課題3：橋梁構(gòu)件與耐久性檢測(回彈法檢測)

課題3：橋梁構(gòu)件與耐久性檢測(回彈法檢測)第一頁，共39頁。回彈法橋梁工程檢測技術(shù)結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定第二頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)知識目標1、回彈法工作原理；2、回彈法測量步驟；3、回彈值計算修正及混凝土強度的計算。能力目標能夠用回彈法測混凝土強度。第三頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)一、回彈法基本原理回彈法是利用混凝土表面硬度與強度之間的相關關系來推定混凝土強度的一種方法，。其基本原理是：用一彈簧驅(qū)動的重錘，通過彈擊桿（傳力桿），彈擊混凝土表面，并測出重錘被反彈回來的距離，即回彈值（反彈距離與彈簧初始長度之比）作為與強度相關的指標，同時考慮混凝土表面碳化后硬度變化的影響，來推定混凝土強度的一種方法。第四頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)一、回彈法基本原理回彈值是重錘錘擊混凝土過程中能量損失的反應，能量損失愈小，說明混凝土硬度愈大，相應的回彈值也就愈大。第五頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)二、回彈儀構(gòu)造及工作原理第六頁，共39頁。數(shù)顯回彈儀直讀+數(shù)顯回彈儀結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)回彈儀器可以是數(shù)字式的，也可為指針直讀式的。二、回彈儀構(gòu)造及工作原理回彈儀有重型、中型、輕型和特輕型，一般工程使用的多為中型回彈儀。第七頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)1、回彈儀必須具有制造廠的產(chǎn)品合格證及檢定單位的檢定合格證，并應在回彈儀的明顯位置上具有下列標志：名稱、型號、制造廠名（或商標）、出廠編號、出廠日期和中國計量器具制造許可證標志CMC及許可證證號等。三、回彈儀的技術(shù)要求2、回彈儀除應符合現(xiàn)行國家標準《回彈儀》GB/T9138應符合下列標準狀態(tài)的要求：水平彈擊時，彈擊錘脫鉤的瞬間，回彈儀的標準能量應為：小型（0.735J）、中型（2.207J）和大型（29.40J）；

普通混凝土：中型回彈儀。第八頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)三、回彈儀的技術(shù)要求3、彈擊錘與彈擊桿碰撞的瞬間，彈擊拉簧應處于自由狀態(tài)，此時彈擊錘起跳點應相應于指針指示刻度尺上“0”處；4、在洛氏硬度HRC為60±2的鋼砧上，回彈儀的率定值應為80±2。（作用：檢驗回彈儀的標準能量是否為2.207J；回彈儀的測試性能是否穩(wěn)定；機芯的滑動部位有污垢等。）5、回彈儀使用時的環(huán)境溫度應為-4～40℃。6、數(shù)字式回彈儀應帶有指針直讀示值系統(tǒng)；數(shù)字顯示的回彈值與指針直讀示值相差不應超過1。第九頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)三、回彈儀的率定：回彈儀的率定試驗應符合下列規(guī)定：（為了保證在使用過程中及時發(fā)現(xiàn)和糾正回彈儀的非標準狀態(tài)）1、率定試驗應在干燥、室溫為5～35℃的條件下進行。2、鋼砧表面應干燥、清潔，并應穩(wěn)固地平放在剛度大的物體上。3、回彈值應取向下彈擊三次的穩(wěn)定回彈結(jié)果的平均值。4、率定試驗應應分四個方向進行，且每個方向彈擊前，彈擊桿應旋轉(zhuǎn)90°。每個方向的回彈平均值應為80±2。5、回彈儀率定試驗所用的鋼砧應每2年送授權(quán)計量檢定機構(gòu)檢定或校準。第十頁，共39頁。四、回彈儀的校驗（檢定）：回彈儀具有下列情況之一時應送檢定單位檢定：1、新回彈儀啟用前；目前國內(nèi)外回彈儀生產(chǎn)不能保證每臺新回彈儀均為標準狀態(tài)，特別是一些國外進口儀器不按我國有關標準生產(chǎn)及檢定，因此新回彈儀在使用前必須檢定。2、超過檢定有效期限（有效期為半年）；3、數(shù)字式回彈儀數(shù)字顯示的回彈值與指針直讀示值相差大于1；（取消：累計彈擊次數(shù)超過6000次）4、經(jīng)保養(yǎng)后鋼砧率定值不合格；5、遭受嚴重撞擊或其他損害。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)第十一頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟：準備工作測區(qū)選擇回彈值測量碳化深度測量記錄回彈角和回彈面狀態(tài)數(shù)據(jù)處理回彈值計算砼強度計算第十二頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（1、準備工作）：測試前應收集的資料：（1）工程名稱及設計、施工、監(jiān)理（監(jiān)督）和建設單位名稱；（2）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件名稱、外形尺寸、數(shù)量及混凝土強度等級；（3）水泥品種、強度等級、安定性、廠名，砂石種類、粒徑，外加劑或摻合料的品種、摻量，混凝土配合比等；（4）施工時材料計量情況，模板、澆筑、養(yǎng)護劑成型日期等；（5）必要的設計圖紙及施工記錄；（6）檢測原因。第十三頁，共39頁。試驗依據(jù)判定依據(jù)結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（1、準備工作）：第十四頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（2、測區(qū)選擇）（1）用回彈法測定混凝土強度對于每個試件的測區(qū)數(shù)目不少于10個，對某一方向尺寸小于4.5m且另一方向小于0.3m的構(gòu)件，測區(qū)數(shù)可適當減小，但不應小于5個；（2）兩個相鄰測區(qū)的間距不宜大于2m，測區(qū)離構(gòu)件端部或施工縫邊緣的距離不宜大于0.5m，測區(qū)內(nèi)的16個測點宜均勻分布，同一測點只允許彈擊一次，相鄰兩測點的凈距一般不小于2cm。L≥4.5m(b≥0.3m)≤2m20cm≥20mm第十五頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（2、測區(qū)選擇）（3）測區(qū)宜選在使回彈儀處于水平方向檢測混凝土澆筑的側(cè)面，不能滿足這一要求時，可使回彈儀處于非水平方向檢測混凝土構(gòu)件的澆筑側(cè)面、表面或底面；（4）測點距離結(jié)構(gòu)或構(gòu)件邊緣或外露鋼筋、預埋件的距離一般不小于3cm。（5）每一測區(qū)應為不小于0.04m2的面積，以能容納16個回彈測點為宜。第十六頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)重點：測區(qū)數(shù)不少于10個，相鄰測區(qū)間距在2m內(nèi)，測區(qū)面積不宜大于0.04m2

