風(fēng)電基礎(chǔ)的混凝土缺陷成因及質(zhì)量檢測

在經(jīng)濟社會發(fā)展過程中，能源的供需矛盾日益突出，對于綠色可再生能源的開發(fā)與應(yīng)用成為了解決這一矛盾的關(guān)鍵所在。在這樣的大背景下，風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢格外顯著，風(fēng)電項目的開發(fā)利用越來越受到重視，目前已成為新能源的發(fā)展重點之一。

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在風(fēng)電項目建設(shè)過程中，作為重要組成部分，風(fēng)電基礎(chǔ)有著無可替代的重要作用。為了滿足風(fēng)電機組能夠正常運營，風(fēng)電基礎(chǔ)建設(shè)的體積大、厚度高，為大體積混凝土。如果在質(zhì)量上把控不嚴，基礎(chǔ)出現(xiàn)質(zhì)量問題，將直接對風(fēng)電機組的正常運營造成嚴重威脅，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。

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缺陷重要成因

• 原材料選配不當

風(fēng)電基礎(chǔ)質(zhì)量與所選用原材料質(zhì)量直接相關(guān)，包括鋼筋，混凝土中水泥、砂石骨料、外加劑等，如果材料質(zhì)量不達標，很難保證風(fēng)電基礎(chǔ)質(zhì)量能夠滿足設(shè)計要求。骨料在混凝土中的作用不言而喻，通常又多為就地取材，如果所選用骨料中含泥量及針片狀顆粒含量等技術(shù)指標不符合要求，混凝土的質(zhì)量就無法得到保證。

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• 施工控制不到位

由于我國地理氣候條件特征，很多風(fēng)電機組位于偏遠的山區(qū)，項目建設(shè)過程中混凝土的運輸、澆筑及養(yǎng)護等條件相對較為惡劣，稍有疏忽就容易導(dǎo)致混凝土強度不足的現(xiàn)象發(fā)生。施工時振搗不到位，不僅影響漿體與骨料的附著力，還會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)不密實的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)孔洞、蜂窩、麻面等情況，使其承載力降低，影響結(jié)構(gòu)的壽命，勢必給風(fēng)電機組的安全性造成嚴重威脅。

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• 水泥水化熱

風(fēng)電基礎(chǔ)澆筑后由于水泥水化熱會使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部匯聚大量熱量，但混凝土并不具備良好的導(dǎo)熱性能，水泥水化熱產(chǎn)生的熱量在混凝土內(nèi)部積累，溫度升高和下降會導(dǎo)致混凝土體積膨脹與收縮，使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生局部應(yīng)力。如果不能夠采取有效措施加以控制，不僅會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫，甚至可能形成貫穿性裂縫，造成混凝土強度和耐久性降低，嚴重影響混凝土結(jié)構(gòu)的性能與安全。因此對于風(fēng)電基礎(chǔ)而言，防止產(chǎn)生溫度裂縫是質(zhì)量控制的重要方面。

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4、其他原因

風(fēng)電基礎(chǔ)缺陷與質(zhì)量問題還有很多其他方面的原因，如：對于采用基礎(chǔ)環(huán)連接方式的風(fēng)電機組基礎(chǔ)，基礎(chǔ)環(huán)和混凝土之間形成應(yīng)力集中，如果基礎(chǔ)在這個部位有缺陷，就很容易造成疲勞破壞?；蛘呋A(chǔ)環(huán)與混凝土之間存在微小間隙而密封防水處理措施不到位，后期也會引起一系列問題。

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缺陷檢測

對于風(fēng)電基礎(chǔ)混凝土缺陷及裂縫的檢測，可依據(jù)NB/T 10227-2019《水電工程物探規(guī)范》及CECS 21:2000《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》、JGJ/T 456-2019《雷達法檢測混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)標準》等標準規(guī)范進行。

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檢測風(fēng)電基礎(chǔ)混凝土內(nèi)部缺陷有多種物探方法可供選擇，探地雷達法是較為常見的一種。采用探地雷達對風(fēng)電基礎(chǔ)混凝土缺陷進行檢測時，由于不同頻率天線的探測能力不同，要綜合考慮對探測深度與分辨率的需求，結(jié)合以往的檢測經(jīng)驗選擇合適的天線頻率，以保證原始數(shù)據(jù)的真實、可靠、詳細。

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由于原始數(shù)據(jù)是以雷達圖像方式呈現(xiàn)，想要獲得需要的檢測結(jié)果，還需綜合運用探地雷達信號的各種特征對所獲得雷達數(shù)據(jù)圖像進行系統(tǒng)的分析。當混凝土內(nèi)部存在有蜂窩、空洞等缺陷時，因缺陷體內(nèi)充填物多以空氣和水為主，其波阻抗遠遠小于混凝土的波阻抗，因此在這些缺陷部位會發(fā)生較強的反射和散射現(xiàn)象。考慮到不同程度的各種隨機噪聲和干擾對實測數(shù)據(jù)造成的影響，須對接收信號進行適當?shù)靥幚?，以改善資料的信噪比，為獲得可靠、準確的檢測結(jié)果提供基礎(chǔ)保障。

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對風(fēng)電基礎(chǔ)裂縫的檢測也是其質(zhì)量檢測的重要組成部分。裂縫寬度采用裂縫顯微鏡法進行檢測，在進行測量時應(yīng)將測量頭的兩個尖角對準被測裂縫，微調(diào)測量頭的位置使裂縫盡量與刻度基線垂直，進而測量出裂縫寬度的實際結(jié)果值。裂縫寬度的檢測也是采用超聲波法檢測裂縫深度前的一個重要環(huán)節(jié)。

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采用超聲波法進行裂縫深度檢測時，檢測之前先選取構(gòu)件表面平整、無明顯缺陷的區(qū)域進行不跨裂縫的聲速測試，然后再測裂縫深度?？蓪⒘芽p分不同區(qū)段，在各區(qū)段最大裂縫寬變處檢測裂縫深度數(shù)據(jù)，然后對比區(qū)段裂縫深度，得出裂縫深度的最大值。為保證數(shù)據(jù)的準確性，在采用超聲法檢測風(fēng)電基礎(chǔ)混凝土裂縫深度時，被測裂縫中不能有積水或泥漿等會對檢測結(jié)果造成影響的物體或雜質(zhì)。

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結(jié)語

在檢測過程中，由于當時的檢測環(huán)境及風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的金屬物會對雷達有效信號造成一定的干擾，加之其他因素的影響，會產(chǎn)生對雷達檢測結(jié)果存在誤判的可能。為更好地把控風(fēng)電基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，還應(yīng)通過回彈法、超聲回彈綜合法等方法對混凝土強度進行檢測，且在檢測過程中應(yīng)符合相關(guān)要求。在對風(fēng)電基礎(chǔ)缺陷及強度質(zhì)量檢測過程中，如果對檢測結(jié)果存疑，也可采用鉆芯法對檢測結(jié)果進行驗證。