回弹法、超声回弹综合法.

回弹法、超声回弹综合法检测混凝土抗压强度重庆市建筑科学研究院李建茹回弹法检测混凝土抗压强度1应用概况回弹仪最早由瑞士人施米特(E.Schmidt)于1948年发明。后由苏黎世材料试验室发表了研究报告，此后便开始应用回弹仪检测混凝土的强度，应用至今已有60多年的历史。虽然其间无损检测混凝土强度不断有新的方法出现，但由于回弹仪构造简单、操作方法简便、测试值在一定条件下与混凝土强度有较好的相关性、测试费用低廉等特点，至今它仍然未失去现场应用的优越性，被国际学术界公认为混凝土无损检测的基本方法之一。许多国家或协会都制定了回弹法的应用技术标准。我国自50年代中期开始采用回弹仪测定混凝土抗压强度。1963年建设部建研院结构所先后召开和出版了“回弹仪检测混凝土强度和构件试验方法技术交流会”和《混凝土强度的回弹仪检测技术》一书，促进了回弹法测定混凝土强度的推广和应用。1978年国家建委将混凝土无损检测技术研究列入建筑科学发展计划，组建了以陕西省建筑科学研究设计院为组长单位的全国性的协作研究组，开始对回弹法仪器的性能、测试技术、数据处理及强度推算方法等进行系统研究并于85年颁布了JGJ23－85《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》。之后又于1992年、2001年先后2次修订为JGJ/T23－92、JGJ/T23－2001标准。重庆市建筑科学研究院是全国协作研究组成员单位之一。在参与国家项目研究和规程的编制中于1975年开始，同时开始了重庆地区混凝土强度的回弹法检测研究和应用并于84年12月完成《重庆市回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》的编制并经重庆市建委批准颁布执行(编号为DBJ20Y13－84)。2006年12月又完成对该规程的修编并批准于2007年3月执行(编号DBJ5-057-2006)。回弹仪检测混凝土强度方法现已广泛用于建设工程中，成为控制、评定混凝土强度质量不可缺少的重要方法。回弹仪是由一个弹簧驱动的重锤，通过撞击弹击杆，将力传于混凝土表面，使重锤反弹。把重锤反弹的距离以回弹值表示，作为与混凝土强度相关的指标(即反弹距离与弹簧初始长度之比)，来推定混凝土强度。由于测量是在混凝土表面进行，所以应属于一种表面硬度法。当重锤被拉伸到冲击前的起始状态时，若重锤的质量一定，则这时重锤所具有的势能e为：（2.1）式中Es—拉力弹簧的刚度系数；l—拉力弹簧的起始拉伸长度。2回弹仪测强的基本原理221lEes当混凝土受重锤冲击后，产生瞬时弹性变形，其恢复力使重锤被反弹，反弹的距离若为x，此时具有的势能为：（2.2）式中x—重锤反弹位置时弹簧的的拉伸长度。重锤弹击后，所消耗的能量为：（2.3）将（2.1）、（2.2）式代入（2.3）式得：（2.4）令，因为l为定值，所以R与x成正比。将R代入(2.4）式，得，称R为回弹值，回弹值R反映了重锤冲击过程中能量的损失。221xEesxeeRxxeee222122lxexElEesslxR3回弹仪3.1回弹仪的类型目前我国生产的回弹仪按冲击动能分为轻型、中型和重型；按示值显示方式分为指针式和数显式。普通混凝土强度检测通常使用冲击动能为2.207J的中型指针式回弹仪。重庆地区现一般使用天津建筑仪器厂生产的HT225型或山东乐陵市回弹仪厂生产的ZCA－3型回弹仪。随着高强混凝土在工程中的应用，现已研制并生产出多种用于检测C60~C80等级的高强混凝土回弹仪。回弹仪内部构造及外形见下图。JlEes207.2212冲击动能为2.207J指针式混凝土回弹仪冲击动能为2.207J数字式混凝土回弹仪检测高强混凝土强度的重型的回弹仪，现已开发定型的有由中国建研院结构所研制的GHT450型(标准冲击动能为4.5J)、由山东乐陵市回弹仪厂生产的ZC1型(标准冲击动能为5.5J)和天津建筑仪器厂生产的HT1000型(标准冲击动能为9.5J)。