回彈法培訓(xùn)課件定稿

1、回彈法檢測混凝土抗壓強度工程管理部工程管理部2015.7 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(qū)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(guān)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(shù)規(guī)程JGJ/T23-85一、回彈法的基本原理及特點一、回彈法的基本原理及特點 n 回彈儀是一種直射錘擊式儀器。混凝土試塊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(guān)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(chǔ)。測強曲線根據(jù)材料

2、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。 1、回彈法的原理、回彈法的原理 n 由于混凝土的抗壓強度與其表面硬度之間存在某種相關(guān)關(guān)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(guān)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。n 回彈法是用彈簧驅(qū)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(guān)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(yīng)屬于表面硬度法的一種。 強度強度硬度硬度(回彈值回彈值)

3、碳化深度碳化深度回彈法原理示意 n上圖為回彈法的原理示意圖。當(dāng)重錘被拉到?jīng)_擊前的起始狀態(tài)時，若重錘的質(zhì)量等于1，則這時重錘所具有的勢能e為： （4-17）n式中：k彈擊拉簧的剛度系數(shù)（N/m）；n L彈擊拉簧工作時拉伸長度（m）。 212ek l n混凝土受沖擊后產(chǎn)生瞬時彈性變形，其恢復(fù)力使重錘彈回，當(dāng)重錘被彈回到x位置時所具有的勢為： （1）n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 n令： （3）n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

4、）得：n （4） n 由式(4)可知，回彈值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 n 簡而言之，回彈值的大小，取決于與沖擊能量有關(guān)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(chǎn)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(yīng)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(guān)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。 2、回彈法的特點、回彈法的特點 n1回彈儀的構(gòu)造及工作原理回彈儀的構(gòu)造及工作原理n 回彈儀的類型比較多，有重型、

5、中型、輕型和特輕型，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。n 我國自20世紀50年代中期，相繼投入生產(chǎn)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(yīng)用最廣，其構(gòu)造見下圖。二、回彈儀二、回彈儀 n 儀器工作時，隨著對回彈儀施壓，彈擊桿(1)徐徐向機殼內(nèi)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(dāng)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)。2

6、12ek l n 當(dāng)掛鉤(12)與調(diào)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(gòu)件，混凝土彈性反應(yīng)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。 n2.對中型回彈儀的技術(shù)要求對中型回彈儀的技術(shù)要求:n(1)水平彈擊時，彈擊錘脫鉤的瞬間，回彈儀的標準能量e應(yīng)為2.207J；n(2)彈擊錘與彈擊桿碰撞的瞬間，彈擊拉簧應(yīng)處于自由狀態(tài)，此時彈擊錘起跳點應(yīng)相應(yīng)于指針指示刻度尺上“0”處；

7、n(3)在洛氏硬度HRC為602的鋼砧上，回彈儀的率定值應(yīng)為802； n(4)回彈儀使用時的環(huán)境溫度應(yīng)為-440。 n3.回彈儀的率定方法回彈儀的率定方法:n回彈儀在工程檢測前后，應(yīng)在鋼砧上做率定試驗，并應(yīng)符合下述要求。n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(yīng)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(yīng)分四次旋轉(zhuǎn)，每次旋轉(zhuǎn)宜為90o。彈擊桿每旋轉(zhuǎn)一次的率定平均值應(yīng)為802。 n4回彈儀的檢定回彈儀的檢定: n 回彈儀的檢定周期為半年，當(dāng)回彈儀具有下列情況之一時，應(yīng)由法定計量檢定機構(gòu)現(xiàn)行行業(yè)標準回彈儀JJG 817對回彈儀進

8、行檢定：n (1)新回彈儀啟用前；n (2)超過檢定有效期限； n (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；n(4) 經(jīng)保養(yǎng)后，在鋼砧上的率定值不合格；n(5)遭受嚴重撞擊或其他損害。n5回彈儀的保養(yǎng)方法回彈儀的保養(yǎng)方法:n當(dāng)回彈儀存在下列情況之一時，應(yīng)進行保養(yǎng)：n（1）彈擊次數(shù)超過2000次；n（2）在鋼砧上的率定值不合格；n（3）對檢測值有懷疑n回彈儀的保養(yǎng)應(yīng)按下列步驟進行：回彈儀的保養(yǎng)應(yīng)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。緩沖壓簧，并取

