《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJT23-2011宣贯.ppt
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1、中华人民共和国行业标准 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程JGJ/T23-2011宣贯,第一章 编制工作简介,1985年颁布的中华人民共和国行业标准回弹法检测混凝土抗压强度技术规程JGJ/T23,经过1992年和2001年的两次修定。2001年在修订回弹法标准时考虑了泵送混凝土的特点,给出了泵送混凝土碳化深度小于2mm,抗压强度小于55MPa的修正值,这对于提高泵送混凝土检测的精度,具有积极的意义。但是,当碳化深度大于2mm时,只能用钻芯取样或同条件试块进行修正,实际操作起来非常的不便,在有些工程上无法实施。另外,对于抗压强度大于45MPa混凝土的修正也明显偏低,无法客观的反映混凝土的实际强度。
2、 根据住房和城乡建设部建标2008102号文件,回弹法检测混凝土抗压强度技术规程JGJ/T23-2001的修订被列入该计划,编号:161号。,2008年8月5日在西安成立了回弹法检测混凝土抗压强度技术规程JGJ/T23-2001编制组,编制工作大纲、修编工作计划安排和编制组的分工。2010年5月在浙江的东阳通过了标准定额研究所组织的审查。2011年5月3日住房和城乡建设部正式批准颁布,将于2011年12月1日实施。 1. 本次修订的主要技术内容是:1.增加了数字式回弹仪的技术要求;2.增加了泵送混凝土测区强度换算表;3.对测区强度修正时将原来采用的修正系数改为修正量法。 1.1数字式回弹仪的技
3、术要求 数字式回弹仪应带有指针直读示值系统。数字显示的回弹值与指针直读示值相差不应超过1。,第一章 编制工作简介,1.2 泵送混凝土数学模型的建立及回归方程 通过对泵送混凝土9843个实验数据,进行回归而得到 幂函数曲线方程为: 其强度误差值为:平均相对误差()13.89 %;相对标准差(er)17.24 %;相关系数(r):0.878。 指数方程为: 其强度误差值为:平均相对误差()14.31 %;相对标准差(er)17.69 %;相关系数(r):0.870。 通过分析比较,最后采用幂函数曲线方程为泵送混凝土的测强曲线方程。,第一章 编制工作简介,1.3. 高强混凝土的检测 高强混凝土密实度
4、好,抗压强度高,表面硬度大,采用能量为2.207J的普通回弹仪已无法满足检测高强混凝土抗压强度的要求。我国的北京、陕西、浙江、温州、唐山、成都、广西、山东、江苏等地相继制定了回弹法检测泵送混凝土抗压强度的地方标准;贵州、山东、陕西、福建、云南等地制订了回弹法检测高强混凝土抗压强度的地方标准。 1.3.1.高强回弹仪的选用 目前,高强回弹仪有4.5J、5.5J和9.8J。本次高强混凝土试验选用标称能量为5.5J的回弹仪,主要是从一下几个问题考虑:一是贵州、福建、山东、陕西、云南、浙江、江苏等地都是采用该能量的回弹仪制定了或正在制定地方标准;二是5.5J的回弹仪相对能量较大,使得回弹区间容易拉开,
5、能提高检测精度。 标称能量为9.8J的回弹仪能量太大,仪器笨重,人们操作时太费力,很不方便,所以未采用,也未进行相关的实验研究。,第一章 编制工作简介,1.3.2. 高强混凝土数学模型的建立及回归方程 本次实验共取得高强混凝土实验数据4313个,按照最小二乘法的原理,通过对实验数据的回归而到 幂函数曲线方程为: 其强度误差区间为:平均相对误差()5.398%;相对标准差(er)6.665%;相关系数(r):0.833 指数方程为: 其强度误差区间为:平均相对误差()6.096%;相对标准差(er)8.026%;相关系数(r):0.733 抛物线方程为: 其强度误差区间为:平均相对误差()6.0
