建筑工程鋼筋檢測試驗(yàn)技術(shù)及未來發(fā)展趨勢探討

張國強(qiáng)

（廣州開發(fā)區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測中心， 廣東 廣州 510000）

0 引言

在建筑工程中，大量的鋼筋得到了使用。一旦鋼筋存在質(zhì)量問題，將給工程留下較大隱患。因此在工程檢測方面，鋼筋檢測試驗(yàn)技術(shù)是重要技術(shù)手段，需要得到科學(xué)運(yùn)用，才能使存在性能缺陷的鋼筋被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避免劣質(zhì)鋼筋投入使用。伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展，各種新技術(shù)也陸續(xù)得到了應(yīng)用。因此，還應(yīng)加強(qiáng)鋼筋檢測試驗(yàn)技術(shù)研究，并對其未來發(fā)展趨勢進(jìn)行掌握，從而做到采取科學(xué)方法完成鋼筋檢測試驗(yàn)，繼而為工程建設(shè)質(zhì)量和安全提供保障。

1 建筑工程鋼筋檢測試驗(yàn)技術(shù)

在建筑工程中，對鋼筋材料進(jìn)行檢測試驗(yàn)需要明確檢測目標(biāo)，從而選取合理的檢測試驗(yàn)技術(shù)。結(jié)合鋼筋使用需求，需要在鋼筋材料質(zhì)量合格，性能可以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。此外，還要結(jié)合焊接工藝使用要求進(jìn)行鋼筋檢測，重點(diǎn)需要對焊接骨架、焊接網(wǎng)進(jìn)行檢測。

1.1 原材料性能檢測

在建筑工程建設(shè)階段，鋼筋作為重要原材料，在進(jìn)入施工現(xiàn)場后應(yīng)按照《金屬材料拉伸試驗(yàn)室溫試驗(yàn)方法》（GB/T 228—2010）、《鋼筋混凝土用鋼熱軋帶肋鋼筋》（GB 1499—2018）等多項(xiàng)規(guī)定開展檢測試驗(yàn)，確認(rèn)材料合格后才能投用。相較于外觀檢測和合格證書檢測，原材料性能檢測為核心內(nèi)容，需要做到合規(guī)使用檢測試驗(yàn)技術(shù)，確認(rèn)各項(xiàng)性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。具體來講，就是需要對鋼筋拉伸性、彎曲性等性能進(jìn)行檢測。

1.1.1 拉伸性能檢測

在拉伸性能檢測試驗(yàn)中，采用拉伸率對性能進(jìn)行說明，可以通過拉力試驗(yàn)機(jī)開展試驗(yàn)，完成鋼筋抗拉強(qiáng)度顯示。在試驗(yàn)操作中，以20mm鋼筋為例，按照規(guī)定需要游標(biāo)卡尺對鋼筋直徑進(jìn)行測量，確認(rèn)在規(guī)定偏差范圍內(nèi)后利用公稱直徑作為橫截面積，對原始標(biāo)距進(jìn)行標(biāo)記[1]。標(biāo)距為公稱直徑5倍，即100cm，利用連續(xù)標(biāo)點(diǎn)機(jī)在中間位置標(biāo)注實(shí)際距離。標(biāo)記時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，使針頭靠近鋼筋縱肋為拉伸后的伸長率觀察提供便利。在試驗(yàn)機(jī)上下鉗口位置進(jìn)行鋼筋?yuàn)A持，保證中間位置垂直后，將兩端夾掉10cm，平行長應(yīng)達(dá)到100cm以上。按照規(guī)定進(jìn)行加載，可以采用應(yīng)變速率或應(yīng)力速率進(jìn)行加荷速率控制。拉斷后，應(yīng)對斷裂位置進(jìn)行完全拼接，然后進(jìn)行伸長率測量。將測量得到標(biāo)距減去原始標(biāo)距，可以得到增加數(shù)值，與原始標(biāo)距的比值則為斷后伸長率。在試驗(yàn)過程中，應(yīng)注意記錄屈服點(diǎn)荷載，即加荷至數(shù)值保持不變的狀態(tài)，得到數(shù)值則是鋼筋最大抗拉極限。

1.1.2 彎曲性能檢測

對鋼筋彎曲性能開展試驗(yàn)，一般采取冷辦法進(jìn)行鋼筋處理，利用彎曲試驗(yàn)機(jī)或萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行操作。針對HRB400等普通鋼筋，需要開展冷彎試驗(yàn)。對HRB400E等加強(qiáng)筋，需要開展反向彎曲試驗(yàn)。開展冷彎試驗(yàn)，需做好彎曲壓頭直徑選擇，并對兩支輥間距進(jìn)行調(diào)節(jié)。在兩個(gè)支點(diǎn)上放置試件，使焊縫中心線與壓頭中心線保持一致，能夠利用壓頭在兩個(gè)支點(diǎn)中間加壓，促使試件彎曲至180°。根據(jù)鋼筋型號，可以確定彎芯直徑，為3-6倍公稱直徑，確認(rèn)鋼筋是否發(fā)生裂痕或斷裂。試驗(yàn)期間，應(yīng)做到緩慢、平穩(wěn)加載，速率為60°/s左右。開展反向彎曲試驗(yàn)，需要先進(jìn)行正向彎曲，達(dá)到90°后置于100±10°條件下保溫至少30min。在試件自然冷卻后，可以反向彎曲，速度不超20°/s。完成彎曲試驗(yàn)后，需要加強(qiáng)試件觀察，確保表面不存在任何裂紋。

