市政路橋工程建筑材料質量檢測措施

楊 剛

山東華邦建設集團有限公司,山東 濰坊 261071

0 引言

市政路橋工程的建筑材料包括鋼筋、碎石、砂、水泥、砂漿、混凝土等,材料檢測的質量直接影響工程質量。在各類原材料的進場驗收階段,應根據技術規范檢驗其性能,如鋼筋的伸縮性、彎曲性和質量偏差等進行檢測;進入施工階段,應檢測混凝土的抗壓強度、坍落度、密度等性能參數,以提高施工材料的整體質量,降低隱患發生的概率。本文基于某市政路橋工程,分析了影響材料質量檢測的因素,并以混凝土抗壓強度檢測和瀝青密度檢測為例,提出了材料質量檢測的詳細步驟,可為相關工作的開展提供實踐參考。

1 某市政路橋工程概況

某市政公路橋梁的上部結構采用鋼筋混凝土簡支T型梁,跨徑組合為8 m×20 m,每跨T型梁數量為12片,采用C30混凝土進行澆筑。橋面設計為雙向四車道,寬度達到28.0 m,載荷水平為汽-20、掛-100,橫向組成包括人行道、非機動車道、機動車道、分隔線、機動車道、非機動車道、人行道,各部分的寬度為3.0、3.0、7.5、1.0、7.5、3.0、3.0 m。在T型梁下部設置樁柱式橋墩,每排5根,單樁直徑為100 cm。

2 建筑材料的分類及質量檢測內容

2.1 施工材料的分類

根據案例市政路橋工程的設計方案,其橋梁施工原材料包括水泥、粗骨料、細骨料、外加劑、鋼筋、瀝青混凝土。主筋采用HRB335鋼筋,箍筋設計為Q235鋼筋,瀝青混凝土用于橋面鋪裝。C30混凝土的設計配比如表1所示。

表1 混凝土簡支T型梁C30混凝土設計配比

2.2 施工材料質量檢測項目

為保證橋梁工程的設計強度和施工質量,在施工之前必須按照工程技術規范檢驗各類原材料和混凝土的性能,各類材料的檢測內容如表2所示。

表2 施工材料檢測項目

3 建筑材料檢測質量的影響因素

3.1 標準試件的制備與養護

水泥、砂漿、混凝土的檢驗內容和方法具有一定的相似性,需要制作標準試件,并進行充分的養護,待試件在標準養護條件下達到預期的強度之后,再開展抗壓、抗折、凝結時間等試驗內容[1]。如果試件制作不規范、養護不到位、加荷方法不正確,材料檢驗的結果將會受到影響。

3.2 檢測環境

施工材料的應用與環境因素存在密切的聯系:制備砂漿、混凝土時,應保證其含水率;混凝土澆筑施工對環境溫度和濕度也提出了一定的要求,如果溫度過低,有可能引起混凝土凍脹,溫度過高時容易造成水分流失,影響配比。因此,在檢驗施工材料的性能時,應保證良好的環境條件。以砂漿強度檢驗為例,根據相關規范,環境溫度應達到18～22 ℃,環境相對濕度應達到50%,否則會影響檢驗結果的準確性[2]。

3.3 材料取樣

在砂、碎石、鋼筋等材料的性能檢驗中,要求檢驗人員對材料進行取樣,如果取樣方法不規范、取樣結果不具代表性、取樣數量不足,都會影響材料檢驗的效果。例如,在碎石的顆粒級配、泥塊含量、不規則顆粒含量檢測中,規定了最少取樣量,如果取樣數量不足量,將影響檢測結果的可靠性。

4 路橋工程建筑材料質量檢測措施

鑒于案例路橋工程所用建筑材料較多,文章篇幅有限,本文以混凝土抗壓強度檢測和瀝青密度檢測為例,從嚴格制作試件、加強材料取樣的規范性以及落實標準的試驗方法等方面闡述控制檢測質量的舉措。

4.1 混凝土抗壓強度檢測

4.1.1 標準試件制作

在進行混凝土抗壓強度試驗過程中,制作了150 mm×150 mm×150 mm的立方體標準試件,能夠較為準確地反映混凝土在實際應用中的抗壓能力。由于需要測試混凝土軸心抗壓強度,以及靜力受壓彈性模量的試驗,除了立方體試件,還制作了150 mm×150 mm×300 mm的棱柱體標準試件,這種試件形狀的設計考慮了試驗的特定要求,能夠更好地模擬混凝土在實際工程中受力的情況。

在制備混凝土試件時,每層混凝土的厚度通常控制在30 mm,并同步進行振搗操作,通過振搗排除混凝土中的氣泡以及多余的水分,確保混凝土在試件模具中均勻分布和密實。當進行上層混凝土的振搗時,應將振搗棒插入下層混凝土30 mm,以確保2層混凝土之間的良好結合。每10 000 mm2的混凝土截面應至少振搗12次,以保證混凝土的整體均勻性和密實性。

