回弹法检测混凝土JGJ23-2011

回弹法检测混凝土强度福建省建筑科学研究院 陈松

主要内容 前言-混凝土无损检测技术 回弹法的发展历程 回弹法的基本原理 回弹仪的类型、构造及工作原理 回弹仪的操作、保养及检定 检测技术及数据处理 结构或构件混凝土强度的计算 回弹法检测混凝土强度的影响因素

前言-混凝土无损检测技术 混凝土无损检测技术是以电子学、物理 学、计算机技术为基础的测试仪器，直 接在材料试体或结构物上，非破损地测 量与材料物理、力学、结构质量有关的 物理量，藉材料学、应用力学、数理统 计和信息分析处理等方法，确定和评价 材料和结构的弹性、强度、均匀性与密 实度等的一种新兴的测试方法。

结构混凝土无损检测技术工程应用，主 要有结构混凝土的强度、缺陷和损伤的 诊断测试，而钢筋的位置、直径和保护 层厚度，以及钢结构焊缝质量检测也得 到比较广泛的应用，随着新技术的开发 ，结构水渗漏、气密性和保温性能、钢 筋腐蚀程度的检测也日益得到重视。

无损检测技术的应用，已遍及建筑、交 通、水利、电力、地矿、铁道等系统的 建设工程质量检测与评估，正如国际上 权威人士早就预言的¡ °混凝土工程应用 无损检测技术程度，是标志着一个国家 对结构工程验收和质量检测技术的高低 ¡ ±,正说明了发展无损检测技术的必要 性和实际意义。

无损检测技术的特点 ⒈无损于材料、结构的组织和使用性能； ⒉可以直接在试体或结构上，对质量或强度进 行重复、全面的检测，弥补了因各种因素影响 造成材料试件与结构物质量差别的缺点； ⒊选用不同的方法，检测和判别结构表层和内 部的质量或损伤，操作简便、迅速； ⒋随着信息处理技术的发展，有利于实现在线 检测和生产自动化。

结构混凝土强度非破损检测 非破损检测混凝土强度的方法，是以检 测的物理量与混凝土标准强度之间的相 关性为基本依据，按相关的数学关系式 推定结构混凝土的实际强度或现场强度 。目前，我国已制订的技术规程有回弹 法、超声回弹综合法、钻芯法和拔出法 ，上述技术已得到了推广使用。

回弹法的发展历程 1948年瑞士施米特(E.Schmidt)发明了回弹仪 我国自50 年代中期开始采用回弹法测定现场混 凝土抗压强度 ，1966年3月出版了《混凝土强 度的回弹仪检测技术》一书 。 1985年颁布了《回弹法评定混凝土抗压强度技 术规程》(JGJ23-85),1992年修订为行业标准 ：《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》 (JGJ/T23-92) ,现行版本号为JGJ/T23-2001。

回弹法的基本原理 回弹法是用

一弹簧驱动的重锤，通过弹 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 (反弹距离与弹簧初始长度之比)作为 与强度相关的指标，来推定混凝土强度 的一种方法。由于测量在混凝土表面进 行，所以应属于一种表面硬度法，是基 于混凝土表面硬度和强度之间存在相关 性而建立的一种检测方法 。

回弹法的原理示意图

x l

当重锤被拉到冲击前的起始状态时，若 重锤的质量等于1,则这时重锤所具有 的势能e为：e 1 Esl 2 2

混凝土受冲击后产生瞬时弹性变形，其恢 复力使重锤弹回，当重锤被弹回到x位置 时所具有的势能ex为：ex 1 Es x 2 2

所以重锤在弹击过程中，所消耗的能量 Δ e为：Es l 2 Es x 2 x 2 e e[1 ( ) ] 2 2 l

令 R=x/l ,在回弹仪中，l为定值，所以R 与x成正比，称为回弹值。将R代入上式 得：R 1 e / E ex / E

从上式中可知，回弹值R等于重锤冲击混 凝土表面后剩余的势能与原有势能之比 的平方根。简而言之，回弹值R是重锤冲 击过程中能量损失的反映。 能量主要损失在以下三个方面： ⑴混凝土受冲击后产生塑性变形所吸收 的能量； ⑵混凝土受冲击后产生振动所消耗的能 量； ⑶回弹仪各机构之间的摩擦所消耗的能 量。

在具体的检测中，上述⑵⑶两项应尽可 能使其固定于某一统一的条件，例如， 试体应有足够的厚度，或对较薄的试体 予以加固，以减少振动；回弹仪应进行 统一的计量率定，使冲击能量与仪器内 摩擦损耗尽量保持统一等。因此，第一 项是主要的。 根据以上分析可以认为，回弹值通过重 锤在弹击混凝土的前后能 量变化，既反 映了混凝土的弹性性能，也反映了混凝 土的塑性性能。

回弹仪的类型、构造及工作原理类型 名 称 冲击能量 主要用途

小型

L型

0.735J

中型摆式 大型

N型P型 M型

2.207J0.883J 29.40J

小型构件及刚度稍差的混 凝土或胶凝制品 、烧结材 料和陶瓷 普通混凝土构件轻质建筑材料、砂浆、饰 面等、低强胶凝制品 大型实心块体、机场跑道 及公路面的混凝土

目前普遍应用 于混凝土强度 检测的中型回 弹仪是一种指 针直读的直射 锤击式仪器， 其构造如图所 示。

仪器工作时，随着对回弹仪施压，弹击 杆徐徐向机壳内推进，弹击拉簧被拉伸 ，使联接弹击拉簧的弹击锤获得恒定的 冲击的能量e,当仪器水平状态工作时， 其冲击能量e可由下式计算：1 1 2 e E s l 0.785 75 2 / 1000 2.207 J 2 2

回弹仪工作状态

75mm

弹击锤脱钩前的状态

弹击锤脱钩后的状态

61.5mm

2、影响回弹仪检测

性能的主要因素 ⑴机芯主要零件的装配尺寸 机芯主要装配尺寸是指：弹击拉簧的工作长度 L0,弹击锤的冲击长度Lp以及弹击锤的起跳位 置。 ①弹击拉簧的工作长度L0 拉簧座后端沿口至弹击锤挂簧孔边缘大面间的 距离。 L0>61.5mm,回弹值偏高；L0<61.5mm,回弹值 偏低。但对钢砧率定值基本没有影响。