一、概  述

 混凝土回彈儀是用一彈簧驅動彈擊錘并通過彈擊桿彈擊混凝土表面所產生的瞬時彈性變形的恢復力,使彈擊錘帶動指針彈回并指示彈回的距離.以回彈值(彈回的距離與沖擊前彈擊錘與彈擊桿的距離之比按百分之比計算),作為混凝土抗壓強度相關的指標之一,來推定混凝土的抗壓強度的一種儀器.

 用于檢測現場混凝土結構或構件的ZC3-A中型回彈儀,在我國應用多年,技術成熟并有相應的技術標準(中華人民共和國行業標準《回彈法檢測砼抗壓強度技術規程》(JG/T23-92)及回彈儀檢定標準(國家計量檢定規程《砼回彈儀》(JJG817-93))

 隨著我國經濟建設的發展,建設工程中高層建筑日益增多,隨之采用的高強混凝土也愈來愈多,使用回彈儀檢測現場高標號砼強度的要求愈加迫切.為此我廠在原ZC3-A型砼回彈儀基礎上,通過多年試驗改進,已研制出ZC1型高強砼回彈儀,用于檢測砼抗壓強度為60-80mPa范圍內的砼結構或構件.

 二、回彈儀的結構

 圖1示出(ZC1)型回彈儀在彈擊后的縱向剖面結構示意圖.

 圖1  回彈儀構造和主要零件名稱

 三、回彈儀主要技術要求及指標

   技術要求

 測定回彈值的儀器,必須采用能量為的回彈儀,其彈擊錘沖擊長度為100mm,彈擊桿前端球面半徑為18 mm.回彈儀必須具有制造廠的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、出廠日期等.

 回彈儀必須符合下列標準狀態的要求:

1、水平彈擊時,彈擊錘脫鉤的瞬間,回彈儀的標準能量應為;

2、彈擊錘與彈擊桿碰撞的瞬間,彈擊拉簧應處于自由狀態,此時彈擊錘起跳點應相應于指針指示刻度尺上"0"處;

3、在洛氏硬度HRC為60±2的鋼砧上,回彈儀的率定值應為83±2.

 回彈儀使用時的環境溫度應為(-4~ +40)℃.

 技術指標

1、標準能量                    

 2、彈擊拉簧沖擊長度            100mm

 3、彈擊拉簧剛度                1100N/m

 4、鋼砧率定值                  83±2

 5、彈擊桿沖擊球面半徑          SR18mm

 6、儀器質量                    

 7、規  格                      ф54×350mm

  四、術語、符號

   術語

 測區 test area

檢測構件混凝土抗壓強度時的一個檢測單元.

 測點 test point

在測區內進行檢測的點.

 測區混凝土強度換算值 conversion value of concrete compressive strength of test area

由測區的平均回彈值通過測強曲線計算得到的該檢測單元的現齡期混凝土抗壓強度值.

 符號

Ri——第i個測點的回彈值.

Rm——測區或試件的平均回彈值.

?ccu,h,i ——測區混凝土強度換算值.

mfc     ——測區混凝土強度換算值的平均值.

cu,h    

  ?ccu,h,min ——構件中最小的測區混凝土強度換算值.

sfc     ——同批構件測區混凝土強度換算值的標準差.

cu,h  

?cu,h,,e ——構件混凝土強度推定值.

η——測區混凝土強度換算值的修正系數.

 五、回彈儀的操作、校驗及保養

  操作

 將彈擊桿頂住混凝土的表面,輕壓儀器,使按鈕

 松開,放松壓力時彈擊桿伸出,掛鉤掛上彈擊錘.

 使儀器的軸線始終垂直于混凝土的表面并緩慢

 均勻施壓,待彈擊錘脫鉤沖擊彈擊桿后,彈擊錘回彈帶動指針向后移動至某一位置時,指針塊上的示值刻線在刻度尺上示出一定數值即為回彈值.

  使儀器繼續頂住混凝土表面進行讀數并記錄回彈值.如條件不利于讀數,可按下按鈕,鎖住機芯,將儀器移至它處讀數.

