回彈法培訓定稿PPT課件

1、 回彈法檢測混凝土強度是一種非破損方法，它是指用一彈簧驅動的重錘，通過彈擊桿彈擊混凝土表面，測出重錘被反彈回來的距離，以回彈值作為與強度相關的指標來推定混凝土強度的方法。1948年，瑞士斯密特發(fā)明了回彈儀的雛形，并進行了混凝土強度測定的初步研究。1985年，我國第一次頒布實施回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程JGJ/T23-85第1頁/共52頁一、回彈法的基本原理及特點 回彈儀是一種直射錘擊式儀器?；炷猎噳K的抗壓強度與無損檢測的參數(shù)回彈值之間建立起來的關系曲線，稱為測強曲線，它是無損檢測推定混凝土強度的基礎。測強曲線根據(jù)材料來源，分為統(tǒng)一測強曲線、地區(qū)測強曲線和專用(率定)測強曲線三類。 第2

2、頁/共52頁1、回彈法的原理 由于混凝土的抗壓強度與其表面硬度之間存在某種相關關系，而回彈儀的彈擊錘被一定的彈力打擊在混凝土表面上，其回彈高度(通過回彈儀讀得回彈值)與混凝土表面硬度成一定的比例關系。因此以回彈值反映混凝土表面硬度，根據(jù)表面硬度則可推求混凝土的抗壓強度。 回彈法是用彈簧驅動重錘，通過彈擊桿彈擊混凝土表面，測出重錘被反彈回來的距離，以回彈值(反彈距離與彈簧初始長度之比)作為與強度相關的指標來推定混凝土強度的一種方法。由于測量在混凝土的表面上進行，所以應屬于表面硬度法的一種。第3頁/共52頁 強度硬度(回彈值)碳化深度回彈法原理示意第4頁/共52頁 上圖為回彈法的原理示意圖。當重錘

3、被拉到?jīng)_擊前的起始狀態(tài)時，若重錘的質量等于1，則這時重錘所具有的勢能e為： （4-17） 式中：k彈擊拉簧的剛度系數(shù)（N/m）； L彈擊拉簧工作時拉伸長度（m）。 212ek l第5頁/共52頁 混凝土受沖擊后產生瞬時彈性變形，其恢復力使重錘彈回，當重錘被彈回到x位置時所具有的勢為： （1） 式中：x重錘反彈位置或重錘彈回時彈簧的拉伸長度。所以重錘在彈擊過程中，所消耗的能為： （2）212xek x2221()1 ( ) 2xxe e ek lxel 第6頁/共52頁 令： （3） 在回彈儀中，L 為定值，所以R與x成正比，稱為回彈值。將R代入式（4-19）得： （4） 由式(4)可知，回彈值

4、等于重錘沖擊混凝土表面后剩余勢能與原有勢能之比的平方根。xRl1xeeRee第7頁/共52頁 簡而言之，回彈值的大小，取決于與沖擊能量有關的回彈能量，而回彈能量主要取決于被測混凝土的彈塑性性能?；炷恋膹姸扔?，則塑性變形愈大，消耗于產生塑性變形的功也愈大，彈擊錘所獲得的回彈功能就愈小，回彈距離相應也愈小，從而回彈值就愈小，反之亦然。據(jù)此，可由實驗方法建立“混凝土抗壓強度一回彈值”的相關曲線，通過回彈儀對混凝土表面彈擊后的回彈值來推算混凝土的強度值。 第8頁/共52頁 2、回彈法的特點第9頁/共52頁第10頁/共52頁 1回彈儀的構造及工作原理 回彈儀的類型比較多，有重型、中型、輕型和特輕型，

5、一般工程使用最多的是中型回彈儀，主要用于密度為20002800kg/的普通混凝土。 我國自20世紀50年代中期，相繼投入生產指針直讀式、自記式、帶電腦自動記錄及處理數(shù)字功能等回彈儀。其中以指針直讀的直射錘擊式儀器應用最廣，其構造見下圖。二、回彈儀第11頁/共52頁 第12頁/共52頁 儀器工作時，隨著對回彈儀施壓，彈擊桿(1)徐徐向機殼內推進，彈擊拉簧(2)被拉伸，使連接彈擊拉簧的彈擊錘(4)獲得恒定的沖擊能量e，當儀器水平狀態(tài)工作時，其沖擊能量e可由式(4-17)計算，其能量大小為2.207J (標準規(guī)定彈擊拉簧的剛度k , k= 785.0Nm，彈擊拉簧工作時其拉伸長度L=0.075m)。

