第九章§9-1回弹法测水泥混凝土抗压强度.doc

河南交通职业技术学院教案第九章 结构混凝土强度检测教学目的要求1、 描述用回弹仪测定水泥混凝土抗压强度的原理；2、 用回弹仪测定结构混凝土的回弹值；3、 计算结构物的抗压强度，并对测试结果进行评定。重点与难点1、 回弹仪测定水泥混凝土抗压强度的原理；2、 回弹仪测定结构混凝土的回弹值的步骤及数据处理。导入1、 混凝土的抗压强度；新课内容为了加强对混凝土质量的监测和控制，作为结构工程质量检测，其中主要的内容之一就是现场检测混凝土的强度。混凝土测定强度的技术按其对混凝土结构的影响程度分为破损法和非破损法。破损法以不影响结构或构件的承载能力为前提，在结构或构件上直接进行局部破坏性试验，或直接钻取芯样进行破坏性试验。主要方法有：钻芯法、拨出法、射击法等。此类方法较直观可靠，测试结果易为人们接受，但对混凝土结构造成局部破坏，不宜大范围检测且费用较高，因而受到种种限制。本节只介绍钻孔取芯法。非破损（无损）法以混凝土强度与某些物理量之间的相关性为基础，检测时在不影响结构或构件混凝土任何性能的前提下测试这些物理量，然后根据相关关系推算被测混凝土的强度推定值。其主要方法有：回弹法、超声法、超声回弹综合法、射线法、成熟度法等。此类方法所用仪器简单、操作方便、费用低廉，同时便于大范围检测，在有严格的测强曲线的条件下，其测试精度较高。本节只介绍回弹法。9-1 回弹法测水泥混凝土抗压强度回弹法是用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆，弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值作为与强度相关的指标来推定混凝土强度的一种方法。所检测的水泥混凝土厚度不得小于100mm，温度不应低于10。检测结果可作为试块强度的参考，不宜作为仲裁试验或工程验收的最终依据。水泥混凝土的回弹值是用回弹仪在混凝土表面测得，并经碳化深度修正后的回弹值，无量纲。一、技术规定和一般要求1、只有当下列情况之一时，方可用回弹法评定混凝土强度：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。2、混凝土有下列情况之一时，方可按本法评定其强度：测试前表层遭受短期湿润的混凝土，应经风干后测试。遭受冻结的混凝土，应待解冻后测试。蒸汽养护的混凝土，应在构件出池经自然养护14天后测试。体积小、刚度差或测试部位厚度100mm的构件，当测试中不能确保其无颤动时，均应设置支撑加以可靠的固定后测试二、主要检测器具1、混凝土回弹仪：指针直读式的混凝土回弹仪，也可采用数字显示仪或自动记录式的回弹仪。常见回弹仪有：重型（HT3000型）用于大检测体积混凝土构件；中型（HT225型）用于检测一般建筑物；轻型（HT100型）用于检测薄壁构件；特轻型（HT28型）用于检测砂浆强度；以中型应用最广泛。2、酚酞酒精溶液，浓度为1%。3、钢砧。4、手提式砂轮。5、其他：卷尺、钢尺、凿子、锤、毛刷等。三、回弹仪的检定与保养1、回弹仪有下列情况之一时，应进行常规保养：弹击超过2000次。对检测值有怀疑时。在钢砧上的率定值不合格。2、回弹仪有下列情况之一时，应送检定单位检定：新回弹仪启用前。超过检定有效期限（有效期为半年）。累计弹击次数超过6000次。经常规保养后钢砧率定值不合格。遭受严重撞击或其他损害。3、回弹仪有下列情况之一时，应在钢砧上进行率定试验：进行构件测试前后，如连续数天测试，可在每天测试完毕后率定一次。测定过程中对回弹值有怀疑时。率定试验宜在室温（255）条件下进行。率定时，钢砧应稳定地平放在刚度大的混凝土地坪上。回弹仪向下弹击时，弹击杆应分四次旋转90，取连续弹击三次的稳定回弹值进行平均，弹击杆每旋转一次的率定平均值应符合802的要求。4、常规养护应符合下列要求：使弹击锤脱钩后，取出机芯，然后卸下弹击杆、缓冲压簧、弹击锤（连同弹击拉簧和拉簧座）、刻度尺、指针轴和指针。用清洗剂清洗。经过清洗后的零部件，除中心导杆薄薄地抹上一层钟表油或其他无腐蚀性的轻油外，其他零部件均不得抹油。应保持弹击拉簧前端钩入拉簧座的孔位。不得旋转尾盖上已定位紧固的调零螺丝。不得自制或更换机芯部位的零件和指针轴、指针片、指针块挂钩及调零螺丝等。