水工混凝土水泥、砂石骨料检测及质量控制

水工混凝土水泥、砂石骨料检测及质量控制

王庆斌

灌云县建科建设工程质量检测中心 江苏灌云 邮编：222200

摘要：随着我国社会经济发展速度不断提升,以水利工程为代表的基础设施建设规模呈现出大幅提升态势,混凝土在实际应用中呈现出较为显著经济性好、便捷性强等优势,这就使得其在未来一段时间内必然会在水利工程等建设中占据主导地位。从本质层面分析,水泥及砂石骨料是混凝土材料的主要组成部分,其中砂石骨料占水泥总体积的3/4以上,由此加强对混凝土中水泥以及砂石骨料等材料质量检测力度在提升混凝土性能方面具有重要影响。由此,当前行业内已经将水泥、砂石骨料检测作为重点研究内容。

关键词：水工混凝土；水泥；砂石骨料

引言

上世纪60年代末，我国在建造贵州省红枫湖水电站时，发现使用当地山砂配制的混凝土无法达到筑坝要求的混凝土强度，在组织科研人员合理攻关后，获得了既符合工程需求且性能上等的机制砂，在提升工程质量的同时，还能够提高施工速度给企业带来较高的经济效益。在1973年，国家的相关部门就已经认识到机制砂的重要作用，并且组织专家召开会议，制定相应的标准和规范，对于各个地区使用机制砂起到了指导性作用，不断的规范和标准，提高施工的效果。在2011年，我国的正式发布《建筑用砂》的标准，其中明确规定了机制砂的标准和参数要求，对于进一步生产指导起到了极为重要的作用。

1案例概述

为深入探究水工混凝土质量检测以及质量控制要点,本文研究中将选取实际案例作为背景进行具体说明。案例工程为某市三条河涌水环境综合治理工程,整个工程涉及市内两个街道辖区范围。其中,A河道水利部分涵盖综合整治9.2km长主河道及两岸排水涵闸；B河道水利部分涵盖综合整治河道2.17km,新建河道2.8km,新建穿堤涵管4处,以及新建穿堤涵箱、桥涵、陂头各1座；C河道水路部分涵盖综合整治河道4.22km,新建河道堤防1.8km,以及穿堤涵箱与陂头各两处。施工技术人员在实际工作中结合工程开展实际需求以及经济性等因素有要求,决定本次施工全部采用商品混凝土,工程中所需混凝土总量为3.7万m3。考虑到混凝土质量对整个工程质量的影响,施工技术人员针对水泥质量检测以及混凝土质量控制方面做出明确安排。

2混凝土缺陷检测模型

针对以往研究多是利用图像单一尺度特征信息进行预测这一问题，该模型采用单阶段目标检测方法，通过主干网络回归目标的类别概率和位置坐标，提高了检测模型的推理速度。主干网络提取输入图像的特征后，通过检测器得到预测结果，解码后生成预测边界框。EfficientNet由多个移动倒置瓶颈卷积块(MBConv)组成。MBConv块使用类似残差连接的结构，不同之处在于在短连接部分应用了SE注意力模块。该模块使网络能够动态调整各通道的权重，重新校准特征来提高网络的表示能力，从而提高特征提取的有效性。为了充分利用不同尺度的特征信息，所提模型在特征利用部分使用三个尺度的特征层进行目标检测。这三个特征层分别位于主干网络的中层、中下层和底层，它们的特征图尺寸分别为（52，52，160），（26，26，384），（13，13，640），其中小尺寸特征图用于检测大尺寸物体，大尺寸特征图负责检测小尺寸物体。对于每个尺度的特征图，首先进行五次卷积操作，其中1×1卷积用于调整特征图通道数，3×3卷积用于提取特征。卷积处理后的特征图一部分用于输出特征层对应的预测结果，另一部分用于反卷积和上采样，然后按照通道维度与其他特征层进行拼接。