6、212ek l第13頁/共52頁 當掛鉤(12)與調零螺釘（16)互相擠壓時，使彈擊錘脫鉤，于是彈擊錘的沖擊面與彈擊桿的后端平面相碰撞，此時彈擊錘釋放出來的能量借助彈擊桿傳遞給混凝土構件，混凝土彈性反應的能量又通過彈擊桿傳遞給彈擊錘，使彈擊錘獲得回彈的能量向后彈回，計算彈擊錘回彈的距離x和彈擊錘脫鉤前距彈擊桿后端平面的距離L之比，即得回彈值R，它由儀器外殼上的刻度尺(8)示出。 第14頁/共52頁 2.對中型回彈儀的技術要求: (1)水平彈擊時，彈擊錘脫鉤的瞬間，回彈儀的標準能量e應為2.207J； (2)彈擊錘與彈擊桿碰撞的瞬間，彈擊拉簧應處于自由狀態(tài)，此時彈擊錘起跳點應相應于指針指示刻度尺

7、上“0”處； (3)在洛氏硬度HRC為602的鋼砧上，回彈儀的率定值應為802； (4)回彈儀使用時的環(huán)境溫度應為-440。第15頁/共52頁 3.回彈儀的率定方法: 回彈儀在工程檢測前后，應在鋼砧上做率定試驗，并應符合下述要求。 回彈儀率定試驗宜在干燥、室溫為535的條件下進行。率定時，鋼砧應穩(wěn)固地平放在剛度大的物體上。測定回彈值時，取連續(xù)向下彈擊三次的穩(wěn)定回彈值的平均值。彈擊桿應分四次旋轉，每次旋轉宜為90o。彈擊桿每旋轉一次的率定平均值應為802。第16頁/共52頁 4回彈儀的檢定: 回彈儀的檢定周期為半年，當回彈儀具有下列情況之一時，應由法定計量檢定機構現(xiàn)行行業(yè)標準回彈儀JJG 817

8、對回彈儀進行檢定： (1)新回彈儀啟用前； (2)超過檢定有效期限； (3)數(shù)字式回彈儀數(shù)字顯示的回彈值與指針直讀示值相差大于1； (4) 經(jīng)保養(yǎng)后，在鋼砧上的率定值不合格； (5)遭受嚴重撞擊或其他損害。第17頁/共52頁 5回彈儀的保養(yǎng)方法: 當回彈儀存在下列情況之一時，應進行保養(yǎng)： （1）彈擊次數(shù)超過2000次； （2）在鋼砧上的率定值不合格； （3）對檢測值有懷疑 回彈儀的保養(yǎng)應按下列步驟進行：1 1 先將彈擊錘脫鉤，取出機芯，然后卸下彈擊桿，取出里面的緩沖壓簧，并取出彈擊錘、彈擊拉簧和拉簧座。2 2 清潔機芯各零部件，并應重點清洗中心導桿、彈擊錘和彈擊桿的內孔和沖擊面。清洗后，應在中

9、心導桿上薄薄涂抹鐘表油，其他零部件均不得抹油。3 3 清理機殼內壁，卸下刻度尺，檢查指針，其摩擦力應為（0.5-0.80.5-0.8）N N；4 4 對于數(shù)字回彈儀，還應按產品要求的維護程序進行維護。 5 5 保養(yǎng)時不得旋轉尾蓋上已定位緊固的調零螺絲；不得自制或更換零部件；6 6 保養(yǎng)后應按本規(guī)程第條的規(guī)定進行率定試驗。第18頁/共52頁 三、檢測技術 在正常情況下，混凝土強度的檢驗與評定應按現(xiàn)行國家標準混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范 (GB 50204) 及混凝土強度檢驗評定標準(GBJ l07) 執(zhí)行。但是，當出現(xiàn)標準養(yǎng)護試件或同條件試件數(shù)量不足或未按規(guī)定制作試件時；當所制作的標準試件或同

10、條件試件與所成型的構件在材料用量、配合比、水灰比等方面有較大差異，已不能代表構件的混凝土質量時；當標準試件或同條件試件的試壓結果，不符合現(xiàn)行標準、規(guī)范規(guī)定的對結構或構件的強度合格要求，并且對該結果持有懷疑時。總之，當結構中混凝土實際強度有檢測要求時，可以考慮采用回彈法來檢測，檢測結果可作為處理混凝土質量的一個依據(jù)。第19頁/共52頁 一般檢測步驟如下: 1收集基本技術資料,收集的基本技術資料包括： (1)工程名稱及設計、施工、監(jiān)理(或監(jiān)督)和建設單 位名稱。 (2)結構或構件名稱、外形尺寸、數(shù)量及混凝土強度等級。 (3)水泥品種、強度等級、安定性、廠名；砂石種類、粒徑；外加劑或摻合料品種、摻量