四、测试技术1、资料准备 需进行非破损法测试的结构或构件，在检测前，应具备下列有关资料：工程名称及设计、施工、监理和建设单位名称。结构或构件名称、编号、施工图（或平面图）及混凝土强度等级。水泥品种、标号、用量、出厂厂名，砂石品种、粒径，外加剂或掺和料品种、掺量，以及混凝土配合比等。模板类型，混凝土灌注和养护情况，以及成型日期。 结构或构件存在的质量问题，混凝土试块抗压强度试验报告等。2、被测结构或构件准备检测结构或构件时，需要布置测区，因为测区是进行测试的单元。测区布置应符合下列规定：按单个构件测试时，应在构件上均匀布置测区，且不少于10个。当对同批构件抽样检测时，构件抽样数不小于同批构件的30%，且不少于10件；每个构件测区数不少于10个。对长度小于3m且高度低于0.6m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个。当按批抽样检测时，凡符合下列条件的构件，才可作为同批构件： 混凝土强度等级相同。混凝土原材料、配合比、成型工艺、养护条件及龄期基本相同。构件种类相同。在施工阶段所处状态相同。每个构件的测区，应满足以下要求： 测区的布置应在构件混凝土浇灌方向的侧面。测区应均匀分布，相邻两测区的间距不宜大于2m；测区离构件边缘的距离宜大于0.5m。测区宜避开钢筋密集区和预埋铁件。测区尺寸宜为20cm20cm，每一测区宜测16个测点，相邻两测点间距离宜3cm。测试面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢、蜂窝和麻面等。必要时，可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处，并擦净残留粉尘。结构或构件上的测区应注明编号，并记录测区所处的位置和外观质量情况。3、回弹值的测试用回弹仪测试时，宜使仪器处于水平方向测试混凝土浇筑的侧面，该情况下测试修正值为0。如不能满足这一要求，也可以非水平状态测试或测试混凝土的浇筑顶面或底面，但其回弹值应进行修正。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，使联结弹击拉簧的弹击锤获得恒定的冲击能量。当挂钩与调零螺钉互相挤压时，使弹击锤脱钩，弹击的冲击面与弹击杆的后端平面相碰撞。此时，弹击锤释放出来的能量借助弹击杆传递给混凝土构件，混凝土弹性反应的能量再通过弹击杆传递给弹击锤，使弹击锤获得回弹的能量向后弹回，计算弹击锤回弹的距离之比，即得回弹值。它由仪器外壳上的刻度尺示出。使用时，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，使仪器对混凝土表面缓慢均匀施压，待弹击锤脱钩冲击弹杆后即回弹，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，改变测点重复上述操作，即可测得被测构件或结构的若干回弹值。操作中注意仪器的轴线应始终垂直于构件混凝土表面，如。同一测区的两个测面用回弹仪弹击8点；若一个测区只有一个测面，则需要测16点，每一测点的回弹值读数准确至1个单位，如。回弹测点宜在测区均匀分布，但不得打在气孔或外漏石子上。同一测点只允许弹击一次。回弹仪的轴线方向应与测试面相垂直。4、混凝土碳化深度的测试回弹后即测量构件的碳化深度，用合适的工具在测区的表面形成直径约15mm的孔洞（其深度略大于混凝土的碳化深度），清除洞中粉末和碎屑后（注意不能用液体冲洗孔洞）立即用酚酞酒精溶液滴在混凝土孔洞内壁的边缘处，垂直测量未变色部分的深度（未碳化部分变成玫瑰红色），该距离即为混凝土的碳化深度值，准确至0.5mm。一个测区选择13处测量混凝土的碳化深度值。当相邻测区的混凝土质量或回弹值与它基本相同时，也可以代表相邻测区的碳化深度值。5、检测数据的处理1）测区回弹值的计算当回弹仪水平方向测试混凝土浇筑侧面时，应从每一个测区的16个回弹值中剔除其中3个最大值和3个最小值，取余下的10个回弹值的平均值作为该测区的平均回弹值，取一位小数。计算公式为：式中：测区平均回弹值，计算至0.1；第i个测点的回弹值。