。五、回彈測試步驟（2、測區(qū)選擇）（6）檢測面應為原狀混凝土表面，并應清潔、平整，不應有疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩、麻面，必要時可用砂輪清除疏松層和雜物，且不應有殘留的粉末或碎屑。(7)對彈擊是產(chǎn)生顫動的薄壁、小型構(gòu)件應進行固定。(8)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)應標有清晰的編號，必要時應在記錄紙上描述測區(qū)布置示意圖和外觀質(zhì)量情況。第十七頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（3、回彈值測量）（1）回彈儀操作：

將彈擊桿頂住混凝土的表面，輕壓儀器，松開按鈕，彈擊桿徐徐伸出。使儀器對混凝土表面緩慢均勻施壓，待彈擊錘脫鉤沖擊彈擊桿后即回彈，帶動指針向后移動并停留在某一位置上，即為回彈值。繼續(xù)頂住混凝土表面并在讀取和記錄回彈值后，逐漸對儀器減壓，使彈擊桿自儀器內(nèi)伸出。重復進行上述操作，即可測得構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的回彈值。第十八頁，共39頁。盡量選擇混凝土澆注側(cè)面進行水平方向的回彈測試，對于非水平方向測量混凝土側(cè)面的時候，應記錄回彈儀的測量角度與混凝土面。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（3、回彈值測量）（2）回彈角度及混凝土面記錄：第十九頁，共39頁。碳化定義：表層混凝土在空氣中的二氧化碳和水分的作用下，其氫氧化鈣轉(zhuǎn)化成碳酸鈣硬殼。

混凝土表面碳化會影響其表面硬度，進而影響回彈值的測量，應檢驗碳化值并對回彈值進行修正。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（4、碳化深度值測量）