 逐漸對儀器減壓,使彈擊桿自儀器內伸出,待下

 一次使用.

 校驗

 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;

2 超過檢定有效期限(有效期為一年);

3 累計彈擊次數超過5000次;

4 經常規保養后鋼砧率定值不合格;

5 遭受嚴重撞擊或-損害.

  回彈儀在工程檢測前后,應在鋼砧上作率定試驗,鋼砧應穩固地平放在剛度大的物體上,回彈儀率定試驗宜在干燥、室溫為(5~35)℃的條件下進行.率定時,取連續向下彈擊三次的穩定回彈平均值,且彈擊桿分4個方向旋轉,每次旋轉90°.每旋轉一次的率定平均值均應為83±2.

 檢測時,回彈儀的軸線應始終垂直于構件的混凝土檢測面,緩慢施壓,準確讀數,快速復位.

 保養

  回彈儀使用完畢后應及時進行維護,清除回彈儀外殼及彈擊桿的污垢塵土.然后將彈擊桿壓入機殼內,經彈擊后鎖住機芯,裝入儀器箱,平放在干燥陰涼處.

 回彈儀具有下列情況之一時必須進行保養:

1 累計彈擊次數超過1000次;

2 對檢測值有懷疑時;

3 在鋼砧上的率定值不合格.

 回彈儀保養應按下列步驟進行:

1 使彈擊錘脫鉤后取出機芯,然后卸下彈擊桿,取出桿內的緩沖壓簧,并取出彈擊錘、彈擊拉簧和拉簧座;

2 對機芯各零部件應進行擦試,重點擦拭中心導桿、彈擊錘和彈擊桿的內孔和沖擊面.擦試后應在中心導桿上薄薄涂抹鐘表油,-零部件均不得抹油;

3 清理機殼內壁,卸下刻度尺,并應檢查指針,其摩擦力應為(~)N;

4 不得旋轉尾蓋上已定位緊固的調零螺絲;

5 不得自制或更換零部件;

6 保養后應按本說明書第條的要求進行率定試驗.

 六、檢測技術及回彈值測量與計算

 一般規定

 凡使用回彈儀進行工程檢測的人員,應通過主管部門認可的專業培訓,并持有相應的資格證書.

 在現場作業時,應遵守現行安全技術和勞動保護的有關規定.

 構件混凝土強度檢測宜具有下列資料:

1 工程名稱及設計、施工、監理、監督和建設單位名稱;

2 構件名稱、外型尺寸、數量及混凝土強度等級;

3 水泥品種、強度等級、安定性試驗、廠名;砂、石種類、粒徑;外加劑及摻合料品種、摻量;混凝土配合比等;

4 施工時材料計量情況,模板、澆筑、養護情況及成型日期等;

5 必要的設計圖紙和施工記錄;

6 檢測原因.

 構件混凝土強度可采用單個檢測或批量檢測兩種方式.

 當按批量檢測時,符合下列條件的構件才可作為同批構件:

1 混凝土強度等級相同;

2 混凝土原材料、配合比、成型工藝、養護條件及齡期基本相同;

3 構件種類相同.

  按批檢測的構件,抽檢數量不得少于同批構件總數的30%且構件數量不得少于10件.抽檢構件時,應隨機抽取并使所選構件具有代表性.

 測區的數量及布置應符合下列規定:

1 每一構件的測區數不應少于10個;

2 相鄰兩測區的間距應控制在2m以內,測區離構件端部或施工縫的距離不宜大于且不宜小于,測區的面積不宜小于;          

3 測區必須選在使回彈儀處于水平方向檢測混凝土澆筑側面.測區可選在構件的兩個對稱可測面上,也可選在一個可測面上,且應均勻分布.在構件的重要部位及薄弱部位必須布置測區,且應避開預埋件;

4 檢測面應為混凝土原漿面,并應清潔、平整,不應有疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩、麻面,必要時可清除疏松層和雜物,且不應有殘留的粉末或碎屑;

5 對彈擊時產生顫動的薄壁、小型構件應進行固定.