11、；混凝土配合比等。 (4)施工時材料計量情況，模板、澆筑、養(yǎng)護情況及成型日期等。 (5)必要的設計圖紙和施工記錄。 (6)檢測原因。 第20頁/共52頁 2選擇符合下列規(guī)定的測區(qū) (1)每一結構或構件測區(qū)數(shù)不應少于10個，對某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的構件，其測區(qū)數(shù)量可減少，但不應少于5個； (2)相鄰兩測區(qū)的間距應控制在2m以內，測區(qū)離構件端部或施工縫邊緣的距離不宜大于0.5m，且不宜小于0.2m。 (3)測區(qū)應選在使回彈儀處于水平方向檢測混凝土澆筑側面。當不能滿足這一要求時，可使回彈儀處于非水平方向檢測混凝土構件的澆筑側面、表面或底面。第21頁/共52頁 (4)測區(qū)

12、宜選在構件的兩個對稱可測面上，也可選在一個可測面上，應均勻分布。在構件的重要部位及薄弱部位必須布置測區(qū)，并避開預埋件。 (5)測區(qū)的面積不宜大于0.04m2。 (6)檢測面應為原狀混凝土表面，并應清潔、平整，不應有疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩、麻面，必要時可用砂輪清除疏松層和雜物，且不應有殘留的粉末或碎屑。 (7)對彈擊時產生顫動的薄壁、小型構件應進行固定。 (8)結構或構件的測區(qū)應標有清晰的編號，必要時應在記錄紙上描述測區(qū)布置示意圖和外觀質量情況。第22頁/共52頁第23頁/共52頁第24頁/共52頁第25頁/共52頁 3回彈值測量: (1)回彈儀的操作 將彈擊桿頂住混凝土的表面，輕壓儀

13、器，松開按鈕，彈擊桿徐徐伸出。使儀器對混凝土表面緩慢均勻施壓，待彈擊錘脫鉤沖擊彈擊桿后即回彈，帶動指針向后移動并停留在某一位置上，即為回彈值。繼續(xù)頂住混凝土表面并在讀取和記錄回彈值后，逐漸(快速)對儀器減壓，使彈擊桿自儀器內伸出，重復進行上述操作，即可測得被測構件或結構的回彈值。操作中注意儀器的軸線應始終垂直于混凝土構件的檢測面，緩慢施壓，準確讀數(shù)，快速復位。 第26頁/共52頁 (2)測點宜在測區(qū)范圍內均勻分布，相鄰兩測點的凈距不宜小于20mm；測點距外露鋼筋、預埋件的距離不宜小于30mm。測點不應在氣孔或外露石子上，同一測點只應彈擊一次。每一測區(qū)應記取16個回彈值，每一測點的回彈值讀數(shù)估讀

14、至1。第27頁/共52頁第28頁/共52頁 4碳化深度值測量: (1)回彈值測量完畢后，應在有代表性的位置上測量碳化深度值，測點數(shù)不應少于構件測區(qū)數(shù)的30，取其平均值為該構件每測區(qū)的碳化深度值。當碳化深度值大于2.0mm時，應在每一測區(qū)測量碳化深度值。第29頁/共52頁第30頁/共52頁 (2) 碳化深度值的測量應符合下列規(guī)定： 1、可采用工具在測區(qū)表面形成直徑約15mm的孔洞，其深度應大于混凝土的碳化深度； 2、應清除孔洞中的粉末和碎屑，且不得用水擦洗； 3、應采用濃度為1%2的酚酞酒精溶液滴在孔洞內壁的邊緣處，當已碳化與未碳化界線清晰時，應采用碳化深度測量儀測量已碳化與未碳化混凝土交界面到

15、混凝土表面的垂直距離，并應測量3次，每次讀數(shù)應精確至0.25mm； 4 、應取三次測量的平均值作為檢測結果，并應精確至0.5 mm。第31頁/共52頁第32頁/共52頁 (四) 回彈值計算和測區(qū)混凝土強度的確定 1計算測區(qū)平均回彈值，應從該測區(qū)的16個回彈值中剔除3個最大值和3個最小值，余下的10個回彈值按下式計算： （4-23） 式中：Rm測區(qū)平均回彈值，精確至01；Ri第i個測點的回彈值。1 011 0iimRR第33頁/共52頁第34頁/共52頁 2非水平方向檢測混凝土澆筑側面時，應按下式進行角度修正： （4-24） 式中： 非水平狀態(tài)檢測時測區(qū)的平均回彈值，精確至01； 非水平狀態(tài)檢測

