回弹法检测混凝土抗压强度-培训资料

1 回弹法检测混凝土抗压强度 目 录 一 概述 1 1 基本概念 1 2 原理 1 3 规程标准 1 4 特点 1 5 使用条件 二 回弹仪 2 1 分类 2 2 操作 2 3 保养 2 4 钢砧率定 2 5 检定 三 回弹仪检测混凝土强度的影响因素 3 1 外加剂 3 2 成型方法 3 3 养护方法和湿度 3 4 碳化及龄期 3 5 泵送混凝土 3 6 浇筑面 四 回弹法测强曲线 4 1 测强曲线意义 4 2 测强曲线定义 4 3 测强曲线选择 4 4 测强曲线适用性问题 五 检测技术 5 1 检测准备 5 2 检测方法 六 数据处理 七 混凝土强度推定值计算 7 1 测区混凝土强度值的确定 7 2 结构或构件混凝土强度的计算 7 3 测强曲线选择 八 工程应用实例 2 一概述一概述 1948 年瑞士工程师瑞士 Schmidt 研制成功回弹仪 目前已知应用该项技术的国家 A 均质性 B 辅助手段 C 推定抗压强度 美国 ASTMC805 A 英国 BS1881 C 德国 DIN1408 C 罗马尼亚 C 前苏联 GOCT10180 C 欧洲 RILEM C 日本 无损手册 B 中国 JGJ T 23 2001 C 我国的这项技术走在世界的前列 国际领先 1 1 基本概念 回弹法回弹法 采用标准能量为 2 207J 的混凝土回弹仪检测普通混凝土结构或构件抗压强度的方法 测区测区 检测结构或构件混凝土抗压强度时的一个检测单元 测点测点 在测区内进行的一个检测点 测区混凝土强度换算值测区混凝土强度换算值 由测区的平均回弹值和碳化深度值通过测强曲线计算得到的该检测单 元的现龄期混凝土抗压强度值 结构或构件混凝土强度推定值结构或构件混凝土强度推定值 强度换算值总体分布中保证率不低于 95 的结构或构件中的混 凝土抗压强度值 1 2 原理 混凝土表面受到弹击后产生塑性变形和弹性变形 弹性可恢复 塑性不可恢复 形成小坑 回弹值的大小 取决于与冲击能量有关的回弹能量 而回弹能量主要取决于被测混凝土的弹 塑性 性能 在一定的冲击能量作用下 弹性变形接近为常数 因此弹回距离主要取决于混凝土的塑性变 形 混凝土的强度愈低 则塑性变形愈大 消耗于产生塑性变形的功也愈大 弹击锤所获得的回弹功能 就愈小 回弹距离相应也愈小 从而回弹值就愈小 反之亦然 据此 由实验方法建立 混凝土抗压强度 回弹值 的相关曲线 通过回弹仪对混凝土表面弹击后 的回弹值来推算混凝土的强度值 回弹值是剩余能量 弹性变形能 与初始 弹击 能量 2 207J 之比值的平方根 1 3 规程标准 回弹法评定混凝土抗压强度技术规程回弹法评定混凝土抗压强度技术规程 JGJ T23 2001 85 年制定 92 年修订 相关的规 程规范 混凝土回弹仪 JJG 817 93 钻芯法检测砼抗压强度技术标准 CECS03 88 CECS03 2006 送审稿 混凝土芯样检测依据 建筑结构检测技术标准 GB T50344 2004 抽样方案和修正方法 砼结构施工质量验收规范 GB50204 2002 混凝土检测依据 1 4 特点 优点 仪器简单 操作方便 经济迅速 具有相当的测试精度 无损伤可复测等 3 不足 只能反应表面强度 不确定性问题 正确看待与使用回弹法检测混凝土强度技术 委托方应该对其有大致的了解 通过我们科技工作者艰辛的探索深入系统的试验和统一性的研究 回弹法检测混凝土抗压强度 取得了较为满意的 结果 提出了具有我国特色的回弹仪标准状态和考虑混凝土碳化深度的测强 曲线 基本解决了控制回弹法测强相对误差在 15 以内的关键和普遍推广应用的中心环节 适应 我国幅员辽阔 气候悬殊 材料性能多变 工程分散和施工技术水平的特点 1 5 使用条件 普通混凝土 采用的材料 拌和用水符合现行国家有关标准 不掺外加剂或仅掺非引气型外加剂 采用普通成型工艺 采用符合现行国家标准规定的钢模 木模及其他材料制作的模板 自然养护或蒸气养护出池后经自然养护 7d 以上 且混凝土表层为干燥状态 龄期为 14 1000d 抗压强度为 10 60MPa 混凝土构件的表面质量与内部质量基本一致 二回弹仪二回弹仪 2 1 分类 主要分三种 HT225 型 普通混凝土 HT1000 型 高强混凝土 HT3000 型 大体积混凝 土 HT225 型 普通混凝土 产品标准 GB T9138 88 冲击能量 2 207J 率定值 80 2 弹击拉簧刚度 7 85N 弹击冲程 75mm 适用范围 普通混凝土抗压强度检测 根据回弹仪数值读取方式分为 直读式 数显式 直读 数显式 我国可以使用直读式和直读 数显式 产品标准只包括有直读式 回弹计量仪检定标准中要求回弹仪 具有指针直读功能 指针直 读示值与数显值一致 