6、90%;相对标准差(er)7.968%;相关系数(r):0.764 通过分析比较,幂函数的相惯性较好,误差较小,最后采用幂函数曲线方程为高强混凝土的测强曲线方程。,第一章 编制工作简介,2. 测区曲线与全国部分地区曲线比较 2.2泵送混凝土曲线方程与全国部分地方曲线方程相比: 陕西省 回弹区间 17.0 48.6 强度区间(MPa)10.0 59.8 山东省 回弹区间20.6 45.8 强度区间(MPa)9.8 60.1 浙江省(碎石) 回弹区间18.2 47.6 强度区间(MPa)13.1 59.9 浙江省(卵石) 回弹区间20.0 48.0 强度区间(MPa)10.3 60.0 辽宁省 回
7、弹区间20.0 54.8 强度区间(MPa)10.0 60.0 北京市 回弹区间20.0 50.0 强度区间(MPa)10.9 60.1 唐山市 回弹区间 20.0 47.6 强度区间(MPa)14.5 60.0 成都市 回弹区间 35.0 43.6 强度区间(MPa) 31.9 60.2 温州市 回弹区间 27.0 47.2 强度区间(MPa) 17.4 60.2 焦作市 回弹区间 18.6 46.6 强度区间(MPa) 10.059.5 宁夏自治区 回弹区间 21.046.2 强度区间(MPa)11.260.3 本次的行标 回弹区间18.6 46.8 强度区间(MPa)10.0 60.0,
8、第一章 编制工作简介,从以上全国部分地方混凝土的测强曲线我们可以看出:在混凝土抗压强度区间(1060)MPa范围内,各地的测强曲线中回弹区间既有一定的差异,同时又比较接近,这就充分说明了本次修订的泵送混凝土的测强曲线具有广泛的适应性和可靠性。 另外,该测强曲线与陕西省地方测强曲线在不同碳化深度时的比较如下图:,第一章 编制工作简介,第一章 编制工作简介,第一章 编制工作简介,第一章 编制工作简介,第一章 编制工作简介,第一章 编制工作简介,第一章 编制工作简介,第一章 编制工作简介,从上图我们可以看出,当碳化深度等于或大于2 mm且混凝土的强度大于25MPa时,新的回归曲线的强度值要高于陕西省
9、地方曲线的值,这和我们实际工程的检测的结果完全一致。,第一章 编制工作简介,2.3. 高强混凝土测强曲线与部分地方测强曲线的比较 陕西省(幂函数) 回弹区间34.9 48.5 强度区间(MPa)60.1 80.1 福建省(幂函数) 回弹区间35.2 48.5 强度区间(MPa)60.0 80.1 贵州省(指数函数山砂)回弹区间35.0 41.0 强度区间(MPa) 60.0 80.0 山东省(幂函数) 回弹区间36.0 52.4 强度区间(MPa)59.8 79.9 云南建科院(抛物线) 回弹区间33.9 46.6 强度区间(Mpa)60.1 77.4 青 岛(幂函数) 回弹区间35.4 49
10、.2 强度区间(Mpa)59.5 80.0 上海 (指数函数) 回弹区间35.5 44.0 强度区间(MPa)60.0 80.0 本次行标(幂函数) 回弹区间35.5 48.8 强度区间(MPa)60.0 79.6 从以上全国部分地方混凝土的测强曲线我们可以看出:在混凝土抗压强度区间(60.180)MPa范围内,各地的测强曲线中,回弹区间既有一定的差异,同时又比较接近,这就充分说明了本次修订的高强混凝土的测强曲线具有广泛的适应性和可靠性。,第一章 编制工作简介,3 尚需继续研究的问题 3.1. 碳化深度的测试方法及对检测混凝土抗压强度的影响 在回弹法检测混凝土抗压强度中,碳化深度对检测结果有一
11、定的影响,有时也会引起争议,这其中的主要原因是用于测量碳化深度的方法有缺陷的缘故。目前用于测量混凝土碳化深度的方法是“酚酞法”,这是一个间接的测试混凝土碳化深度的方法,“酚酞法”测量的是混凝土的碱度,并不是碳化深度,而我们却把它当作混凝土的碳化深度(酚酞遇见碱变红),通常情况下,这种测试方法是没有问题的。但在实际的工程项目中,由于酸性脱模剂的使用、气候环境的影响、养护不当及外加剂和掺合料的大量加入等原因都可能会使混凝土表面“碱度”降低而出现“假性碳化”和“异常碳化”的现象,尤其在目前的泵送混凝土中表现的尤为突出。这正是回弹法要研究和解决的技术难点之一,这次编制组专门进行过讨论,但是现在还没有一