16、時回彈值修正值，可由下表查取。mmaRRRmRaR第35頁/共52頁第36頁/共52頁 第37頁/共52頁 3水平方向檢測混凝土澆筑頂面或底面時，應按下列公式修正： （4-25） （4-26） 式中： 、 水平方向檢測混凝土澆筑表面、底面時，測區(qū)的平均回彈值，精確0.1； 、 混凝土澆筑表面、底面回彈值的修正值，應由下表取值。ttmmaRRRbbmmaRRRtmRbmRtaRbaR第38頁/共52頁不同澆筑面的回彈值修正值 表4-16 或表面修正值 底 面 修 正 值 或表面修正值 底面修正值 20+2.5-3.036+0.9-1.421+2.4-2.937+0.8-1.322+2.3-2.8

17、38+0.7-1.223+2.2-2.739+0.6-1.124+2.1-2.640+0.5-1.025+2.0-2.541+0.3-0.926+1.9-2.442+0.2-0.8-27+1.8-2.343+0.1-0.728+1.7-2.2440-0.629+1.6-2.1450-0.530+1.5-2.0460-0.431+1.4-1.9470-0.332+1.3-1.8480-0.233+1.2-1.7490-0.134+1.1-1.6500035+1.0-1.5-tmRbmRtaRbaRtmRtmRtaRbaR第39頁/共52頁 (五)混凝土強度計算 1結構或構件的測區(qū)混凝土強度平均值

18、可根據(jù)各測區(qū)的混凝土強度換算值計算。當測區(qū)數(shù)為10個及以上時，應計算強度標準差。平均值及標準差應按下列公式計算： (4-27) (4-28) ,1cc uncc uiiffmn22,()()1ccuccuccu ifffn msn第40頁/共52頁 式中： 結構或構件測區(qū)混凝土強度換算值的平均值(MPa)，精確至01MPa；n對單個檢測的構件，取一個構件的測區(qū)數(shù)；對批量檢測的構件，取被抽檢構件的測區(qū)數(shù)之和； 結構或構件測區(qū)混凝土強度換算值的標準差(MPa)，精確至001MPa。 ccufmcc ufs第41頁/共52頁第42頁/共52頁第43頁/共52頁 2結構或構件的混凝土強度推定值(fcu

19、,e )應按下列公式確定： (1)當該結構或構件測區(qū)數(shù)少于10個時： = (4-29) 式中： 構件中最小的測區(qū)混凝土強度換算值。 (2)當該結構或構件的測區(qū)強度值中出現(xiàn)小于10.0MPa時： 4.5 MPa (4-32) 當該批構件混凝土強度平均值不小于25MPa時： 5.5MPa (4-33) ccufsccufs第45頁/共52頁 (六)回彈法測強的誤差范圍和減小誤差的方法 回彈法測強的影響因素比較多，如水泥品種、粗骨料品種、成型方法、模板種類、養(yǎng)護方法、濕度、保護層厚度、混凝土齡期、測試時的大氣溫度、測試技術等等均有程度不同的影響。對回彈法測強誤差的估計，一般采用在實驗室內通過試塊測試

20、制定測強相關曲線，然后按試驗值進行最小二乘法回歸分析時所得的標準差及離散系數(shù)，作為測定誤差，或以驗證性實測試驗誤差作為測定誤差。第46頁/共52頁 減小誤差的方法是：可采用同條件試塊或鉆取混凝土芯樣進行修正，試塊或鉆取芯樣數(shù)目不應少于6個。鉆取芯樣時每個部位應鉆取一個芯樣，計算時，測區(qū)混凝土強度換算值應乘以修正系數(shù)。修正系數(shù)應按下列公式計算： 1當有同條件試塊時: (4-34) 2當有鉆取混凝土芯樣時: (4-35),11nc uicc uiiffn,11nco r iccu iiffn第47頁/共52頁 式中：修正系數(shù)，精確到001 第i個混凝土立方體試件(邊長為150mm)的抗壓強度值，精確到01MPa； 第i個混凝土芯樣試件的抗壓強度值，精確到01MPa； 對應于第i個試件或芯樣部位回彈值和碳化深度值的混凝土強度換算值，可按附錄I中的附表1采用； n試件數(shù)。 ,cu if,cor if,ccu if第48頁/共52頁 (七)注意問題 1回