2）测试角度修正当回弹仪非水平方向测试混凝土浇筑侧面时，应将测得的数据按下式进行修正，计算非水平方向测定的修正回弹值。如表9-1。式中：经非水平测定修正的测区平均回弹值；回弹仪实测的测区平均回弹值； 由表9-1查出的不同测试角度的回弹值修正值，准确至0.1。非水平方向测定的修正回弹值 表9-1 与水平方向所成的角度9060453030456090206.05.04.03.02.53.03.54.0305.04.03.52.52.02.53.03.5404.03.53.02.02.02.02.53.0503.53.02.51.51.51.52.02.53）测试面修正当回弹仪水平方向测试混凝土浇筑表面或底面时，应将测得数据参照上边公式求出测区平均回弹值后，按下式进行修正。式中：回弹仪测混凝土浇筑表面或底面时测区的平均回弹值； 按表9-2查出的不同浇筑面的回弹修正值。如果测试仪器即非水平方向而又非混凝土浇筑侧面，则应对回弹值先进行角度修正，然后进行浇筑面修正。不同浇筑面的回弹值修正值 表9-2表 面底 面202.53.0252.02.5301.52.0351.01.5400.51.04500.550004）碳化深度的计算每一测区的平均碳化深度值，按下式计算：式中：测区的平均碳化深度值，计算至0.5mm；第i次测量的碳化深度值，mm；n测区的碳化深度值次数。如平均碳化深度值小于或等于0.4mm时，按无碳化深度处理（即平均碳化深度为0）；如大于或等于6mm时，取6mm；对于新浇混凝土龄期不超过3个月者，可视为无碳化。5）测区混凝土强度值的确定根据每一测区的回弹平均值及碳化深度值，查阅专用曲线，或地区曲线，或统一曲线编制的测区混凝土强度换算表，所查出的强度值即为该测区混凝土的强度。当强度低于50MPa或高于10MPa时，表中未列入的测区强度值，可用内插法求得。6）混凝土强度推算当需要将回弹值换算为混凝土强度时，宜采用下列方法：有试验条件时，宜通过试验建立实际的测强曲线，但测强曲线仅适用于材料质量、成型、养护和龄期等条件基本相同的混凝土。混凝土标准试块为150mrn150mm150mm，采用1.5、1.75、2.0、2.25、2.50五个灰水比，以便得到不少于30对数据。试件与被测对象有相同的养护条件，到达龄期后，将试块用压力机加压至3050kN稳住，用回弹仪在两侧面分别测定8个测点，按上式计算平均回弹值，然后进行抗压强度试验，建立二者关系的推定式，推定式可为直线式或其他适当的型式，但相关系数不得小于0.90。然后根据测区平均回弹值，利用测强曲线推定混凝土抗压强度。当无足够的试验数据或相关关系的推定式不够满意时，可按下式推算混凝土抗压强度：式中：构件混凝土强度推定值，精确至0.1MPa；测区混凝土平均回弹值。在没有条件通过试验建立实际的测强曲线时，每个测区混凝的抗压强可按平均回弹值及平均碳化深度由表查出。7）结构（或构件）混凝土抗压强度的推定结构（或构件）混凝土的平均强度按下式计算式中：结构（或构件）混凝土强度的平均值，MPa，精确至0.lMPa；第i个测区结构混凝土的抗压强度，MPa；n测区数，对于单个评定的结构或构件，取一个试件的测区数；对于抽样评定的结构或构件，取抽检试样测区数之和。当测区数n10时，按下式计算标准差式中：构件混凝土强度标淮差，MPa，精确至0.01MPa；同上边公式；同上边公式。结构（或构件）混凝土强度的评定用回弹法检测的混凝土结构（或构件），多属于重要结构。应用数理统计方法进行评定。结构或构件的混凝土强度推定值（）应按下列公式确定：当该结构或构件的测区数n10时： 式中：构件中最小的测区混凝土强度值： 当该结构或构件的测区强度值中出现小于10.0 MPa时：10.0 MPa当该结构或构件测区数n10或按批量检测时，应按下列公式计算：对按批量检测的构件，当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时，则该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时，则该批构件应全部按单个构件检测：当该批构件混凝土强度平均值小于25MPa： 4.5 MPa 当该批构件混凝土强度平均值不小于2SMPa：5.5 MPa8）检测报告检测报告应包括；测区混凝土平均回弹值，测强曲线、回