第七节 混凝土非破损测试.ppt

建材测试技术 建材测试技术 第二节 回弹法测定砼强度 （一）回弹仪的类型、构造及基本原理 1．类型 根据其冲击能量的大小，可将回弹仪分为三类 L型（小型）冲击能量为0.735J，用于小型构体或刚度稍差的砼或水泥制品。 N型（中型）冲击能量为2.207J，用于房屋建筑的普通砼构件，是我国较广泛的一种，还有一种中型为NR型。 M型（大型）冲击能量为29.42，用于大型实心块体，机场跑道、公路路面等。 2．构造及原理 ?回弹仪是用一弹簧驱动的重锤，通过锤击杆（传力杆），弹击混凝土表面并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值作为与强度相关的指标来推定混凝土强度。 以中型回弹仪为例 Es＝784.532N/m, L工作时拉伸长75mm， E= Esl2/2＝2.207J 原理 当弹簧被拉到冲击前的起始状态时，若重锤势能为 E= Esl2/2其中Es为拉力弹簧的刚度系数，l为起始拉伸长度 受冲击后产生瞬间弹性变形，其恢复力使重锤弹回，回弹到x位置时的势能为E＝Esx2/2 其中能量消耗为Δe＝e－ex＝Esl2/2－Esx2/2＝Esl2[1-(x/l)2]/2 =e(1-(x/l)2) 令R＝x/l＝弹回距离/冲击前长度 而在回弹仪中，l为定值，所以R与x成正比，称为回弹值，等于冲击后剩余的势能与原有势能之比的平方根，是重锤冲击过程中能量损失的反映。 能量损失 主要有三方面： （1） 混凝土受冲击后产生塑性变形所吸收的能量 （2） 混凝土受冲击后产生振动所消耗的能量 （3） 回弹仪各机构之间的摩擦所消耗的能量 其中第1项为主要的能量损失，可反应弹塑性性能，但R与Es之间的理论关系尚难推导，目前均采用试验归纳法 影响回弹仪检测性能的主要因素 回弹仪中所有影响有关产生、传递能量及指示回弹值的零部件都将直接或间接的影响所测试的指标。影响回弹仪检测性能的主要因素主要包括以下几个方面： a． 机芯主要零件的装配尺寸，其中包括弹簧的工作长度l0，现有回弹仪的设计值一般为61.5mm；弹击锤的冲击长度lp,一般为75mm；弹击锤的起跳位置。 b． 主要零件的尺寸，包括拉簧的刚度，应为0.784N/mm；弹击杆前端的曲率半径(25mm)和后端的冲击面(为平面)；指针长度(20mm)和摩擦力(0.5~0.8N)等 c． 机芯装配质量等 （一）影响回弹的主要因素 1．原材料的影响 混凝土的抗压强度主要取决于混凝土中的砂浆强度，粗骨料的强度以及两者之间的粘结力，而混凝土的表面硬度主要与水泥砂浆的强度有关，其他，如水泥品种，细骨料的影响，外加剂的品种，粗骨料和水泥砂浆之间的粘结力等，经研究表明，对回弹的影响不明显。可能因为对于大部分混凝土而言，其表面主要是水泥砂浆，如有外露的石子，如回弹在石子上，由于石子的强度明显高于水泥砂浆，可使回弹值明显偏高。也可从此看出回弹所反映的主要是混凝土的表面硬度，不能全面反映混凝土的强度。 2．养护方法和湿度的影响 混凝土在潮湿或水的环境中养护时，由于有利于水泥的水化，混凝土的强度会有所提高，但是由于混凝土的表面硬度由于水的软化作用而会使回弹值偏低。同时，当混凝土强度越低时，湿度对混凝土的影响也越大。随着混凝土强度的增长，湿度的影响逐渐减少。经试验表明，成型方法的影响对混凝土回弹的影响不明显。 3．碳化和龄期的影响 水泥水化后约产生20～30％的氢氧化钙，它对于混凝土的硬化起着重要的作用，已经硬化的混凝土表面受空气中CO2的影响，使氢氧化钙逐渐氧化形成碳酸钙，从而使混凝土的表面硬度增加，回弹值偏高。但实际上，碳化对混凝土的强度影响并不大。 4．其他 混凝土的浇注时的分层泌水情况也会影响混凝土的回弹值，一般而言，沿混凝土浇注方向，构件底部的石子较多，回弹值读数偏高。表层因为泌水，水灰比略大，结构较为疏松，回弹值偏低； 混凝土浇注所用的模板，可能也由于模板的吸水性不同，对混凝土的回弹也会有一定的影响。还有钢筋，约束力等对混凝土的回弹也会有一定的影响。如果钢筋的保护层厚度过薄，可能也会影响混凝土的强度，测试时应该尽量避开。 （三）回弹测强曲线的型式 已知回弹值，如何知道所测部位的强度，这就要求确定回弹值与强度这间的关系，大量实践证明，回弹值与强度的关系可归纳为下列三种型式： （1）??? 直线式： （2）??? 幂函数式： （3）??? 抛物线式： R—砼强度， —平均回弹值，A、B、C—系数 （一）回弹测强曲线的建立 1．成型试件 按要求选取相关材料成型方法和养护工艺，根据最佳配合比的原则，用不同标号的水泥设计每种水泥至少五个等级的混凝土配合比如C10、C20、C30、C40、C50，随着混凝土使用强度等级的提高，还可继续至C60、C70等，同种配合比成型150×150×150mm立方体试块在每一测试龄期至少两组，其中一组为