道路桥梁工程原材料试验检测技术探究
摘要
关键词
道路桥梁工程;原材料;试验检测技术
正文
前言
原材料作为道路桥梁工程的物质基础,其性能是否达标对工程整体质量起着决定性作用。科学、准确的试验检测手段能够对原材料的各项指标进行有效评估,筛选出合格的原材料用于工程建设,同时也能为后续施工工艺的调整以及质量控制提供关键的数据支撑。因此,对道路桥梁工程原材料试验检测技术进行深入探究具有十分重要的现实意义。
1现代化试验检测工艺技术
1.1智能化检测技术应用
智能化检测技术通过物联网、人工智能与数字孪生技术的深度融合,构建了全要素感知、全流程管控的新型检测体系。在材料检测领域,基于机器视觉的智能识别系统可自动完成钢筋锈蚀等级评估与尺寸偏差测量,通过深度学习算法实现缺陷特征的精准识别。该系统采用YOLOv5目标检测模型,可同时识别多种类型缺陷,并通过边缘计算设备实现现场实时分析。
1.2无损检测技术
无损检测技术通过多物理场耦合实现材料内部性能的非破坏性评估。超声波相控阵技术采用电子聚焦与动态扫描,可对混凝土结构进行三维成像检测,精准定位孔洞、裂缝等缺陷,检测深度可达1.5米。冲击回波法与空气耦合超声技术的联合应用,可有效判别预应力管道压浆饱满度,通过分析应力波反射信号特征,实现缺陷类型的智能分类。电磁检测技术在钢筋检测中展现独特优势,脉冲涡流技术可穿透30mm厚混凝土保护层,获取钢筋直径、位置及锈蚀率等参数。
1.3快速检测技术
快速检测技术通过微型化设备与化学分析方法创新,显著缩短检测周期。基于X射线荧光光谱的手持式分析仪可在5分钟内完成材料化学成分定性分析,支持多元素同时检测;微型X射线衍射仪实现骨料矿物组成的快速鉴定,检测时间从传统方法的24小时缩短至1小时。微流控芯片技术在混凝土耐久性检测中取得突破,通过微通道内的电迁移实验,可将氯离子迁移系数检测周期从28天压缩至24小时。表面增强拉曼光谱技术实现沥青老化程度的现场快速评估,通过特征峰强度变化定量分析羰基指数;离子色谱法可在15分钟内完成外加剂中Na+、K+、SO42-等离子浓度检测,为精准控制外加剂掺量提供数据支持。
2原材料试验检测内容
2.1集料的试验检测
(1)集料的物理性质试验检测。采用筛分法完成颗粒级配试验,目的是确定集料颗粒大小的分布情况,以判断其是否符合工程要求的级配范围。将集料试样通过一套标准筛,对于粗集料,筛孔尺寸从大到小依次有75mm、63mm、53m等;对于细集料,筛孔尺寸有4.75mm、2.36mm、1.18mm等。分别称量各筛上的筛余量,计算出通过各筛孔的质量百分率。根据试验结果绘制级配曲线,对照工程设计要求的级配范围(如连续级配或间断级配)来判断集料是否合格。如果级配不良,可能导致混合料的空隙率过大或过小,影响其性能。以网篮法完成表观密度试验,测定集料在自然状态下单位体积(包括内部封闭孔隙)的质量,用于混合料配合比设计等。取适量集料试样,放入盛水容器中,注入洁净的水并浸泡24h,使其充分吸水饱和。将饱和面干集料装入网篮,挂在天平上,称出其在水中的质量mw(g)。取出网篮,用拧干的湿毛巾轻轻擦去集料表面的可见水,称出其表干质量mf(g)。堆积密度是测定集料在自然堆积状态下单位体积的质量,对于估算材料的用量和储存体积等有重要意义。用平头铁锹铲起集料,使其自由落入容量筒内,此时,从铁锹的齐口至容量筒上口的距离应保持为50mm左右,装满后刮平表面,称出容量筒和集料的总质量,减去容量筒质量得到集料的质量,再除以容量筒体积得到堆积密度。
(2)集料的力学性质试验检测。