1.1.3 其他檢測

在焊接施工前，還要對試驗(yàn)鋼筋進(jìn)行抽取，完成焊接工藝性能試驗(yàn)。如采用電渣壓力焊等技術(shù)進(jìn)行鋼筋焊接，需要在兩鋼筋間隙通過電流，產(chǎn)生電阻熱和電弧熱。在焊接件冷卻后，還要進(jìn)行力學(xué)性能檢測試驗(yàn)。具體來講，就是對焊接頭進(jìn)行拉伸和彎曲試驗(yàn)，確保強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定數(shù)值。通常來講，采用拉伸性試驗(yàn)對鋼筋性能等級進(jìn)行確認(rèn)。無法滿足試驗(yàn)條件，可以開展彎曲試驗(yàn)。在試驗(yàn)操作中，需要完成3個(gè)接頭選取，將受壓面凸起部分提前去除，與鋼筋表面齊平，然后彎曲90°。如果有2個(gè)及以上接頭在接縫位置出現(xiàn)斷裂，說明產(chǎn)品不合格。

對鋼筋腐蝕性進(jìn)行檢測試驗(yàn)，通常采取電阻檢測法，另外也可以采用電化學(xué)方法等。實(shí)施電阻檢測，由于腐蝕位置發(fā)生氧化還原反應(yīng)，內(nèi)部電離子速度較快，可以成為鋼筋整體的陰極，使不同位置在陰陽兩極電勢差驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生電流[2]。根據(jù)檢測結(jié)果，可以得知鋼筋銹蝕程度，為工程施工選擇鋼筋提供依據(jù)。

1.2 焊接骨架、焊接網(wǎng)檢測

在完成原材料基礎(chǔ)性能檢測后，還要對焊接骨架、焊接網(wǎng)等進(jìn)行重點(diǎn)檢測，進(jìn)一步確認(rèn)鋼筋性能是否可以達(dá)到工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)際在檢測階段，除了完成外觀檢測，需要進(jìn)行性能檢測。針對同類制品，需要進(jìn)行分批抽檢，按照規(guī)定分組限量從每批成品中切取試樣，做到每批抽查10%，至少為3件。

在外觀檢測階段，需要確認(rèn)鋼筋壓入深度，冷加工鋼筋為公稱直徑0.3-0.35倍，熱軋鋼筋為0.3-0.45倍，確保每件制品漏焊、焊點(diǎn)脫落等缺陷數(shù)不超總數(shù)4%。在焊接網(wǎng)上，應(yīng)確認(rèn)交叉點(diǎn)開焊數(shù)不超總數(shù)1%。對縱橫方向3-5個(gè)網(wǎng)格尺寸進(jìn)行檢查，確認(rèn)尺寸允許偏差不超±10mm。尺寸小于規(guī)定值或受力鋼筋大于8mm，需要完成試驗(yàn)網(wǎng)片焊接，然后進(jìn)行試樣切取。

如果焊接骨架采取直徑不同的鋼筋焊接而成，需要對各種組合開展力學(xué)檢測。鋼筋較小，可以開展拉伸試驗(yàn)，不低于550MPa。針對冷軋帶肋、低碳鋼絲、熱軋鋼筋三類焊點(diǎn)，需要開展抗剪試驗(yàn)。其中，冷軋帶肋的焊點(diǎn)應(yīng)開展橫、縱兩個(gè)方向的拉伸試驗(yàn)，并開展彎曲試驗(yàn)。按照規(guī)定彎曲至180°，應(yīng)確認(rèn)無橫向裂紋產(chǎn)生。

2 建筑工程鋼筋檢測試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展趨勢

結(jié)合鋼筋檢測試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用情況可知，在各種試驗(yàn)設(shè)備、設(shè)施得到更新的背景下，相關(guān)技術(shù)也取得了不斷發(fā)展，呈現(xiàn)出科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢。

