《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》DBJ.ppt
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1、JGJ/T23-2011行业标准、DBJ/T13-71-2015地方标准回弹法检测混凝土抗压强度技术规程,主讲人:张干晓,目 录,一、回弹法工作原理二、回弹前准备三、混凝土回弹操作四、碳化深度测定五、强度数据修订及强度确认六、注意事项,一、回弹法工作原理,回弹法是用一弹簧驱动的重锤,通过弹击杆(传力杆),弹击混凝土表面,并测出重锤被反弹回来的距离,以回弹值(重锤反弹距离与弹簧初始长度之比)作为与强度相关的指标,来推定混凝土强度的一种方法。由于测量在混凝土表面进行,所以应属于一种表面硬度法,是基于混凝土表面硬度和强度之间存在相关性而建立的一种检测方法。,回弹法的原理示意图,回弹仪的类型、构造及工
2、作原理,1、仪器工作时,随着对回弹仪施压,弹击杆徐徐向机壳内推进,弹击拉簧被拉伸,使联接弹击拉簧的弹击锤获得恒定的冲击的能量e,当仪器水平状态工作时,其冲击能量e可由下式计算:,目前普遍应用于混凝土强度检测的中型回弹仪是一种指针直读的直射锤击式仪器,其构造如图所示。,回弹仪工作状态,2、影响回弹仪检测性能的主要因素机芯主要零件的装配尺寸机芯主要装配尺寸是指:弹击拉簧的工作长度L0,弹击锤的冲击长度Lp以及弹击锤的起跳位置。弹击拉簧的工作长度L0 拉簧座后端沿口至弹击锤挂簧孔边缘大面间的距离。L061.5mm,回弹值偏高;L061.5mm,回弹值偏低;但对钢砧率定值基本没有影响。,弹击锤的冲击长
3、度Lp指弹击锤脱钩的瞬间,弹击锤与弹击杆两撞击面之间的距离,其值应为75mm。弹击锤的冲击长度即弹击拉簧的拉伸长度,也是刻度尺“0”到“100”之间的距离。Lp75mm,回弹值略偏低;Lp75mm,回弹值略偏高;但对钢砧率定值的影响不大。,弹击锤的起跳位置弹击锤的起跳位置通过回弹仪检定器检查,其起跳位置与脱钩点密切相关,即起跳点应位于刻度尺上的“0”处,此时弹击锤的脱钩点应位于刻度尺上的“100”处。弹击锤起跳位置的变化,是由于拉簧的拉伸长度或弹击锤的冲击长度的变化所引起的。试验表明,当回弹值较低的时候,对起跳点的变化不敏感,而当回弹值较高时,则对起跳点的变化比较敏感。起跳点的变化对钢砧率定值
4、的影响比较大。,机芯三个装配尺寸对回弹值变化的定性关系,主要零件的参数拉簧刚度根据冲击能量为2.207J的要求,拉簧刚度应为785.0N/m。试验表明,随着拉簧刚度的增加,其混凝土上的回弹值降低,原因在于拉簧刚度增加后,弹击锤的冲击能量也增大,作用于混凝土表面后使得混凝土塑性变形的能量增加,反而导致混凝土回弹值下降。但对钢砧的率定值影响较小。,弹击杆前端的球面半径弹击杆前端的球面半径标准值r=25mm。随着r的增大,在混凝土表面的回弹值相应增加,并且对于表面硬度较高的混凝土影响更大。这是因为,当弹击杆前端球面半径越大,则弹击杆的弹击端面越平,其作用于混凝土的单位面积越大,从而使得冲击能量作用于
5、混凝土表面时混凝土产生的塑性变形越小而弹性变形越大,回弹值因此增大。由于回弹仪弹击在钢砧上产生的主要是弹性变形,因此弹击杆前端球面半径的变化对钢砧率定值的影响较小。,指针长度和摩擦力指针上示值刻线应位于指针块的正中,示值刻线至指针片端部的水平投影距离应为20mm。指针摩擦力是指在机壳刻度槽中指针块在指针导杆上推动时的摩擦力f,要求f=0.5N0.8N。如果指针摩擦力过小,回弹时指针出现滑动,使回弹值偏高;如果摩擦力过大,影响弹击锤的回弹,使回弹值偏小。,影响弹击锤起跳位置的有关零件缓冲压簧。缓冲压簧位于弹击杆和中心导杆之间,可通过它来调节弹击锤的冲击长度。同时,由于缓冲压簧的存在,使得弹击拉簧
