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1、回彈法、超聲回彈綜合法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度重慶市建筑科學(xué)研究院李建茹回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度1應(yīng)用概況回彈儀最早由瑞士人施米特(E.Schmidt)于1948年發(fā)明。后由蘇黎世材料試驗(yàn)室發(fā)表了研究報(bào)告,此后便開始應(yīng)用回彈儀檢測混凝土的強(qiáng)度,應(yīng)用至今已有60多年的歷史。雖然其間無損檢測混凝土強(qiáng)度不斷有新的方法出現(xiàn),但由于回彈儀構(gòu)造簡單、操作方法簡便、測試值在一定條件下與混凝土強(qiáng)度有較好的相關(guān)性、測試費(fèi)用低廉等特點(diǎn),至今它仍然未失去現(xiàn)場應(yīng)用的優(yōu)越性,被國際學(xué)術(shù)界公認(rèn)為混凝土無損檢測的基本方法之一。許多國家或協(xié)會(huì)都制定了回彈法的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。我國自50年代中期開始采用回彈儀測定混凝土抗壓強(qiáng)度。19
2、63年建設(shè)部建研院結(jié)構(gòu)所先后召開和出版了“回彈儀檢測混凝土強(qiáng)度和構(gòu)件試驗(yàn)方法技術(shù)交流會(huì)”和《混凝土強(qiáng)度的回彈儀檢測技術(shù)》一書,促進(jìn)了回彈法測定混凝土強(qiáng)度的推廣和應(yīng)用。1978年國家建委將混凝土無損檢測技術(shù)研究列入建筑科學(xué)發(fā)展計(jì)劃,組建了以陜西省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院為組長單位的全國性的協(xié)作研究組,開始對回彈法儀器的性能、測試技術(shù)、數(shù)據(jù)處理及強(qiáng)度推算方法等進(jìn)行系統(tǒng)研究并于85年頒布了JGJ23-85《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》。之后又于1992年、2001年先后2次修訂為JGJ/T23-92、JGJ/T23-2001標(biāo)準(zhǔn)。重慶市建筑科學(xué)研究院是全國協(xié)作研究組成員單位之一。在參與國家項(xiàng)目研究
3、和規(guī)程的編制中于1975年開始,同時(shí)開始了重慶地區(qū)混凝土強(qiáng)度的回彈法檢測研究和應(yīng)用并于84年12月完成《重慶市回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》的編制并經(jīng)重慶市建委批準(zhǔn)頒布執(zhí)行(編號為DBJ20Y13-84)。2006年12月又完成對該規(guī)程的修編并批準(zhǔn)于2007年3月執(zhí)行(編號DBJ5-057-2006)?;貜梼x檢測混凝土強(qiáng)度方法現(xiàn)已廣泛用于建設(shè)工程中,成為控制、評定混凝土強(qiáng)度質(zhì)量不可缺少的重要方法。回彈儀是由一個(gè)彈簧驅(qū)動(dòng)的重錘,通過撞擊彈擊桿,將力傳于混凝土表面,使重錘反彈。把重錘反彈的距離以回彈值表示,作為與混凝土強(qiáng)度相關(guān)的指標(biāo)(即反彈距離與彈簧初始長度之比),來推定混凝土強(qiáng)度。由于測量
4、是在混凝土表面進(jìn)行,所以應(yīng)屬于一種表面硬度法。當(dāng)重錘被拉伸到?jīng)_擊前的起始狀態(tài)時(shí),若重錘的質(zhì)量一定,則這時(shí)重錘所具有的勢能e為:(2.1)式中Es—拉力彈簧的剛度系數(shù);l—拉力彈簧的起始拉伸長度。2回彈儀測強(qiáng)的基本原理當(dāng)混凝土受重錘沖擊后,產(chǎn)生瞬時(shí)彈性變形,其恢復(fù)力使重錘被反彈,反彈的距離若為x,此時(shí)具有的勢能為:(2.2)式中x—重錘反彈位置時(shí)彈簧的的拉伸長度。重錘彈擊后,所消耗的能量為:(2.3)將(2.1)、(2.2)式代入(2.3)式得:(2.4)令,因?yàn)閘為定值,所以R與x成正比。將R代入(2.4)式,得,稱R為回彈值,回彈值R反映了重錘沖擊過程中能量的損失。3回彈儀3.1回彈儀的類
5、型目前我國生產(chǎn)的回彈儀按沖擊動(dòng)能分為輕型、中型和重型;按示值顯示方式分為指針式和數(shù)顯式。普通混凝土強(qiáng)度檢測通常使用沖擊動(dòng)能為2.207J的中型指針式回彈儀。重慶地區(qū)現(xiàn)一般使用天津建筑儀器廠生產(chǎn)的HT225型或山東樂陵市回彈儀廠生產(chǎn)的ZCA-3型回彈儀。隨著高強(qiáng)混凝土在工程中的應(yīng)用,現(xiàn)已研制并生產(chǎn)出多種用于檢測C60~C80等級的高強(qiáng)混凝土回彈儀?;貜梼x內(nèi)部構(gòu)造及外形見下圖。沖擊動(dòng)能為2.207J指針式混凝土回彈儀沖擊動(dòng)能為2.207J數(shù)字式混凝土回彈儀檢測高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的重型的回彈儀,現(xiàn)已開發(fā)定型的有由中國建研院結(jié)構(gòu)所研制的GHT450型(標(biāo)準(zhǔn)沖擊動(dòng)能為4.5J)、由山東樂陵市回彈儀廠生產(chǎn)的
6、ZC1型(標(biāo)準(zhǔn)沖擊動(dòng)能為5.5J)和天津建筑儀器廠生產(chǎn)的HT1000型(標(biāo)準(zhǔn)沖擊動(dòng)能為9.5J)。通過大量試驗(yàn)研究,建立了高強(qiáng)混凝土回彈法測強(qiáng)曲線,并頒布或即將頒布相關(guān)檢測技術(shù)規(guī)程,如中國建研院結(jié)構(gòu)所的Q/JY17-2000《回彈法檢測高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》、陜西省建研院即將修編完成的JGJ/T23-20××《回彈法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》、中國建研院的JGJ/T《高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)規(guī)程》。重慶市建科院目前在已取得高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)研究和試驗(yàn)的成果基礎(chǔ)上,已開始編制重慶地區(qū)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢測技術(shù)規(guī)程。3.2影響回彈儀性能的主要因素1)機(jī)芯主要零件的裝配尺寸2)零件的質(zhì)量3)機(jī)芯裝配
7、質(zhì)量彈擊拉簧的工作長度彈擊錘的沖擊長度彈擊錘的起跳位置拉簧的剛度彈擊桿前端曲率半徑和后端的沖擊面指針長度和摩擦力影響起跳位置的有關(guān)零件3.3回彈儀的操作、保養(yǎng)及校驗(yàn)1)回彈儀使用要求及檢測技術(shù)見DBJ50-057-2006規(guī)程第3章、第4章2)保養(yǎng)及時(shí)清除伸出儀器外殼的彈擊桿、刻度尺表面及外殼上的污垢和塵土;測試次數(shù)較多,對測試值有懷疑時(shí),應(yīng)將儀器拆卸,并用清洗劑清洗機(jī)芯的主要零件及沖擊錘內(nèi)孔。3)校驗(yàn)儀器超