通过大量试验研究，建立了高强混凝土回弹法测强曲线，并颁布或即将颁布相关检测技术规程，如中国建研院结构所的Q/JY17-2000《回弹法检测高强混凝土强度技术规程》、陕西省建研院即将修编完成的JGJ/T23-20××《回弹法检测混凝土强度技术规程》、中国建研院的JGJ/T《高强混凝土强度检测技术规程》。重庆市建科院目前在已取得高强混凝土强度检测技术研究和试验的成果基础上，已开始编制重庆地区高强混凝土强度检测技术规程。3.2影响回弹仪性能的主要因素1）机芯主要零件的装配尺寸2）零件的质量3）机芯装配质量弹击拉簧的工作长度弹击锤的冲击长度弹击锤的起跳位置拉簧的刚度弹击杆前端曲率半径和后端的冲击面指针长度和摩擦力影响起跳位置的有关零件3.3回弹仪的操作、保养及校验1）回弹仪使用要求及检测技术见DBJ50-057-2006规程第3章、第4章2）保养及时清除伸出仪器外壳的弹击杆、刻度尺表面及外壳上的污垢和尘土；测试次数较多，对测试值有怀疑时，应将仪器拆卸，并用清洗剂清洗机芯的主要零件及冲击锤内孔。3）校验仪器超过检定期限，累计次数超过规定或零部件受到损坏需要更换等情况皆应送校验单位进行校验。校验合格的仪器应符合下列标准状态：a.弹击脱钩瞬间，标称动能应为2.207J，率定值为80±2；b.弹击拉簧的工作长度应为61.5mm，冲击长度应为75mm；c.指针块在指针轴全长上的摩擦力为0.5～0.8N；d.弹击杆前端的曲率半径为25mm；e.操作轻便，脱钩灵活。3.4钢砧率定的作用1）作为校验回弹仪标准状态的一种方法；2）可反映弹击杆、中心导杆和弹击锤的加工精度或工作时三者的同轴性；3）率定时通过转动弹击杆方向弹击，检查回弹仪测试性能的稳定性；4）判断仪器经使用后有无损坏的零部件或其它故障或有无污物。总之，钢砧率定值仅是校验仪器标准状态的一项指标，是确定回弹仪应进行保养、检定、可否使用的一个有效检验方法。率定回弹仪时，若回弹值不能保持为80±2时，不能简单的用调整回弹仪尾盖上调零螺丝调整回弹值，因调零螺丝的作用是保证使重锤冲击长度为75mm（即回弹仪的冲击动能为2.027J），它的位置在检定后是已固定了的。3.5回弹仪的常见故障及排除方法回弹仪常见故障及排除方法故障情况原因分析检修方法弹击时指针块不动1.指针片相对于指针轴上的张角太小；2.指针片折断1.卸下指针块，将指针片的张角适当扳大；2.更换指针片指针块在弹击过程中抖动上升1.指针片的张角略小；2.指针块与指针轴之间配合太松；3.指针块与刻度尺的局部碰撞摩擦1.将指针片的张角扳大；2.将指针摩擦力调大些；3.修锉指针块的上平面指针块在弹击前就被带上来无法读数指针片张角过大调小张角弹击锤过早击发1.挂钩端部已成小钝角2.弹击锤的尾端局部破碎1.更换挂钩2.更换弹击锤不能弹击1.挂钩簧已脱落；2.挂钩的钩端已折断；3.弹击拉簧已拉断1.装上挂钩拉簧；2.更换挂钩；3.更换弹击拉簧率定值偏低弹击锤与弹击杆的冲击平面有污物；弹击锤与中心导杆摩擦力大；机芯破坏清洁或更换零件4回弹法检测混凝土强度的影响因素(普通混凝土)影响因素影响因素作用程度混凝土原材料水泥不同品种及同一品种不同标号和水泥用量对回弹法的影响，在考虑了碳化深度影响条件下，可以不予考虑。细骨料没有显著影响。粗骨料在满足粒径要求的条件下，石子品种的影响在我国不同地区，影响尚不统一，各地区可结合具体情况制定自己的测强曲线。外加剂凡混凝土未掺加非引气型外加剂，对回弹法测强影响均不显著。成型工艺没有显著影响。模板没有显著影响。养护方法没有显著影响。表面干、湿状态表面呈潮湿状态，对较低强度混凝土的检测影响较大，随着强度的增长，影响逐渐减少。目前国内还在进行混凝土表面湿度对回弹法影响的深入研究。碳化及龄期龄期影响实质上是混凝土的碳化影响所致。在一定碳化深度内，影响显著。根据试验研究结果，碳化达到一定深度后，影响程度趋于恒定。其它如：环境温度、构件的厚度和刚度、构件上不同应力区、测试技术等均有程度不同的影响。5回弹法测强曲线5.1分类统一测强曲线、地区测强曲线、专用测强曲线三种类型，其定义、适用范围、误差要求见下表。相关曲线用回归方程式表示，通常采用幂函数形式：Clf*R*ABccu统一测强曲线地区测强曲线专用测强曲线定义由全国有代表性的材料、成型、养护工艺配制的混凝土试块，通过大量破损与非破损试验建立的曲线。