6、在拉长时,缓冲压簧受到压力,会被压缩。为了保证弹击锤的冲击长度等于75mm,必须保证缓冲压簧的压缩长度。缓冲压簧的压缩长度主要取决于:缓冲压簧的刚度、复位压簧的刚度、弹击拉簧的刚度以及脱钩时挂钩与弹击锤挂钩处的摩擦力。弹击锤脱钩时,挂钩尾部与导向法兰上平面之间孔隙的大小也影响弹击锤的起跳点。应使脱钩尾部与法兰上表面的孔隙最小且保持一致。,机芯装配质量调零螺钉调节尾盖上的调零螺钉,使得弹击锤脱钩的瞬间,指针块位于刻度尺上的“100”处。该调零螺钉一旦调整好后,应紧固,不得松动。固定弹击拉簧弹击拉簧的一端固定于拉簧座上,另一端固定于弹击锤上,拉簧座、拉簧和弹击锤形成一个整体称之为“三连件”。三连件
7、安装于中心导杆后不得有歪斜偏心现象,否则会影响仪器的性能。,机芯同轴度机芯同轴度是指弹击杆和弹击锤与中心导杆工作时,是否在同一轴线上。机芯同轴度好的仪器,弹击锤与弹击杆的冲击面碰撞时,声音清脆,在钢砧上能测得较高而稳定的回弹值。反之则声音沉闷,率定值不稳定且较低。,3、钢砧率定的作用 规范规定的率定方法是,率定时,钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时,取连续向下弹击三次的稳定回弹平均值。弹击杆应分四次旋转,每次旋转宜为90。弹击杆每旋转一次的率定平均值应为802。如前所述,影响仪器测试性能的主要因素,有些对钢砧率定值却无显著影响。因此,仅以钢砧率定值作为检验仪器合格与否是错误的。,当
8、仪器处于标准状态时,检验仪器的冲击能量是否等于或接近于2.207J,此时钢砧上的率定值应为802;能较灵活地反映出弹击杆、中心导杆和弹击锤的加工精度以及工作时三者是否在同一轴线上。转动呈标准状态回弹仪的弹击杆在中心导杆的位置,可检验仪器本身测试的稳定性。当各个方向在钢砧上的率定值均为802时,即表示仪器的测试性能是稳定的。,在仪器其它条件符合要求的情况下,用来检验仪器经过使用后内部零部件有无损坏或出现某些障碍(包括传动部位及冲击面有无污物等),出现上述情况时率定值偏低且稳定性差。因此,只有在仪器三个装配尺寸和主要零部件质量检定合格的前提下,钢砧率定值才能作为检定仪器是否合格的一项标准。只要率定
9、值不在标准范围内,就应该进行保养或检修、检定。,二、回弹前准备,各种回弹仪,钢砧率定,回弹仪率定试验宜在干燥、室温为535的条件下进行。率定时,钢碇应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时,取连续向下弹击三次的稳定回弹平均值。弹击杆应分四次旋转,每次旋转宜为90。弹击杆每旋转一次的率定平均值应为802。,回弹仪的操作、保养及检定,操作:将弹击杆顶住混凝土的表面,轻压仪器,松开按钮,弹击杆徐徐伸出。使仪器垂直对混凝土表面缓慢均匀施压,待弹击锤脱钩冲击弹击杆后即回弹,带动指针向后移动并停留在某一位置上,即为回弹值。继续顶住混凝土表面并在读取和记录回弹值后,逐渐对仪器减压,使弹击杆自仪器内伸出,重
10、复进行上述操作,即可测得被测构件或结构的回弹值。操作中注意仪器的轴线应始终垂直于构件混凝土的表面。,保养 仪器使用完毕后,要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,当测试次数较多、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其内孔,然后在中心导杆上抹一层薄薄的钟表油,其他零部件不得抹油。要注意检查尾盖的调零螺丝有无松动,弹击拉簧前端是否钩入拉簧座的原孔位内,否则应送检定单位检定。,检定 根据计量认证的规定,即使是新的有出厂合格证的仪器,也需送检定单位检定。此外,当仪器超过检定有效期限、累计弹击次数超过规定(如2000次);仪器遭受撞击、损害;零部件损坏需
11、要更换等情况皆应送检定单位按国家计量检定规程混凝土回弹仪JGJ817-93进行校验。,检定合格的仪器应符合下列标准状态,水平弹击时,弹击锤脱钩的瞬间,仪器的标称动能应为2.207J,此时在钢砧上的率定值应为802;弹击拉簧的工作长度应为61.5mm,弹击锤的冲击长度(拉簧的拉伸长度)应为75mm,弹击锤在刻度尺上的“100”处脱钩,此时弹击锤与弹击杆碰撞的瞬间,弹击拉簧应处于自由状态。弹击锤起跳点应在相应于刻尺上推算的“0”处;指针块上的指示线至指针片端部的水平距离为20mm,指针块在指针轴全长上的摩擦力为0.50.8N;弹击杆前端的曲率半径为25mm,后端的冲击面为平面;操作轻便、脱钩灵活。
