水利水电工程材料检测数据解析

引言

水利水电工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，其质量直接关系到人民生命财产安全与社会经济的可持续发展。工程材料是水利水电工程建设的物质基础，材料质量的优劣对工程整体质量起着决定性作用。因此，加强水利水电工程材料检测工作，准确解析检测数据，对保障工程质量、降低工程风险具有重要意义。随着水利水电工程建设规模的不断扩大与技术要求的日益提高，对工程材料检测数据的准确性、全面性和可靠性也提出了更高要求。本文通过对实际工程材料检测数据的分析，旨在为水利水电工程材料质量控制提供有效参考。

正文

一、检测材料与方法

本次研究选取某水利水电工程施工现场的混凝土和钢筋作为检测对象。混凝土强度检测采用标准立方体试块，在标准养护条件下养护 28 天后，利用压力试验机进行抗压强度测试；混凝土耐久性检测通过抗冻试验和抗渗试验进行，分别测定混凝土试块冻融循环后的质量损失率、相对动弹性模量，抗渗等级，以综合评估其耐久性。钢筋检测方面，采用万能材料试验机开展拉伸试验，精准测定屈服强度、抗拉强度、最大力总延伸率、强屈比及屈屈比等力学性能指标；通过弯曲试验与反向弯曲试验，依据《钢筋混凝土用钢 第 2 部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2024）规范要求，检测钢材冷弯性能及相关性能 。

在检测过程中，严格按照《水工混凝土试验规程》（SL 352-2020）和《金属材料 拉伸试验 第 1 部分：室温试验方法》（GB/T 228.1-2021）等相关标准规范执行，确保检测数据的准确性和可靠性。

二、检测数据统计

1.混凝土检测数据

共制作混凝土标准立方体试块 120 组，其中 C30P8F300 混凝土试块 60组，C40P10F300 混凝土试块 60 组。检测结果显示，C30P8F300 混凝土试块的抗压强度平均值为 33.5MPa，标准差为 1.2MPa，离差系数 Cv=1.2÷33.5=0.036 <0.14 （R _#≥20Mpa ）；概率度系数 t=(33.5-30)÷1.2=2.92 ，对应强度保证率为99.7% 。C40P10F300 混凝土试块的抗压强度平均值为 43.2MPa ，标准差为1.5MPa ，离差系数 Cv=1.5÷43.2=0.035<0.14 （R _#≥20Mpa ）；概率度系数t=(43.2-40)÷1.5=2.13 ，对应强度保证率为 98.0% 。因此该批次 C30P8F300 和C40P10F300 混凝土试件质量达到优良。

具体数据如下表所示。

混凝土抗冻试验采用快冻法，冻融循环次数设定为 300 次，每25 次冻融循环取出试件检测一次自振频率和试件质量，测试完成后将试件调头装入试件盒内，然后放回冻融试验机继续试验，直到 300 次冻融循环结束。经检测C30P8F300混凝土试块冻融循环后的质量损失率平均值为 2.3% ，相对动弹性模量下降率平均值为 28% ；C40P10F300 混凝土试块冻融循环后的质量损失率平均值为1.8% ，相对动弹性模量下降率平均值为 22% ；满足《水工混凝土试验规程》（SL352-2020）规范要求，该组试验结果合格。

混凝土抗渗试验采用逐级加压法，C30P8F300 混凝土试块压力设定为0.8MPa，C40P10F300 混凝土试块压力设定为 1.0MPa ；试验时水压从 0.1MPa开始，每隔 8 小时增加 0.1MPa ，达到设定压力试验结束，两组试块均无表面渗水。结果表明，C30P8F300 混凝土试块的抗渗等级达到 P8，C40P10F300 混凝土试块的抗渗等级达到 Pl0

2.钢材检测数据

选取不同规格的 HRB400E 螺纹钢共 30 组，按组别进行检测（每组钢筋数量满足 GB 1499.2-2024 中 7.1.1 表 8 的规定）。拉伸试验结果显示，30 组钢材的屈服强度最大值 460MPa，最小值 430MPa；抗拉强度最大值 620MPa、最小值580MPa；最大力总延伸率最大值 16% 、最小值 12% 。30 组钢筋的屈服强度、抗拉强度和最大力总延伸率均满足规范要求。