3水工混凝土水泥、砂石骨料检测及质量控制

3.1表层代表性修补材料选择

依照选用新型研发产品、引进其他行业使用广泛且效果良好的材料和目前水利行业应用较为成熟的材料这3个方面的思路。具体如下。(1)界面剂。该界面剂是以环氧树脂为基本原料，加入一定数量的化学助剂和填料，经过科学配制而成，可以作为其他表面防护材料的界面粘结剂。该界面剂首次被引进到辽宁地区水利水电枢纽工程上应用。(2)硅烷浸渍剂。硅烷浸渍剂为小分子结构，可渗透到混凝土内部与暴露在酸性或碱性环境中的空气及混凝土内部水分子发生化学反应，形成憎水保护层，从而抑制水分进入到基层中。硅烷浸渍技术首先在欧美发达国家得到了成功的实践应用，但多数是应用于道桥、码头、机场等混凝土结构的防水防腐工程中，水利水电枢纽工程的混凝土结构并未引进使用。我国在2000年后相继将硅烷浸渍处理技术纳入海港工程、公路混凝土工程、铁路混凝土工程的防腐规范中，近些年，硅烷浸渍技术被引进到了水利水电枢纽工程中，作为防水、防氯离子侵蚀和防止冻融破坏的措施。(3)甲基丙烯酸甲酯防水涂料。该防水涂料是由甲基丙烯酸甲酯和引发剂、增塑剂等合成的高分子聚合物，黏度小且可以通过聚合度的控制进行调整，适宜于细裂纹的修复与修补。该材料多应用于民用建筑、路桥等工程的细裂缝修补和防水工程中，在水利水电工程中的应用较少。

3.2混凝土拌和作业控制要点

案例工程施工过程中,混凝土选用商品砼,施工单位在实际工作中严重依照相关标准选用合格的供货商,并对混凝土拌和作业环节进行精准控制,其具体措施包括以下几方面：（1）在拌和时,施工单位严格按照由现场实验室发出的、由监理人签发的配料单进行调配,不得随意变更配料单。如果现场情况发生变化,需要对相关的参数进行修改,应由实验室提供修改指标,并由监理工程师批准。（2）混凝土的拌和达到了《水工混凝土施工规范》SL677-2014的要求。（3）对于混凝土拌和料未达到规定的或由于混合时间太久而废弃的,应将其丢弃在指定的地点。

3.3施工操作性对比试验

通过试验和工程实际应用情况对比，弹性涂料、甲基丙烯酸甲酯防水涂料和甲基丙烯酸甲酯防水涂料都属于双组份材料，按规定进行均匀混合。因此要根据修补面积大小对此类双组分材料进行用量控制。施工中单组份的手刮聚不需要现场配比，可有效减少现场人工配比产生的修补材料质量问题，专门的施工设备无需在涂刮过程中使用，涂层的均匀性可通过分层涂刮施工来实现，有效保证施工质量。单组份膏体状的硅烷浸渍剂材料的施工方法可以为刷涂、滚涂等，垂直立面和天花板面施工尤其适用，流失损失较低，且不改变原有建筑物外观。

3.4砂品质对混凝土性能的影响

(1)砂的级配合理与否直接影响到混凝土拌和物的度。合理的砂子级配,可以减少拌和物的用水量,得到流动性、均匀性及密实性均较佳的混凝土,同时达到节约水泥的效果.因此颗粒级配是砂料品质中一个重要检测项目。

(2)砂料中所含的泥若包裹在骨料表面 ,不利于骨料与水泥的粘结 ,将影响混凝土强度及耐久性 ;若含的泥是以松散颗粒存在,由于其颗粒细与表面积大会增加混凝土的用水量,特别是粘土的体积不稳定,干燥时收缩、潮湿时膨胀对混凝有干湿体积变化的破坏作用 。总之砂的含泥量超过标准要求时对混凝土的强度、干缩、徐变、抗冻及抗冲磨等性能均会产生不利的影响。

(3)砂的坚固性是检验砂在气候、环境变化或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力。砂的坚固性差 会直接影响混凝土耐久性与强度.特别是要求高质量的混凝土强度。

结束语

本文构建了一种新颖的目标检测模型来检测水工混凝土结构表面裂缝，该模型使用EfficientNet作为主干特征网络，然后从三个特征层提取信息进行裂缝检测。为了评估模型的性能，本文在带注释的裂缝数据集上对模型进行了训练和测试，该模型对图像中裂缝检测的Precision、Recall和AP值分别达到0.8514、0.6643和0.7893，可以检测到大多数裂缝，结果优于其他三种检测模型。根据测试结果，本文所提出的水工混凝土裂缝检测方法可以有效地确定裂缝位置，对混凝土结构缺陷的安全检测具有较好的辅助作用。

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