風電基礎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)與應用成為了解決這一矛盾的關鍵所在。在這樣的大背景下，風力發(fā)電的優(yōu)勢格外顯著，風電項目的開發(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。

 

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

 

缺陷重要成因

• 原材料選配不當

風電基礎質(zhì)量與所選用原材料質(zhì)量直接相關，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，很難保證風電基礎質(zhì)量能夠滿足設計要求。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指標不符合要求，混凝土的質(zhì)量就無法得到保證。

 

 

• 施工控制不到位

由于我國地理氣候條件特征，很多風電機組位于偏遠的山區(qū)，項目建設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，影響結構的壽命，勢必給風電機組的安全性造成嚴重威脅。

 

• 水泥水化熱

風電基礎澆筑后由于水泥水化熱會使混凝土結構內(nèi)部匯聚大量熱量，但混凝土并不具備良好的導熱性能，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)生局部應力。如果不能夠采取有效措施加以控制，不僅會導致混凝土結構出現(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，嚴重影響混凝土結構的性能與安全。因此對于風電基礎而言，防止產(chǎn)生溫度裂縫是質(zhì)量控制的重要方面。

 

 

4、其他原因

風電基礎缺陷與質(zhì)量問題還有很多其他方面的原因，如：對于采用基礎環(huán)連接方式的風電機組基礎，基礎環(huán)和混凝土之間形成應力集中，如果基礎在這個部位有缺陷，就很容易造成疲勞破壞?；蛘呋A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。

 

缺陷檢測

對于風電基礎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規(guī)程》、JGJ/T 456-2019《雷達法檢測混凝土結構技術標準》等標準規(guī)范進行。

 

檢測風電基礎混凝土內(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。采用探地雷達對風電基礎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。

 

 

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?？紤]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、準確的檢測結果提供基礎保障。

 

對風電基礎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)。

 

 

采用超聲波法進行裂縫深度檢測時，檢測之前先選取構件表面平整、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。可將裂縫分不同區(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電基礎混凝土裂縫深度時，被測裂縫中不能有積水或泥漿等會對檢測結果造成影響的物體或雜質(zhì)。

 

結語

在檢測過程中，由于當時的檢測環(huán)境及風電基礎結構內(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)生對雷達檢測結果存在誤判的可能。為更好地把控風電基礎混凝土結構質(zhì)量，還應通過回彈法、超聲回彈綜合法等方法對混凝土強度進行檢測，且在檢測過程中應符合相關要求。在對風電基礎缺陷及強度質(zhì)量檢測過程中，如果對檢測結果存疑，也可采用鉆芯法對檢測結果進行驗證。