HRB400E 钢筋合格评定还需对每组钢筋进行检测：屈服强度 ≥400MPa 、抗拉强度≥540MPa，实测抗拉强度比实测下屈服强度（强屈比） ≥1.25 ，实测下屈服强度比下屈服强度特征值（屈屈比） ≤1.30 ，反向弯曲合格；任一检查项目不合格则该组判定为不合格，不合格批次钢筋应加倍取样复检（重量偏差不应重新取样进行复检）。按照《钢筋混凝土用钢 第 2 部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2024）规定，HRB400E 钢筋反向弯曲性能试验中，所检钢材试件受弯曲部位表面不应产生裂纹则反向弯曲性能试验合格。本次试验结果显示，30 根钢材试件中有 28 根反向弯曲性能试验合格，2 根出现轻微裂纹。

依据 GB 1499.2-2024 规范要求，本次钢筋反弯试验中，有 2 根试件检测不合格。按照规范要求，需对同批号钢筋进行加倍取样复检，于是从初检不合格的 2 组钢筋的同批号不同根上截取了 4 根试件（每根各截取 1 根，共 2 组）开展复检工作。复检结果显示，这 2 个批号的钢筋均不合格。依据相关规定及处理流程，已对这 2 个不合格规格批号的钢筋进行全部退场处理，并做好不合格台账等相关记录及影像资料。具体数据如下图所示。

三、检测数据解析

1.混凝土数据解析

从混凝土抗压强度数据来看，C30P8F300 和 C40P10F300 混凝土试块的抗压强度平均值均高于设计强度等级，表明该工程混凝土的强度满足设计要求。离差系数较小，说明该批混凝土强度的离散性较小，施工质量控制较为稳定。在耐久性方面，C40P10F300 混凝土的抗冻和抗渗性能均优于 C30P8F300 混凝土，这与混凝土强度等级的提高、水泥用量的增加以及骨料级配的优化等因素有关。同时，混凝土的耐久性还受到水胶比、外加剂掺量等因素的影响，在实际工程中应合理控制这些参数，以提高混凝土的耐久性。相对动弹性模量的变化直观反映了混凝土在冻融循环作用下内部结构的损伤程度，在后续工程中可进一步加强对该指标的监测与分析。

2.钢材数据解析

钢材的屈服强度、抗拉强度、最大力总延伸率、强屈比、屈屈比等力学性能数据以及反向弯曲性试验结果均满足《钢筋混凝土用钢 第 2 部分：热轧带肋钢筋》（GB 1499.2-2024）对 HRB400E 钢筋的性能要求，表明该工程所使用的钢材质量整体可靠。反向弯曲试验出现不合格试件，需立即对钢材轧制过程中局部组织不均匀，以及加工、运输过程中受不当外力影响这两种可能原因展开严格核查与确认，以明确反弯不合格的具体因素。通过对不合格钢材严格执行先复检再视情况退场的处理流程，有效保障了工程建设质量。针对不合格钢材，严格执行“先复检、后处置” 流程：复检合格可按规范使用；若复检仍不合格，不合格样品同批次同规格钢筋须立即退场。

四、结论与建议

检测数据分析显示，水利水电工程材料质量总体达标。但仍需强化质量管控：混凝土方面，优化配合比，严控原材料与施工工艺，关注混凝土抗压强度及相对动弹性模量等耐久性指标；钢材方面，加强进场检验，重点关注反向弯曲试验等关键检测数据，规范不合格品处理流程。建立材料检测数据库，通过数据积累分析，为工程质量控制提供科学依据。

参考文献

[1] 中华人民共和国水利部. SL 352 - 2020 水工混凝土试验规程 [S]. 北京：中国水利水电出版社，2020.

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[6] 国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会. GB 1499.2 - 2024 钢筋混凝土用钢 第 2 部分：热轧带肋钢筋 [S]. 北京：中国标准出版社，2024.