12、数字式回弹仪数字显示的回弹值与指针直读示值相差不大于1。,常规保养的意义,按照要求进行常规保养,能有效降低仪器的损耗,延长仪器使用寿命,及时发现仪器故障,保证仪器性能稳定可靠,最终确保检测数据准确可靠。清除仪器内部的灰尘、污垢,减轻使用过程中机械部件的磨损;在拆洗仪器的过程中,便于及时发现仪器零部件是否偏离正常状态,以便及时采取措施,避免造成仪器带病工作;检查指针摩擦力、在中心导杆抹油等操作,保证了仪器在检定有效期内正常使用过程中,其内部的摩阻力处于标准状态;钢砧率定值是仪器在检定有效期内处于标准状态的证据。,三、混凝土回弹操作,1、待检验构件的确认4.1.2由于回弹法测试具有快速,简便的特点
13、。能在短期内进行较多数量的检测。以取得代表性较高的总体混凝土强度质量,故作此规定:原规定按批进行检测的构件抽检数量不得少于同批构件总数的 30%且测区数量不得少于10个,但是对于较小的构件只需布置5个测区。如果强调不少于10个测区的话,则被测构件数量过大,因此将其改为构件数量不得少于10件。(抽检数量不得少于同批构件总数的 30%且不得少于10个构件),确认回弹构件,3、确认回弹构件是否符合回弹技术要求 对被检测的构件有全面系统的了解,此处对水泥安定性必须了解合格与否,如水泥安定性不合格则不能检测,如不能确定提供水泥安定性合格与否则应在检测报告上说明,以免产生由于后期混凝土强度因水泥安定性不合
14、格而降低或丧失所引起的事故责任不清的问题。另外混凝土成型日期也应了解清楚这样可以推算出检测时构件混凝土的龄期。(检测时需收集砼水泥检测报告及砼开盘鉴定、砼配合比通知单),单个构件检测和批量检测,单个构件检测主要用于对混凝土强度质量有怀疑的独立结构(如现浇整体的壳体、烟囱、水塔、隧道、连续墙等)、单独构件(如结构物中的柱、梁、屋架、板、基础等)和有明显质量问题的某些结构或构件。批量检测主要用于在相同的生产工艺条件下,强度等级相同、原材料和配合比基本一致且龄期相近的混凝土结构或构件。被检测的试样应随机抽取不少于同类结构或构件总数的30%,还要求构件总数不少于10个。具体的抽样方法,一般由建设单位、
15、施工单位、监督单位、检测单位等各有关部门共同商定。,检测方法,选择构件及布置测区。所谓“测区”系指每一试样的测试区域。每一测区相当于该试样同条件混凝土的一组试块。,每一结构或构件的测区应符合下列规定,1 每一结构或构件测区数不应少于10个,对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的构件,其测区数量可适当减少,但不应少于5个;2 相邻两测区的间距应控制在2m以内,测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m,且不宜小于0.2m;3 测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面。当不能满足这一要求时,可使回弹仪处于非水平方向检测混凝土浇筑侧面、表面或底面;,每一结构或构件的测区
16、应符合下列规定:4 测区宜选在构件的两个对称可测面上,也可选在一个可测面上,且应均匀分布。在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区,并应避开预埋件;5 测区的面积不宜大于0.04m;(20*20)6 检测面应为原状混凝土表面,应避开蜂窝、麻面,并应清洁、平整,不应有装饰层、疏松层、浮浆、油垢、涂层等,必要时可用砂轮清除疏松层和杂物,并清理残留的粉末或碎屑;7 对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行固定。,按上述方法选取试样和布置测区后,先测量回弹值。测试时回弹仪应始终与测面相垂直,并不得打在气孔和外露石子上。每一测区的两个测面用回弹仪各弹击8点,如一个测区只有一个测面,则需测16点。同一测点只允