误差 1 只有数显的回弹仪不宜使用 2 2 操作 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 3 保养 清除表面污垢 清洗剂清洗机芯的主要零件 中心导杆抹钟表油 注意尾盖的调零螺钉有无松动 弹击拉簧前端是否钩人拉簧座的原孔位内 2 4 钢砧率定 在符合标准 洛氏硬度 60 2 的钢砧上 将仪器垂直向下率定 其平均值应为 80 2 以此作 为出厂合格检验及使用中是否需要调整的标准 如率定试验不在 80 2 范围内 应对仪器进行保养后再率定 如仍不合格应送检定单位检定 钢砧率定值不在 80 土 2 范围内的仪器不得用于测试 国外规定 如果仪器在钢砧上的率定值低于 78 且不小于 72 时 以 R 表示 按 80 R 的比例 来修正试块上测得的回弹值 我国不采用 4 2 5 检定 1 新回弹仪启用前 2 当仪器超过检定有效期限 半年半年 3 累计弹击次数超过 6000 次次 4 经常规保养后钢砧率定值不合格 5 仪器遭受撞击等情况 检定单位应由当地技术监督部门授权 并必须按照 JIG 817 93 的规定备有回弹仪检定器 拉簧 刚度测量仪等设备 使用回弹仪前 必须确保仪器经过检定合格 并符合标准状态 三三 回弹仪检测混凝土强度的影响因素回弹仪检测混凝土强度的影响因素 3 1 外加剂 可以不考虑非引气型外加剂对混凝土回弹测强的影响 3 2 成型方法 手工插捣 振动一般成型工艺试验表明 只要成型后混凝土基本密实 对回弹法测强无显著影 响 采用离心法 真空法 压浆法 喷射法和混凝土表层经物理 化学等方法处理成型的混凝土 应慎重使用统一测强曲线 3 3 养护方法和湿度 标准养护 空气中自然养护及蒸汽养护 主张蒸养出池后 7d 以内的混凝土另行建立专用测强 曲线 7d 以上可按自然养护混凝土看待 湿度对于低强度的混凝土影响较大 强度增长 湿度影响逐渐减小 短龄期较高强度混凝土影 响不明显 对潮湿混凝土可采用专用测强曲线或通过试验修正 3 4 碳化及龄期 碳化 氢氧化钙转化成碳酸钙 孔隙阻塞 表面硬度提高 表面强度也提高 但内部强度不提 高 因此要调整 对于 3 年内不同强度的混凝土 虽然回弹值随着碳化深度的增长而增大 但当碳 化深度大于等于 6mm 这种影响基本不再增长 3 5 泵送混凝土 70 年代末期 我国正式开始推广混凝土泵送施工技术 泵送混凝土掺入了加气型泵送剂 砂 率增加 粗骨料粒径减小 坍落度明显增大 因此有必要对回弹法检测泵送混凝土抗压强度进行修 正 碳化深度值 2 0mm 应用规程的修正值 一般情况下 能满足使用要求 dm 2 0mm 时 采用 钻取芯样进行修正的方法 3 6 浇筑面 混凝土的分层泌水现象 使一般构件底部石子较多 回弹值读数偏高 表层因泌水 水灰比略 5 大 面层疏松 回弹值偏低 国外资料介绍 试件表面通常较两侧的回弹值低 5 10 而底部则较两侧高 10 20 因此 测试时要尽量选择构件浇筑的侧面 如不能满足 进行修正 四四 回弹法测强曲线回弹法测强曲线 4 1 测强曲线意义 回弹法测定混凝土的抗压强度 是建立在混凝土的抗压强度与回弹值抗压强度与回弹值之间的关系具有一定规律 性基础上的 这种关系可用 fcu R 相关曲线 或公式 来表示 对这种相关曲线的要求是在满足测定 精度要求的前提下 应尽量简单 方便实用 应用范围广 4 2 测强曲线定义 测强曲线分为 测强曲线分为 统一测强曲线统一测强曲线 地区测强曲线地区测强曲线 专用测强曲线专用测强曲线 相 关 曲 线 名称 统一曲线地区曲线专用曲线 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 通过大量的破损与非 破损试验所建立的曲线 由本地区常用的材料 成型 养护工艺配制的混凝土试块 通过较多的破损与非破损试 验所建立的曲线 由与结构或构件混凝土相同的材 料 成型 养护工艺配制的混凝 土试块 通过一定数量的破损与 非破损试验所建立的曲线 适用 范围 适用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 适用检测与该结构或构件相同条 件的混凝土强度 误差 要求 平均相对误差 土 15 相对标准差 18 平均相对误差 土 14 相对标准差 17 平均相对误差 土 12 相对标准差 14 4 3 测强曲线选择 选用次序 专用测强曲线专用测强曲线 地区测强曲线地区测强曲线 统一测强曲线统一测强曲线 对北京 陕西 杭州 合肥 重庆等地区测强曲线与统一测强曲线相比较 曲线相近 但在 20MPa 以下仍有差距 近几年建立的马鞍山地区曲线 广州市地区曲线 与统一曲线十分相近 为了提高测试精度 可认为凡有条件建立地区曲线或已建立地区 