在完成試件制備工序后,需要對試件進行養護,養護齡期為28 d,齡期的允許偏差見表3,務必確保混凝土達到設計強度。

表3 混凝土試件制作養護齡期允許偏差

4.1.2 試驗方法及結果

完成試件制作之后,將其安裝并固定在壓力試驗機上,操作時必須確保試驗機的承壓板調整得當,上下公差、平行度公差分別小于0.04、0.05 mm,避免因設備問題導致的數據偏差。

接下來需要按照0.3～1.0 MPa/s的速度連續均勻地向試件施加壓力,制備的C30混凝土試塊檢測中,加荷速度要設置在0.5～0.8 MPa/s。需要注意的是,該階段的加載速度應根據具體的工程要求以及材料特性來靈活控制,這樣既能保證試驗的順利進行,又能避免因加載速度過快或過慢而對試驗結果產生影響。當混凝土試件在壓力作用下發生破壞時,研究人員記錄下此時的載荷值,記為F,同時,測量試件的承壓面積A。通過這2個數據計算出試件的抗壓強度為F/A。此外,為了確保試驗結果的準確性,通常應進行多次試驗,并取多次試驗結果的平均值作為最終的抗壓強度試驗結果。

本次研究中,使用同批次的試件,對C30混凝土試塊進行了3種類型的抗壓強度檢測,并分別進行了3次不同的項目檢測,避免因個體差異或偶然因素導致出現誤差的情況,其結果如表4所示。

表4 C30混凝土試塊強度檢測統計 單位:MPa

從表4中可以看出,3種類型的C30混凝土試塊抗壓強度數值均達到了合格標準。其中,全部試塊的平均抗壓強度大于等于35.3 MPa,28 d標準養護試塊的平均抗壓強度大于等于36.2 MPa,同條件養護試塊的平均抗壓強度為大于等于34.5 MPa。這些數值均高于C30混凝土的抗壓強度等級要求,表明該工程混凝土結構在強度方面具有較高的保證。進一步分析可以發現,標準養護試塊和同條件養護試塊的抗壓強度數值相差不大,說明該工程在混凝土施工過程中,對混凝土養護的控制較為到位,沒有出現明顯的養護不足或過度養護的情況,有助于保證混凝土結構的整體強度和穩定性。

4.2 瀝青密度檢測

4.2.1 檢測方法及計算方法

該橋梁工程的路面以密集配瀝青混凝土鋪筑而成,其檢測內容包括密度、抗剪強度、單軸壓縮試驗等。試驗之前應獲取試件,可在路面鋪筑時切割作業現場的材料,或者在室內制作試件。

本次檢測采用表干法,待試件表面徹底干燥之后,稱取其質量,記為ma,保持溢流箱水箱溫度,控制在25 ℃左右,偏差不超過0.5 ℃[3]。將網籃掛在試驗裝置上,浸入溢流水箱,待天平調平、復零后,再將干燥的瀝青混凝土試件放置在網籃中,200～230 s后,取出試件,重新稱取質量,記為mw。取出試件之后,使用毛巾將其表面的水分擦干,使其達到表干程度,稱取此時的質量,記為mf。模試件的毛體積相對密度計算方法如下。

(1)

式中:γf為試件的毛體積相對密度;ma為干燥試件的空中質量;mw為試件的水中質量;試件的表干質量記為mf。將試件的毛體積密度記為ρf,則該指標的計算方法如下。

(2)

式中:ρw為25 ℃時水的密度,取值為0.977 1 g/cm3。

4.2.2 檢測過程及結果

對該橋梁工程路面進行鉆芯取樣10個。試驗使用儀器設備為靜水天平,廠家為上海良平儀器儀表有限公司,型號YP50001,經檢定合格,準確度為Ⅲ級,最大允許誤差為±0.1 g[4]。經試驗,10 個芯樣的空氣中質量、表干質量、水中質量及毛體積相對密度各項指標數據匯總如表5所示。

表5 毛體積密度試驗結果

通過檢測結果可知,該工程10個瀝青混凝土試塊的毛體積密度試驗結果中,毛體積密度平均值為(2.153±0.004) g/cm3,滿足標準規范要求[5]。

5 結束語

路橋工程施工中需要使用的建筑材料種類較多,其中混凝土、瀝青是最為常見材料,基于某市政路橋工程,本文重點對這2種材料的檢測方法進行總結分析,明確工程施工質量,客觀判定施工結果是否滿足設計要求。經過研究表明,該工程所用材料和施工結果均達到標準規范要求。