压碎值试验用来衡量粗集料抵抗压碎的能力,以评价其在道路桥梁工程中的适用性。取一定规格的粗集料试样,分三层装入标准压碎值测定仪的试模中,每层用捣棒均匀捣实。将装有试样的试模放在压力机上,在规定的加载速率下施加荷载,直至达到规定的荷载值(通常为400kN)并稳定一定时间。以洛杉矶磨耗试验为例测定集料抵抗摩擦、撞击和磨耗的综合能力,反映其在使用过程中的耐磨性能。将一定质量的集料试样和一定数量的钢球放入洛杉矶磨耗试验机的圆筒内。圆筒以规定的转速旋转一定的转数(如500r),使集料在钢球的撞击和摩擦作用下产生磨耗。在道路路面和桥梁桥面等易受车辆磨损的部位,需要选用磨耗率低的集料,以保证工程的使用寿命。
(3)集料的化学性质试验检测。
亚甲蓝试验(MBV试验):通过亚甲蓝吸附反应定性定量检测细集料中膨胀性粘土矿物(如蒙脱石)含量,MBV值(g/kg)反映洁净度。
轻物质含量试验:利用氯化锌重液(密度1.98±0.02)浮选分离密度<2.0的杂质(如煤、木屑)。
有机物含量试验:利用3% NaOH溶液提取有机质(腐殖酸),通过与鞣酸标准溶液比色判断污染程度。
硫酸盐及硫化物试验:酸溶法:适用于检测总硫酸盐(水溶+酸溶);水溶法:仅测水溶性硫酸盐(再生集料禁用)。
2.2沥青混凝土试验检测
(1)沥青混合料性能检测。马歇尔试验用于确定沥青混合料的最佳沥青用量和评价其物理力学性能。首先按照不同的沥青用量制备马歇尔试件(直径101.6mm,高度63.5mm),通过击实的方式成型。测量试件的密度(包括毛体积密度、表干密度等),计算空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度等体积参数。对试件进行马歇尔稳定度和流值测试。稳定度是指试件在规定的加载速率下所能承受的最大荷载(kN),流值是指试件达到最大荷载时的垂直变形(0.1mm)。根据试验结果绘制稳定度、流值、空隙率等指标与沥青用量的关系曲线,从而确定最佳沥青用量。同时,马歇尔稳定度和流值也用于评价沥青混合料的强度和变形性能。
(2)针片状颗粒含量应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)要求(如下表)。
2.3水泥混凝土试验检测
水泥混凝土试验检测技术需要两项关键测试手段:勃氏法测定水泥比表面积,以及运用地质雷达检测技术对检测目标施加高频电磁波进行内部探测。勃氏法,作为一种精确测量水泥混凝土比表面积的方法,其原理在于利用气体通过水泥混凝土粉末层时的渗透性来推算表面积。在操作过程中,首先需将水泥混凝土样品粉碎至一定粒度,然后置于勃氏透气仪中。通过向仪器内注入一定量的气体,并测量气体通过样品层所需的时间,结合已知的气体流量和样品质量,即可计算出水泥混凝土的比表面积。比表面积的大小直接影响到水泥混凝土的许多关键性能,如强度、耐久性和工作性等。较大的表比面积意味着水泥颗粒间的接触面积更大,有利于水化反应的进行,提高混凝土的强度。
结束语
综上所述,道路桥梁工程原材料试验检测技术是保障工程质量的关键环节。通过运用物理、化学、力学等多方面的检测技术,对水泥、砂石、沥青等各类原材料进行严格检测,能够准确掌握原材料的质量状况,为工程建设把好第一道质量关。在未来的道路桥梁工程建设中,应持续重视原材料试验检测技术的研究与应用,积极推广先进的检测方法,提高检测的自动化、智能化水平。更好地保障道路桥梁工程原材料质量,为相关工程的可持续发展奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]刘继伟.道路桥梁工程施工原材料试验检测技术[J].交通世界,2024(Z1):211-213.
[2]王笑.道路桥梁工程的原材料试验检测与优化建议[J].工程建设与设计,2023(10):177-179.
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