穩(wěn)定因素減少,進而提高檢測結(jié)果的整體精度。在鋼筋檢測期間,通過全面梳理檢測過程中的每個環(huán)節(jié),并加強檢測過程控制,可以從多個維度實現(xiàn)對鋼筋檢測技術(shù)的優(yōu)化。例如通過嚴格控制拉伸環(huán)節(jié)的拉伸速度,可以避免因為拉伸速度的不規(guī)則變化而導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)波動。而在冷彎試驗中,則需要讓檢測人員嚴格控制彎心直徑與角度,并在檢測過程中不斷記錄鋼筋材料在彎曲之后呈現(xiàn)出的表面狀態(tài)。不同的檢測方式必然帶有不同的檢測流程,只要能夠加強檢測過程管理,就能避免因為檢測中的細節(jié)問題而影響到最終檢測結(jié)果的精確性。除此之外,在檢測過程管理期間還需要重點關(guān)注檢測設(shè)備的實際性能參數(shù),降低檢測設(shè)備對檢測結(jié)果造成的影響,必要時還可以結(jié)合操作手冊,組織檢測人員掌握操作方法,通過加強人員操作監(jiān)管并針對不當操作進行懲處,能夠避免因為設(shè)備操作問題而出現(xiàn)檢測失誤的情況。
總而言之,在建筑工程中,鋼筋作為最常見的施工材料之一,鋼筋檢測的重要性毋庸置疑,通過對鋼筋檢測內(nèi)容及檢測要點分析研究,可以從鋼筋檢測中的細節(jié)內(nèi)容實現(xiàn)對檢測工作的全方位優(yōu)化。相信隨著更多人意識到鋼筋檢測技術(shù)的重要性,鋼筋檢測技術(shù)將會變得更加完善。