9、出彈擊錘、彈擊拉簧和拉簧座。2 2 清潔機芯各零部件，并應(yīng)重點清洗中心導(dǎo)桿、彈擊錘和彈擊清潔機芯各零部件，并應(yīng)重點清洗中心導(dǎo)桿、彈擊錘和彈擊桿的內(nèi)孔和沖擊面。清洗后，應(yīng)在桿的內(nèi)孔和沖擊面。清洗后，應(yīng)在中心導(dǎo)桿上薄薄涂抹鐘表油，中心導(dǎo)桿上薄薄涂抹鐘表油，其他零部件均不得抹油其他零部件均不得抹油。3 3 清理機殼內(nèi)壁，卸下刻度尺，檢查指針，其摩擦力應(yīng)為清理機殼內(nèi)壁，卸下刻度尺，檢查指針，其摩擦力應(yīng)為（0.5-0.80.5-0.8）N N；4 4 對于數(shù)字回彈儀，還應(yīng)按產(chǎn)品要求的維護程序進行維護。對于數(shù)字回彈儀，還應(yīng)按產(chǎn)品要求的維護程序進行維護。 5 5 保養(yǎng)時不得旋轉(zhuǎn)尾蓋上已定位緊固的調(diào)零螺絲；不

10、得自制或保養(yǎng)時不得旋轉(zhuǎn)尾蓋上已定位緊固的調(diào)零螺絲；不得自制或更換零部件；更換零部件；6 6 保養(yǎng)后應(yīng)按本規(guī)程第保養(yǎng)后應(yīng)按本規(guī)程第3.2.23.2.2條的規(guī)定進行率定試驗。條的規(guī)定進行率定試驗。 n三、檢測技術(shù)檢測技術(shù)n 在正常情況下，混凝土強度的檢驗與評定應(yīng)按現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)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(dāng)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(dāng)所制作的標準試件或同條件試件與所成型的構(gòu)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(gòu)件的混凝土質(zhì)量時；當(dāng)標準試件或同條件試件的試壓結(jié)果，不符合

11、現(xiàn)行標準、規(guī)范規(guī)定的對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強度合格要求，并且對該結(jié)果持有懷疑時?？傊?，當(dāng)結(jié)構(gòu)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(jié)果可作為處理混凝土質(zhì)量的一個依據(jù)。 n一般檢測步驟如下一般檢測步驟如下:n 1收集基本技術(shù)資料收集基本技術(shù)資料,收集的基本技術(shù)資料包括：收集的基本技術(shù)資料包括：n(1)工程名稱及設(shè)計、施工、監(jiān)理(或監(jiān)督)和建設(shè)單 位名稱。n(2)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件名稱、外形尺寸、數(shù)量及混凝土強度等級。n(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；混凝土配合比等。n(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。 n(5)必要

12、的設(shè)計圖紙和施工記錄。n(6)檢測原因。 n2選擇符合下列規(guī)定的測區(qū)選擇符合下列規(guī)定的測區(qū)n(1)每一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)不應(yīng)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(gòu)件，其測區(qū)數(shù)量可減少，但不應(yīng)少于5個；n(2)相鄰兩測區(qū)的間距應(yīng)控制在2m以內(nèi)，測區(qū)離構(gòu)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。n(3)測區(qū)應(yīng)選在使回彈儀處于水平方向檢測混凝土澆筑側(cè)面。當(dāng)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(gòu)件的澆筑側(cè)面、表面或底面。 n(4)測區(qū)宜選在構(gòu)件的兩個對稱可測面上，也可選在一個可測面上，應(yīng)均勻分布。在構(gòu)件的重要部位及薄弱部位必須布置測區(qū)，

13、并避開預(yù)埋件。n(5)測區(qū)的面積不宜大于0.04m2。n(6)檢測面應(yīng)為原狀混凝土表面，并應(yīng)清潔、平整，不應(yīng)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(yīng)有殘留的粉末或碎屑。n(7)對彈擊時產(chǎn)生顫動的薄壁、小型構(gòu)件應(yīng)進行固定。n(8)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)應(yīng)標有清晰的編號，必要時應(yīng)在記錄紙上描述測區(qū)布置示意圖和外觀質(zhì)量情況。 n3回彈值測量回彈值測量:n (1)回彈儀的操作n將彈擊桿頂住混凝土的表面，輕壓儀器，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

14、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(nèi)伸出，重復(fù)進行上述操作，即可測得被測構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的回彈值。操作中注意儀器的軸線應(yīng)始終垂直于混凝土構(gòu)件的檢測面，緩慢施壓，準確讀數(shù)，快速復(fù)位。 n(2)測點宜在測區(qū)范圍內(nèi)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(yù)埋件的距離不宜小于30mm。測點不應(yīng)在氣孔或外露石子上，同一測點只應(yīng)彈擊一次。每一測區(qū)應(yīng)記取16個回彈值，每一測點的回彈值讀數(shù)估讀至1。 n4碳化深度值測量碳化深度值測量:n (1)回彈值測量完畢后，應(yīng)在有代表性的位置上測量碳化深度值，測點數(shù)不應(yīng)少于構(gòu)件測區(qū)數(shù)的30，取其平均值為該構(gòu)件每測區(qū)的碳化深度值。當(dāng)碳