最好使用本地区曲线 4 4 测强曲线适用性问题 由于统一测强曲线是一经验公式 不能外推 因此使用时必须符合其规定的条件 当检测条件与测强曲线的适用条件有较太差异时 可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修 正 试件或钻取芯样数量不应少于 6 个 钻取芯样时每个部位应钻取一个芯样 计算时 测区混凝 土强度换算值应乘以修正系数 测区混凝土强度换算值修正系数计算 n i c i cui cu ff n 1 1 n i c i cui cor ff n 1 1 6 五检测技术五检测技术 5 1 检测准备 检测前一般需要了解 工程名称及设计 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 一般检测混凝土结构或构件有两类方法 逐个检测结构或构件 抽样检测 视测试要求而选择一般检测混凝土结构或构件有两类方法 逐个检测结构或构件 抽样检测 视测试要求而选择 逐个检测逐个检测方法主要用于对混凝土强度质量有怀疑的独立结构 如隧道 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 抽样检测抽样检测主要用于相同生产工艺 强度等级相同 原材料和配合比基本一致且龄期相近的同类 混凝土结构或构件 检测试样应随机抽取不少于同类结构或构件总数的 30 且构件数量不少于 10 件 每一结构或构件测区数不应少于 10 个 某一方向尺寸小于 4 5m 且另一方向尺寸小于 0 3m 的 构件其测区数量不少于 5 个 相邻两测区的间距 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 测区面积不宜大于 0 04 20cm 20cm 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 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 仪器始终与测 试面相垂直 并不得在气孔和石子上弹击 每一测区的两个测面用回弹仪各弹击 8 点 如只有一个 测面 则测 16 点 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 检测面清洁 平整 不应有疏松层 浮浆 油垢 涂层以及蜂窝 麻面 必要时可用砂轮清除 疏松层和杂物 且不应有残留的粉未或碎屑 对弹击时产生颤动的薄壁 小型构件应进行固定 5 2 检测方法 测点在测面范围内均匀分布 同一测点只许弹击一次 每一测点的回弹值读数准确至 1 测点 和测点间距一般不小于 20mm 测点距构件边缘或外露钢筋 铁件的间距一般不小于 30mm 回弹值测量完毕后 选择不少于构件的 30 测区数在有代表性的位置上测量碳化深度值 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 应在每测区测量碳化 深度值 碳化深度值读数精确至 0 5mm 碳化深度值测量 可采用适当的工具在测区表面形成直径约 15mm 的孔洞 其深度应大于混 7 凝土的碳化深度 孔洞中的粉未和碎屑应除净 并不得用水擦洗 同时 应采用浓度为 1 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 测量不应少于 3 次取其平均值 每次读数精确至 0 5mm 六数据处理六数据处理 当回弹仪水平方向测试混凝土浇筑侧面时 应从每一测区的 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 个回弹值的算术平均值作为该测区的平均回弹值 取一位小数减小 标准差 非标准状态的修正 非水平方向的角度修正 对重力影响修正 向下为加 向上为减 非混凝土浇筑侧面的修正 表面水泥浆多 底部石子多 表面加 底面减 先修正角度 再对 修正的值进行浇筑面修正 碳化深度值计算修正 查表 例如下表 碳化深度越大 平均回弹值修正后越小 七砼强度推定值计算七砼强度推定值计算 7 1 测区砼强度值的确定 根据每一测区回弹平均值 mR及碳化深度值 md 查阅 测区混凝土强度换算表 所查出的强 度值即该测区混凝土的强度换算值 强度高于 60MPa 或低于 10MPa 记为 fcuc 60MPa 或 fcuc 10MPa 表中未列入的测区强度值可用内插法求得 7 2 结构或构件砼强度的计算结构或构件砼强度的计算 由各测区的混凝土强度换算值可计算得出结构或构件混凝土强度平均值 mfcuc 当测区数等于 或大于 10 时 计算标准差 Sfcuc 构件混凝土强度推定值