碳化的影響：混凝土強度等級相同時，回彈值隨碳化深度的增大而增大。dm第二十頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（4、碳化深度值測量）碳化深度測量方法：1、可采用適當?shù)墓ぞ咴跍y區(qū)表面形成直徑約15mm的孔洞，其深度應大于混凝土的碳化深度。2、應除凈孔洞中的粉末和碎屑，并不得用水擦洗；3、應采用濃度為1％~2%的酚酞酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣處，當已碳化與未碳化界線清晰時，應采用碳化深度測量儀測量已碳化與未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距離，并應測量3次，每次讀數(shù)精確至0.25mm；4、取其平均值作為該測區(qū)的碳化深度值，并應精確至0.5mm。第二十一頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（4、碳化深度值測量）單次碳化深度如何確定？應用酚酞酒精遇到堿性物質(zhì)變色的化學原理檢測混凝土碳化深度。在回彈的每個測區(qū)選擇一處用鉆孔法灑入濃度為1%酚酞酒精溶液檢測，不呈現(xiàn)紫紅色反應的厚度即為混凝土的碳化深度dm。第二十二頁，共39頁。五、回彈測試步驟（4、碳化深度值測量）結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)碳化深度值測點數(shù)不應少于構(gòu)件測區(qū)數(shù)的30％，取其平均值為該構(gòu)件每測區(qū)的碳化深度值。當各測點間的碳化深度值相差大于2.0mm時，應在每一測區(qū)測量碳化深度值。碳化深度測量頻率？第二十三頁，共39頁。——測區(qū)平均回彈值，精確至0.1——第i個測點的回彈值五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）（1）求回彈平均值當回彈儀按水平方向測得試件混凝土澆筑側(cè)面的16個回彈值后，分別剔除3個最大值和3個最小值，按余下的10個回彈值取平均值。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)第二十四頁，共39頁。1)非水平方向彈擊——角度修正（P28頁表3-2）

五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）（2）回彈角度及回彈面影響修正將回彈平均值按不同測試角度和不同澆筑面作分別修正。——非水平狀態(tài)檢測時的回彈修正值，見P28頁表3-2。

——非水平狀態(tài)檢測時的測區(qū)平均回彈值，精確值0.1

結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)第二十五頁，共39頁。

2)澆注表面和底面彈擊——澆注面修正(P30頁表3-3)

——水平方向檢測混凝土澆筑表面、底面時，測區(qū)的平均回彈值，精確至0.1——混凝土澆筑表面、底面回彈值的修正值，測區(qū)的平均回彈值，精確至0.1當回彈儀為非水平方向且測試面為混凝土的非澆筑側(cè)面時，應先對回彈值進行角度修正，并應對修正后的回彈值值進行澆筑面修正。五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)第二十六頁，共39頁。平均碳化深度值≤0.4mm，按無碳化深度處理；平均碳化深度值≥6mm，按平均碳化深度為6mm計算五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)（3）碳化深度計算第二十七頁，共39頁。五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)(4)混凝土強度計算由實測的Rm和dm值，按《回彈規(guī)程》測區(qū)混凝土強度值的換算表（測強曲線）求得混凝土強度值fcu，并由此評定檢測結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強度。測強曲線分類統(tǒng)一測強曲線地區(qū)測強曲線專用測強曲線第二十八頁，共39頁。1、統(tǒng)一的測強曲線

由全國有代表性的材料、成型養(yǎng)護工藝配制的混凝土試件，通過試驗所建立的曲線。

2、地區(qū)測強曲線

由本地區(qū)常用的材料、成型養(yǎng)護工藝配制的混凝土試件，通過試驗所建立的曲線。3、專用測強曲線

由與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土相同材料、成型養(yǎng)護工藝配制的混凝土試件，通過試驗所建立的曲線。對有條件的地區(qū)和部門，應制定本地區(qū)的測強曲線或?qū)Ｓ脺y強曲線，經(jīng)上級主管部門組織審定和批準后實施。各檢測單位應按專用測強曲線、地區(qū)測強曲線、統(tǒng)一的測強曲線的次序選用測強曲線。五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)第二十九頁，共39頁。五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)統(tǒng)一測強曲線換算表第三十頁，共39頁。根據(jù)測強曲線，由每一測區(qū)的回彈值得到混凝土強度換算值，由此推定混凝土強度：測區(qū)數(shù)大于10個時，按95%保證率確定；測區(qū)數(shù)小于10個時，取最小值。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）第三十一頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）強度計算公式：第三十二頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）強度計算公式：（1）測區(qū)數(shù)小于10個時，取最小強度，即：（2）測區(qū)數(shù)不小于10或按批量檢測時，混凝土強度值為：第三十三頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）強度計算公式：（3）測區(qū)強度值中出現(xiàn)小于10MPa的值時，判定該構(gòu)件強度小于10MPa，即：第三十四頁，共39頁。結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定(回彈法)五、回彈測試步驟（5、數(shù)據(jù)處理）強度計算公式：(4)當標準差滿足下列條件時，該批構(gòu)件應按單個構(gòu)件檢測：a.混凝土平均強度小于25MPa時：b.混凝土平均強度不小于25MPa時：第三十五頁，共39頁。測試砼回彈值測試砼碳化值平均回彈值平均碳化值去掉3個最大值3個最小值測區(qū)砼強度砼強度平均值<10個測區(qū)強度推定值=最小的測區(qū)強度換算值≥10個測區(qū)≤4.5或5.5批量檢測>4.5或5.5單個構(gòu)件檢測結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測與評定