6 構件的測區應有編號,必要時應描述測區布置示意圖及外觀質量情況.

 回彈值測量與計算

  回彈測點宜在測區范圍內均勻分布,相鄰兩測點的凈距不宜小于20mm;測點不應在氣孔或外露石子上,同一測點只應彈擊一次.每一測區應記取16個回彈值,每一測點的回彈值讀數估讀至1.

  計算測區平均回彈值,應從該測區的16個回彈值中剔除3個最大值和3個最小值,余下的10個回彈值應按下列公式計算:

 式中   Rm——測區平均回彈值,精確至;

       Ri——第i個測點的回彈值.

 七、測強曲線

   符合下列條件的混凝土應遵照本說明書附錄A的規定進行測區混凝土強度換算:

1 混凝土采用的材料,應符合現行國家有關標準;

2 摻加泵送劑或高效減水劑及超細摻合料、一級粉煤灰;

3 采用普通成型工藝;

4 自然養護且混凝土表層為干燥狀態;

5 齡期為14~400d.

  當檢測條件與測強曲線的適用條件有較大差異時,測區混凝土強度值不得直接按本說明書附錄A換算,但可制定專用測強曲線或通過鉆芯法、同條件試件進行修正,同條件試件或鉆取芯樣數量不應少于6個.計算時,測區混凝土強度換算值應乘以修正系數.

 修正系數應按下式公式計算:

 η=       fcu,i/fcu,h,i(-1)

或

η=      fcor,i/fcu,h,i(-2)

式中  η——修正系數,精確到;

       ?cu,,i ——第i個同條件混凝土立方體試件(邊長為    

                 150mm)的抗壓強度值,精確到;

       ?cor,i ——第i個混凝土芯樣試件的抗壓強度值,精確到;

       ?ccu,h,i ——對應于第i個試件或芯樣部位回彈值的混凝土強度換算值,可按本說明書附錄A采用;

       n——試件數.

 專用測強曲線的強度誤差值應符合下列規定:

    1 平均相對誤差(δ)不應大于±%;

    2 相對標準差(er)不應大于%.

八、混凝土強度的計算

 構件第i個測區混凝土強度換算值,可按本說明

 書第條所求的平均回彈值(Rm)遵照附錄A的規定查

 表得出.

 構件的測區混凝土強度平均值及標準差可根據各測

 區的混凝土強度換算值計算.平均值及標準差應按下列公式

 計算:      

式中  m?c     ——構件測區混凝土強度換算值的平均值(MPa)

cu,h

                精確至 MPa;

      n——對于單個檢測的構件,取一個構件的測區數;對批量檢測的構件,取被抽檢構件測區數之和;

  s?c     ——構件測區混凝土強度換算值的標準差(MPa)

cu,h  

                精確至 MPa;

 構件的混凝土強度推定值(?cu,h,e)應按下列公式確定:

1 單個構件和按批量檢測時,均應按下列公式計算:

fcu,n,e=mfccu,n-,h(-1)

 2 當該構件的測區強度值中出現小于時:

               ?cu,h,e <      (-2)

 3 當該構件的測區強度值中出現大于時:

               ?cu,h,e = ?ccu,h,min      (-3)

式中   ?ccu,h,min——構件中最小的測區混凝土強度換算值.

   注  構件的混凝土強度推定值是指相應于強度換算值總體分布中保證率不低于95%的構件中的混凝土抗壓強度值.

 對按批量檢測的構件,當該批構件混凝土強度標準差

  s?ccu,h > 時,則該批構件應全部按單個構件檢測.