17、许弹击一次,测点宜在测面范围内均匀分布,每一测点的回弹值读数准确至一度,相邻两测点的净距一般不小于20mm,测点距构件边缘与外露钢筋、铁件的间距不得小于30mm。检测时,回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面,缓慢施压,准确读数,快速复位。,检测技术及数据处理,检测准备 凡需要回弹法检测的混凝土结构或构件,往往是缺乏同条件试块或标准试块数量不足;试块的质量缺乏代表性;试块的试压结果不符合现行标准、规范、规程所规定的要求,并对该结果持有怀疑。所以检测前应全面的、正确的了解被测结构或构件的情况。,检测前,一般需要了解工程名称、设计、施工和建设单位名称;结构或构件名称、外形尺寸、数量及混凝
18、土设计强度等级;水泥品种、安定性、标号、厂名;砂、石种类、粒径;外加剂或掺合料品种、掺量;施工时材料计量情况等,模板、浇筑及养护情况等,成型日期;配筋及预应力情况;结构或构件所处环境条件及存在的问题。其中以了解水泥的安定性合格与否最为重要,若水泥的安定性不合格,则不能采用回弹法检测。,回弹法检测中为什么要了解水泥安定性?水泥浆硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性,即在水泥加水以后,逐渐水化硬化,水泥硬化浆体能保持一定形状、不开裂、不变形、不溃散的性质。如果水泥的安定性不合格,会造成混凝土硬化以后,内部的游离氧化钙、氧化镁、三氧化硫等二次水化、体积膨胀,造成混凝土开裂,强度下降,危害结构安全
19、。但水泥安定性对混凝土的早期强度影响不显著,并且无法通过回弹法检测出来。为了结构安全,在进行回弹法检测时,宜了解水泥的安定性。,三、混凝土回弹操作,1、每一结构或构件测区数不应少于10个,对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的构件,其测区数量可适当减少,但不应少于5个。2、相邻两个测区的间距应该控制在2m以内,测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m,且不宜小于0.2m3、测区应选在使用回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面。当不能满足这一要求时,可使回弹仪处于非水平方向检测混凝土浇筑侧面、表面或低面。4、测区宜选在构件的两个对称可测面上,也可选择在一个可测面上,且应均匀
20、分布。在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区,并应避开预埋件。5、测区的面积不宜大于0.04m2。,三、混凝土回弹操作,1、检测面应为混凝土表面,并应清洁、平整,不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝、麻面,必要时可以用砂轮清除疏松层和杂物,且不应有残留的粉末或碎屑,回弹测点布置示意图,测点分布不均匀,正确的测点分布,测点的相对位置,三、混凝土回弹操作,1、检测时,回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面,缓慢施压,准确读数,快速复位。2、测点宜在测区范围内均匀分布,相邻两测点的净距不宜小于20mm,测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30mm。测点不应在气孔或外露石子上,同一测点只应