15、化深度值大于2.0mm時，應(yīng)在每一測區(qū)測量碳化深度值。 n (2) 碳化深度值的測量應(yīng)符合下列規(guī)定： n1、可采用工具在測區(qū)表面形成直徑約15mm的孔洞，其深度應(yīng)大于混凝土的碳化深度；n2、應(yīng)清除孔洞中的粉末和碎屑，且不得用水擦洗；n3、應(yīng)采用濃度為1%2的酚酞酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣處，當(dāng)已碳化與未碳化界線清晰時，應(yīng)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混凝土表面的垂直距離，并應(yīng)測量3次，每次讀數(shù)應(yīng)精確至0.25mm；n4 、應(yīng)取三次測量的平均值作為檢測結(jié)果，并應(yīng)精確至0.5 mm。 n(四四) 回彈值計算和測區(qū)混凝土強度的確定回彈值計算和測區(qū)混凝土強度的確定n1計算測區(qū)平均回

16、彈值，應(yīng)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： n （4-23） n式中：nRm測區(qū)平均回彈值，精確至01；nRi第i個測點的回彈值。1 011 0iimRR n 2非水平方向檢測混凝土澆筑側(cè)面時，應(yīng)按下式進行角度修正：n （4-24）n式中： 非水平狀態(tài)檢測時測區(qū)的平均回彈值，精確至01；n 非水平狀態(tài)檢測時回彈值修正值，可由下表查取。mmaRRRmRaR n3水平方向檢測混凝土澆筑頂面或底面時，應(yīng)水平方向檢測混凝土澆筑頂面或底面時，應(yīng)按下列公式修正：按下列公式修正：n （4-25）n （4-26）n式中：n 、 水平方向檢測混凝土澆筑表面、底面時

17、，測區(qū)的平均回彈值，精確0.1；n 、 混凝土澆筑表面、底面回彈值的修正值，應(yīng)由下表取值。ttmmaRRRbbmmaRRRtmRbmRtaRbaR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+2.3-2.838+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+1.7-2.2440-0.6

18、29+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 n (五五)混凝土強度計算混凝土強度計算n1結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)混凝土強度平均值可根據(jù)各測區(qū)的混凝土強度換算值計算。當(dāng)測區(qū)數(shù)為10個及以上時，應(yīng)計算強度標準差。平均值及標準差應(yīng)按下列公式計算： n n (4-27)n n (4-28) ,1cc uncc uiiffmn22,()()1ccuccuccu ifffn msn n式中：

19、 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)混凝土強度換算值的平均值(MPa)，精確至01MPa；nn對單個檢測的構(gòu)件，取一個構(gòu)件的測區(qū)數(shù)；對批量檢測的構(gòu)件，取被抽檢構(gòu)件的測區(qū)數(shù)之和；n 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)混凝土強度換算值的標準差(MPa)，精確至001MPa。 ccufmcc ufs n 2結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的混凝土強度推定值(fcu,e )應(yīng)按下列公式確定： (1)當(dāng)該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)少于10個時：n = (4-29)n式中： -構(gòu)件中最小的測區(qū)混凝土強度換算值。 (2)當(dāng)該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)強度值中出現(xiàn)小于10.0MPa時：n 4.5 MPa (4-32)n當(dāng)該批構(gòu)件混凝土強度平均值不小于25MPa時：n 5.5MPa (4-3

20、3) ccufsccufs n(六六)回彈法測強的誤差范圍和減小誤差的方回彈法測強的誤差范圍和減小誤差的方法法n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(shù)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(nèi)通過試塊測試制定測強相關(guān)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。 n 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(yīng)少于6個。鉆取芯樣時每個部位應(yīng)鉆取一個芯樣，計算時，測區(qū)混凝土強度換算值應(yīng)乘以修正系數(shù)。修正系數(shù)應(yīng)按下列公式計算：n1當(dāng)有同條件試塊時:n (4-34) n2當(dāng)有鉆取混凝土芯樣時: n (4-35),11nc uicc uiiffn,11nco r iccu iiffn n式中：n修正系數(shù)，精確到001n 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；n 第i個混凝土芯樣試件的抗壓強度值，精確到01MPa； n 對應(yīng)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