 九、附錄A、附錄B

附錄A  測區混凝土強度換算值

平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 

Rm ?ccu,h,i Rm ?ccu,h,i 

平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 

Rm ?ccu,h,i Rm ?ccu,h,i 

平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 

Rm ?ccu,h,i Rm ?ccu,h,i 

平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 

Rm ?ccu,h,i Rm ?ccu,h,i 

平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 

Rm ?ccu,h,i Rm ?ccu,h,i 

平均 測區混凝土 平均 測區混凝土 

回彈值 強度換算值(MPa) 回彈值 強度換算值(MPa) 

Rm ?ccu,h,i Rm ?ccu,h,i 

平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 平均

 回彈值 測區混凝土

 強度換算值(MPa) 

Rm ?ccu,h,i Rm ?ccu,h,i 

附錄B 回彈法檢測混凝土抗壓強度報告

編號(  )第    號                       第   頁共   頁

 混凝土生產單位_______________ 委 托 單 位_____________

輸  送  方  式________________設 計 單 位_____________

監  理  單  位________________監 督 單 位_____________

工  程  名  稱________________構 件 名 稱_____________

施  工  日  期________________檢 測 原 因_____________

檢  測  環  境________________檢 測 依 據_____________

回彈儀生產廠_______________回彈儀編號____________

檢  測  日  期________________回彈儀檢定證號____________

檢  測  結  果

              

構  件 混凝土抗壓強度換算值(MPa) 現齡期混凝土 備注  

名稱 編號 平均值 標準差 強度推定值(Mpa)  

      (有需要說明的問題或表格不夠請續頁)  

批準:______審核:______

主檢______上崗證書號_______主檢_______上崗證書號____

出具報告日期_____年_____月_____日    單位公章______

十、回彈法檢測高強

 混凝土抗壓強度技術規程

(1)總則

  中華人民共和國行業標準《回彈法檢測普通混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2001),只適用于標準能量為的回彈儀檢測構件強度為10~60MPa區段的混凝土的檢測,隨著高層建筑的日益增多,使得高強混凝土的應用亦日益增多.經試驗研究發現原回彈儀的能量太小,無法適應高強混凝土的檢測.一旦現場出現質量事故,無可靠方法解決.自1996年以來通過大量的實驗,終于研制成功既適合現場使用又能滿足測強曲線精度要求的大能量()回彈儀,在此基礎上,通過大量混凝土試件與回彈儀的試驗,找到了精度較好的測強公式,從而較好地解決了使用大能量回彈儀檢測現場高強混凝土的問題.

 由于回彈儀的標準狀態是直接影響檢測結果準確與否的關鍵,同時現場構件檢測時尚有許多具體檢測內容例如測區數量、布置、構件強度推定等需要規定統一的方法,因此為保證檢測精度有必要制定規程.

 關于"高強混凝土",中華人民共和國行業標準《普通混凝土配合比設計規程》(JGJ55-2000)條文說明第條指出"在CEB-FIP模式規范中明確定義高強混凝土為"具有特征強度高于50MPa的混凝土.這個定義用的標準試件為

ф150mm×300mm園柱體,如果換算成以邊長150mm的立方體試件為基準,它相當于特征強度高于60MPa的混凝土,本規程將C60及以上強度等級的混凝土定義為高強混凝土.本規程檢測的現場構件混凝土強度雖然不能歸為某一強度等級,但從上述條文說明可以將抗壓強度為60MPa及以上強度視為高強混凝土.

由于回彈法是通過回彈儀檢測混凝土表面硬度從而

 推算出混凝土強度的方法,因此不適用于表層與內部質量有明顯差異或內部存在缺陷的混凝土構件的檢測.當混凝土表面遭受了嚴重的火災、凍傷、化學腐蝕或內部有缺陷時,就不能直接采用回彈法檢測.

在正常情況下,混凝土強度的檢驗與評定應按現行

 國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204)及《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107)執行.不允許因為有了本規程而不按上述《規范》、《標準》制作規定數量的試件供常規檢驗之用.但是,當出現標準養護試件或同條件試件數量不足或未按規定制作試件時;當所制作的標準試件或同條件試件與所成型的構件在材料用量、配合比、水灰比等方面有較大差異,已不能代表構件的混凝土質量時;當標準試件或同條件試件的試壓結果,不符合現行標準、規范規定的對構件的強度合格要求,并且對該結果持有懷疑時.總之,當對結構中構件混凝土實際強度有檢測要求時,可按本規程進行檢測,檢測結果可作為處理混凝土質量的一個主要依據.