2.1 科學(xué)化發(fā)展

從建筑工程鋼筋檢測試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用情況來看，需要借助各種儀器開展檢測試驗(yàn)。而伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，檢測試驗(yàn)技術(shù)也將取得進(jìn)步。目前在公路橋梁等工程建設(shè)階段，在室內(nèi)利用試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行鋼筋力學(xué)性能檢測無法滿足施工要求。而應(yīng)用無損檢測技術(shù)、雷達(dá)試驗(yàn)檢測技術(shù)等多種技術(shù)，能夠在現(xiàn)場開展高效檢測工作。采用紅外射線檢測技術(shù)，可以直接對鋼筋內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行檢測，確認(rèn)是否存在損傷、裂縫等問題，因此能夠滿足現(xiàn)場試驗(yàn)要求。如在鋼筋保護(hù)層厚度檢測方面，如果厚度超限將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出耐久性下降問題。對保護(hù)層厚進(jìn)行檢測，如果采取傳統(tǒng)檢測技術(shù)，需要將鋼筋表面保護(hù)層去除，給結(jié)構(gòu)帶來破壞的同時(shí)，影響施工進(jìn)度[3]。采用鋼筋探測器和保護(hù)層厚測試儀，根據(jù)檢測器平面上顯示的線條，在線條與第一點(diǎn)重合值達(dá)到最低時(shí)可以確定鋼筋位置。但如果第二次測量誤差超出1mm，還要重新檢測。不確定鋼筋直徑，對相鄰鋼筋進(jìn)行檢測需要保證測量點(diǎn)超30%。采用保護(hù)層厚測試儀，能夠直接對鋼筋混凝土內(nèi)部鋼筋直徑、位置等進(jìn)行檢測，在鋼筋間距不超1.5m的情況下可以獲得較高檢測精度，因此能夠滿足檢測試驗(yàn)要求。在與鋼筋檢測試驗(yàn)相關(guān)的技術(shù)得到研發(fā)的基礎(chǔ)上，先進(jìn)的試驗(yàn)儀器可以得到開發(fā)，用于鋼筋檢測試驗(yàn)可以通過自動(dòng)化檢測減少人為誤差產(chǎn)生，提高檢測效率的同時(shí)，保證檢測精度，繼而推動(dòng)鋼筋檢測試驗(yàn)技術(shù)的科學(xué)化發(fā)展。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展

結(jié)合建筑工程鋼筋檢測實(shí)踐可知，試驗(yàn)操作容易受到人員、環(huán)境等各種復(fù)雜因素影響，需要保證環(huán)境溫濕度處于規(guī)定限值內(nèi)，如彎曲試驗(yàn)要求室溫在10-35℃之間，要求嚴(yán)格時(shí)需要控制在23±5℃范圍內(nèi)。在對鋼筋拉伸性能進(jìn)行檢測時(shí)，要求人員按照步驟對試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，完成檢測限量調(diào)整。一旦中間某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則容易導(dǎo)致檢測結(jié)果失效。而在工程建設(shè)期間，鋼筋質(zhì)量能否得到有效控制，直接影響工程整體質(zhì)量。伴隨著工程建設(shè)要求的不斷提高，鋼筋檢測試驗(yàn)程序也將得到不斷完善，促使試驗(yàn)程序能夠在施工現(xiàn)場具有較強(qiáng)可操作性，同時(shí)有效預(yù)防人員違規(guī)作業(yè)的產(chǎn)生。在檢測儀器得到更新的情況下，通過推動(dòng)檢測試驗(yàn)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，也能使儀器得到規(guī)范管理，確保儀器檢修、保養(yǎng)等工作可以按時(shí)開展。具體來講，就是從儀器購置開始建立標(biāo)準(zhǔn)，保證從正規(guī)廠商購買質(zhì)量得到保證的儀器，并對人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，從而按照操作規(guī)范開展各項(xiàng)檢測工作。而在儀器長期使用的過程中，通過落實(shí)定期調(diào)試工作，也能使數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性得到更多保障。從行業(yè)發(fā)展情況來看，建筑工程鋼筋檢測內(nèi)容復(fù)雜，需要遵守的規(guī)范較多，要求人員具備過硬技能。但在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，人員水平參差不齊，給檢測技術(shù)的應(yīng)用效果帶來了較大影響。伴隨著技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，檢測試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可以得到健全，從而有效避免檢測結(jié)果受各種不良因素影響，在保證工程建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)，為工程后期運(yùn)行和維修管理提供支持。

3 結(jié)論

綜上所述，建筑工程鋼筋檢測試驗(yàn)技術(shù)能否得到科學(xué)運(yùn)用，直接關(guān)系到鋼筋質(zhì)量能否得到嚴(yán)格把控。為保證工程的可靠性和安全性，還要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范對鋼筋的拉伸性、彎曲性等各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測，并結(jié)合焊接工藝要求完成焊接骨架、焊接網(wǎng)檢測。伴隨著技術(shù)的發(fā)展，還應(yīng)加快新的檢測技術(shù)應(yīng)用，并制定規(guī)范的檢測流程，繼而使工程鋼筋檢測技術(shù)水平得到不斷提升。