21、弹击一次。每一测区应记取16个回弹值,每一测点的回弹值读取数估读至1,回弹数据的读取,四、碳化深度的测定,回弹值测量完毕后,应在有代表性的位置上测量碳化深度值,测点数不应少于构件测区数的30%,取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2.0mm时,应在每一测区测量碳化深度值。碳化深度值测量,可采用适当的工具在测区表面形成直径15mm的孔洞,其深度应大于混凝土的碳化深度。孔洞中的粉末和碎屑应除净,并不得用水擦洗。同时,应采用浓度约为12%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处,当已碳化与未碳化界线清楚时,再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离,测量不应
22、少于3次(每次读数精确至0.25mm),取平均值读数精确至0.5mm。当碳化深度值大于6.0mm时,取6.0mm。,四、碳化深度的测定,1、碳化深度的原理碳化:砼中的Ca(OH)2与空气或水溶液中的CO2或其它酸性物质反应成CaCO3而失去碱性的过程。碳化深度:因混凝土本身呈碱性,而碳化后呈酸性,故我们利用酒精酚酞溶液遇碱变红,遇酸无色的性质来测定混凝土的碳化深度。,四、碳化深度的测定,2、碳化深度试剂的配制酚酞:酒精=(12):(9998),四、碳化深度的测定,1、采用适当的工具在混凝土表面形成直径15mm的孔洞,其深度应大于碳化深度。(深度约1cm)2、清除孔洞中的粉末及碎屑。,四、碳化深
23、度的测定,1、用碳化深度测量专用卡尺测量粉色与未变色交界线到混凝土构件表面的距离即碳化深度,测量不应少于3次(每次读数精确至0.25mm),取平均值读数精确至0.5mm。,四、碳化深度的测定,5、碳化值的确认 碳化深度的测定点不应少于构件测区数的30%,取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2.0mm时,应在每一测区测量碳化深度值。,五、强度数据的修订及确认,回弹值计算步骤:1、计算测区平均回弹值 计算测区平均回弹值,应从该测区的16个回弹值中剔除3个最大 值和3个最小值,余下的10个回弹值取平均值。精确到0.1。2、非水平方向检测混凝土侧面时的修订 公式:Rm=Rma+R
24、aa 式中:Rma-非水平状态检测时测区的平均回弹值。Raa-非水平状态检测时回弹值修正值。查表 可得。,五、强度数据的修订及确认,3、水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时的修订。公式:Rm=Rtm+Rta Rm=Rbm+Rba 式中:Rtm、Rbm 水平方向检测混凝土浇筑表面、底面时,测 区的平均回弹值。Rta、Rba混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值。查表可得。4、当检测时回弹仪为非水平方向且测试面为非混凝土的浇筑侧面时,先进行角度修正再进行浇筑面修正。(先用表C对回弹值进行角度修正,再按表D对修正后的值进行浇筑面修正),五、强度数据的修订及确认,混凝土强度的计算(统一测强曲线法)1、强度换
25、算值的计算:a、用求得的平均回弹值以及平均碳化深度值,根据统一测强曲线查出混凝土的强度换算值 b、当构件使用的是泵送混凝土时还需对强度换算值进行修订。c、结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各测区的混凝土强度换算值计算。d、当测区数为10个及以上时,应计算强度标准差。,五、强度数据的修订及确认,混凝土强度的计算(统一测强曲线法)2、强度推定值的计算:a、当结构或构件测区数少于10个时。公式:fcu,e=fccu,min 式中:fccu,min-构件中最小的测区混 凝土强度换算值。,五、强度数据的修订及确认,2、强度推定值的计算:b、当结构或构件测区强度值中出现小于 10.0MPa时。公式:f
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