凡本規程涉及的其它有關方面,例如鉆芯取樣,高

 空、深坑作業時的安全技術和勞動保護等,均應遵守相應的標準、規范或規程.

 (2)回彈儀

 技術要求

 大能量回彈儀的研制是解決檢測高強混凝土的前提.研制大量回彈儀既要考慮其能量能滿足檢測精度的要求,又要考慮現場適用.若能量太小則不能反映高強混凝土的差別,若能量太大則現場操作困難失去了回彈儀的體積小、重量輕、方便靈活的特點.在研制高強回彈儀4、5年間里,先后研制了能量分別為、 ,彈擊桿前端球面半徑分別為25mm、、18mm、彈擊錘沖擊長度分別為75mm、100mm等各種組合狀態下的大能量回彈儀,經過各種不同硬度的勻質砂漿試塊、鋁塊、銅塊、混凝土試件等大量對比試驗,最終選取了本規程規定的能量為、彈擊錘沖擊長度為100 mm、彈擊桿前端球面半徑為18 mm的回彈儀.該型號回彈儀已申請了專利,專利號為.

  回彈儀必須為標準狀態方可使用,檢定及調整回彈儀的標準狀態需由檢定單位按照檢定方法進行.

1 水平彈擊時,彈擊錘脫鉤的瞬間,回彈儀的標準能量E,即彈擊拉簧恢復原始狀態所作的功為:

E=  KL2 =  ×1100×=

式中  K——彈擊拉簧的剛度(N/m);

L——彈擊拉簧工作時拉伸長度(m).

2 彈擊錘與彈擊桿碰撞瞬間,彈擊拉簧應處于自由狀態,此時彈擊錘起跳點應相應于刻度尺上的"0"處.要滿足這兩個要求,必須使彈擊拉簧的工作長度為;彈擊拉簧的沖擊長度為.此時,彈擊錘應相應于刻度尺上的"100"處脫鉤,也即在"0"處起跳.

3 檢驗回彈儀的率定值是否符合83±2的作用是:檢驗回彈儀的標準能量是否為;回彈儀的測試性能是否穩定;機芯的滑動部分是否有污垢等.當鋼砧率定值不到83±2范圍內時,不允許旋轉調零螺絲人為地使其達到83±2.

 環境溫度異常時,對回彈儀的性能有影響,故規定了其使用時的環境溫度.

 檢驗、率定及操作

 為保證每臺新回彈儀均為標準狀態,因此新回彈儀在使用前必須檢定.

 回彈儀送檢定單位檢定的有限期限為一年或累計彈擊5000次為限,這樣規定比較符合我國情況.其中5000次的規定,是參照國內試驗資料而定的,一般如不超過這一界限,正常質量的彈擊拉簧不會產生顯著的塑性變形而影響其工作性能.如果回彈儀使用較頻繁,盡管未超過一年有效期,但若累計彈擊超過5000次,必須檢定回彈儀.

 本條規定了回彈儀作率定時的試驗條件.

  檢測時應注意回彈儀的軸線要始終垂直于混凝土檢測面,并且緩慢施壓不能沖擊,否則回彈值讀數不準確.

 保養

  回彈儀每次使用完畢后,應及時清除表面污垢.不用時,應將彈擊桿壓入儀器內,必須經彈擊后方可按下按鈕鎖住機芯,如果未經彈擊而鎖住機芯,將使彈擊拉簧在不工作時仍處于受拉狀態,極易因疲勞而損壞.存放時回彈儀應平放在干燥陰涼處.如存放地點潮濕將會使儀器銹蝕.

 本條主要規定了回彈儀常規保養的要求.

  進行常規保養時,必須先使彈擊錘脫鉤后再取出機芯,否則會使彈擊桿突然伸出造成傷害.取機芯時要將指針軸向上輕輕抽出,以免造成指針片折斷.此外各零部件清洗完后,不能在指針軸上抹油.否則,使用中由于指針軸的污垢,將使指針磨擦力變化,直接影響了檢測結果.