由地区常用的的材料、成型、养护工艺配制的混凝土与试块，通过较多破损与非破损试验建立的曲线。由与结构或构件混凝土相同材料、成型、养护工艺配制的混凝土试块，通过一定数量破损与非破损试验建立的曲线。适用范围适用于无地区曲线或专用曲线时检测符合规定条件的构件或结构混凝土强度。适用于无专用曲线时检测符合规定条件的构件或结构混凝土强度。适用于与建立该类测强曲线条件相同的专项特殊工程的结构或构件混凝土强度检测。误差要求测强曲线的平均相对误差≤±15％，相对标准差≤±18％。测强曲线的平均相对误差≤±14％，相对标准差≤±17％。测强曲线的平均相对误差≤±12％，相对标准差≤±14％。5.2测强曲线建立方法试块成型试块测试建立曲线1.材料相同、标准试件150×150×150mm；2.拆模时间相同；3.在与被测构件相同的硬化条件下养护。1.加压30～50kN、固定；2.回弹测试，每侧面8个点；3.试块加荷至破坏，计算抗压强度。按最小二乘法原理，推荐形式：2CRBRAfARfBRAfccuBccuccu6重庆地区回弹法测强相关标准1)国家计量检定规程《混凝土回弹仪》GB/T9138。2)《重庆市回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》DBJ50-057-2006。3)《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23－2001）4)《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004。5)《回弹法检测高强混凝土强度技术规程》Q/JY17-2000。－仅参考或经误差验证能满足要求后采用7现行JGJ/T23－2001、DBJ50-057-2006标准行业标准JGJ/T23－2001重庆市地方标准DBJ50-057-2006标准执行优先级未建立地区、专用测强曲线时采用未建立专用测强曲线时，优先采用测强曲线全国统一的砼测强曲线分别建立重庆地区碎石、卵石、泵送砼测强曲线测强曲线误差平均相对误差不大于±15％相对标准差不大于±18％三条测强曲线误差均满足：平均相对误差小于±14％；相对标准差小于±17％使用范围抗压强度10～60MPa、龄期14～1000天、表面干燥的普通砼强度检测抗压强度10～60MPa(卵石砼10～40MPa)、龄期14～1000天、表面干燥的普通砼强度检测。可对龄期＞1000天砼检测强度进行龄期修正8有关回弹法测得的强度概念、术语的含义8.1测区换算强度由构件上测区的平均回弹值和碳化深度值按测强曲线计算得到的现龄期测区混凝土抗压强度值。8.2构件推定强度测区换算强度值总体分布的保证率不低于95％的结构或构件混凝土抗压强度。强调的是混凝土施工质量验收只能按《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300－2001）第3.0.3条强制性规定执行。推定强度可作为处理混凝土质量的依据。8.3测区回弹值及换算强度的修正1)回弹值修正回弹仪在非水平状态或测试面为非混凝土浇筑侧面检测时，对测区平均回弹值的修正。即将回弹值转换为在混凝土浇筑侧面、水平状态下的回弹值。非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，应按下式修正：水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时，应按下列公式修正：ammRRRbabmmttmmRRRRRR2）测区换算强度修正指对测区换算强度进行的碳化深度影响、对取有芯样时、长龄期砼强度的修正8.4标准差：衡量构件各部位或构件检验批强度波动大小的指标。1）按单个构件原则检测时指该构件测区换算强度波动指标。2）按检验批原则检测时，指该批构件测区换算强度波动指标。9检测技术要求9.1一般规定混凝土材料、施工情况和资料的了解；抽样量规定；测试面要求；测区、测点确定原则等。1）抽样方式：单个检测、批量检测2）构件测区数：不应少于10个；构件尺寸