 (3)檢測技術

 一般規定

  本規程規定的方法,若不進行統一培訓,則會對同一構件混凝土強度的推定結果存在著因人而異的混亂現象,因此本條規定凡從事本項檢測的人員均應培訓并持有相應的資格證書,且培訓、宣貫應通過主管部門認可.

 凡本規程涉及的其它有關方面,例如鉆芯取樣,高空、深坑作業時的安全技術和勞動保護等,均應遵守相應的標準、規范或規程.

  本條例舉的1~5項資料,是為了對被檢測的構件有全面、系統的了解.此處對水泥安定性必須了解合格與否.如水泥安定性不合格則不能檢測,如不能確切提供水泥安定性合格與否則應在檢測報告上說明,以免產生由于后期混凝土強度因水泥安定性不合格而降低或喪失所引起的事故責任不清的問題.另外,混凝土成型日期也應了解清楚,這樣可以推算出檢測時構件混凝土的齡期.

  由于回彈法測試具有快速、簡便的特點,能在短期內進行較多數量的檢測,以取得代表性較高的總體混凝土強度質量,故規定了單個及批量檢測的兩種方式.

  本規程規定檢測時只能水平方向檢測混凝土澆筑側面.而當測區處于非水平方向或澆筑表面、底面狀況時,不能直接檢測.因為非水平方向或澆筑表面、底面的修正值不同于行業標準(JGJ/T23-2001)的規定,且未作系統試驗,因此在布置測區時應注意測試面必須使回彈儀處于水平方向檢測混凝土澆筑側面.

 檢測構件布置測區時,相鄰兩測區的間距及測區離構件端部或施工縫的距離應遵守本條規定.測區布置時,要選在構件兩個對稱的可測面上,但不強調一個測區要在構件的兩相對檢測面上布置基本對稱的檢測面.可以一個測區只布置在構件的一個檢測面上.

 檢測時必須為混凝土原漿面,已經粉刷的需將粉刷層除凈,注意不可誤將砂漿粉刷層當作混凝土原漿面進行檢測.如果養護不當混凝土表面會產生疏松層,尤其在氣候干燥地區更應注意,應將疏松層清除后方可檢測,否則會造成誤判.

 對于薄壁小型構件,如果約束力不夠回彈時產生顫動,會造成回彈能量損失,使檢測結果偏低.因此必須加以可靠支撐使之有足夠的約束力方可檢測.

 在記錄紙上描述區在構件上的位置和外觀質量(例如有無裂縫),目的是備推定和分析處理構件混凝土強度時參考.

 回彈值測量與計算

  本條規定每一測區記取16點回彈值,它不包含彈擊隱藏在薄薄一層水泥漿下的氣孔或石子上的數值,這兩種數值與該測區的正常回彈值偏差很大,很好判斷.同一測點只允許彈擊一次,若重復彈擊則后者回彈值高于前者,這是因為經彈擊后該局部位置較密實,再彈擊時吸收的能量較小從而使回彈值偏高,這種作法不允許存在.

  本條規定的測區平均回彈值計算方法同行業標準(JGJ/T23-2001).曾分別將每測區彈擊10點,不舍棄大、小值,取其10點平均值;彈擊14點,棄2大、2小值后取余下10點平均值及彈擊16點棄3大、3小值后取余下10點平均值,作一統計計算,它們的離散系數分別是:、、,以16點棄3大、3小值后取余下10點平均值為最好.

 (4)測強曲線

  測強曲線是通過在全省有代表性地區制作的邊長為100mm的立方體試件按統一規定方法進行養護和置放,分別在不同齡期用標準狀態的回彈儀進行試驗后,統計計算而和出的.該公式計算后又經驗證符合測強曲線的誤差要求.100mm立方體試件的抗壓強度折算成邊長為150mm標準試件的抗壓強度的折算系數按照中國工程建設標準化協會標準《高強混凝土結構技術規程》CECS104:99中的有關規定取用.