12、个更好的解决办法,有待今后继续研究。,第一章 编制工作简介,3.2. 测试角度和测试面对检测混凝土抗压强度的影响 原规程规定:非水平方向检测混凝土非浇注面侧面时,可对回弹区间进行修正。修正的依据是通过数学计算和瑞士、罗马尼亚的有关资料而来的的。经过几十年使用证明,这种修正得出的结果有时相差会很大,如现浇楼板、路面强度检测,在楼板底面和楼板表面所测强度推定结果相差较大特别是对于泵送混凝土。由于泵送混凝土和高强混凝土其原材料、配合比、拌合物性能及成型、振捣、养护、环境的温湿度度会对其强度产生很大的影响,而这种影响将有很大的不确定性,就目前的技术水平和能力还难以掌握它们的规律。尽管国内有关单位进行过
13、这方面的研究,但是,没有见到很有说服力的研究结果和研究报告。因此,对于泵送混凝土和高强混凝土,这次规定应水平检测浇注面的侧面,而不应进行测试角度和测试面的修正。,第一章 编制工作简介,3.3.高强混凝土检测技术 高强混凝土检测应该采用能量较大的回弹仪,目前,我国高强混凝土回弹仪有三种型号,究竟采用何种回弹仪来制定全国统一曲线,还需要对各种类型的回弹仪进行全面系统的分析比较。,第一章 编制工作简介,3.4.新型回弹仪的研究与应用 国外已有企业根据“能量系数”原理,采用光电子系统研制出的新型回弹仪。这种回弹仪的特点:其一是不受重力影响,与冲击方向无关,所以无需弹击角度的修正;其二是不受摩擦力的影响
14、,指针摩擦力对传统回弹仪的测试精度产生重大影响,因此,要不断地进行保养和检定。新型回弹仪因为没有指针划块,不受摩擦力影响,所以测试结果的离散性与传统回弹仪相比要小得多,是未来回弹仪发展的方向。我院从2009年开始与瑞士博赛公司合作,在这方面进行了许多实验,取得了阶段性的实验成果。但要使其成为混凝土强度检测的标准,还需要进行大量的研究。,第一章 编制工作简介,第二章 回弹仪,第一节 回弹仪的分类 回弹仪按照弹击能量和用途可分为重型、中型和轻型三种类型,六种规格。其中轻型回弹仪可用于水泥砂浆和普通烧结粘土砖的抗压强度检测,中型和重型用于混凝土抗压强度的检测。 第二节 回弹仪的主要技术参数 1、回弹
15、仪的弹击能量 2、弹击锤的质量与回弹仪的钢砧回弹值 4、指针滑块摩擦力 5、弹击杆球面半径 第三节 回弹仪的构造及工作原理 现在应用的回弹仪主要是指针直读式和数字式回弹仪,它们是通过测定和读取回弹仪上的回弹值即位移值,通过对位移值及其它参数的计算和处理来推定被测混凝土的抗压强度值的。,第二章 回弹仪,第四节 影响回弹仪检测性能的主要因素 回弹仪的零部件、各个部件的相对位置、各个部件的工作状态,都直接或间接地影响回弹仪测试性能。为影响回弹仪测试性能的主要因素是机芯的装配尺寸、主要零部件的质量和机芯装配质量。 1、机芯主要零件装配尺寸 回弹仪机芯主要零件的装配尺寸是指:弹击拉簧的工作长度,弹击锤的
16、冲击长度以及弹击锤的起跳位置等。这三个装配尺寸工作时互相影响,严格控制这三个装配尺寸,是统一回弹仪性能的重要前提。,第二章 回弹仪,(1)弹击拉簧的工作长度 如果L061.5mm,就在两冲击面之间形成一间隙,使弹击锤比设计规定的位置向后挪了一段距离,造成实际的回弹能量增加,所测回弹值偏高。 如果L061.5mm,造成实际的回弹能量减小,所测回值偏低。 由于改变L0而引起的能量的变化对高回弹值影响较小,因此在钢砧上的率定往往难以发现,率定值基本不变。 (2)弹击锤的冲击长度Lp 为保证弹击锤在脱钩的瞬间具有2.207J的冲击能量,拉簧的拉伸长度应为75 mm,当回弹仪为正常状态工作时,弹击锤相应
17、于刻度尺上的“0”处起跳,并在“100”处脱钩。,第二章 回弹仪,(3)弹击锤的起跳位置 回弹仪是一种游标测读式回弹仪,工作前必须调零。试验表明,弹击锤起跳点的改变,直接影响回弹值的大小,但在试块上回弹值的变化较起跳点的变化值要小些。试验表明,当试块表面硬度较低时,反映在回弹值上的影响就较少。在表面硬度很大的钢砧上,反映在回弹值上的影响就十分显著。表2-7是通过调整改变回弹仪的起跳点而得到的不同砂浆试块和钢砧上的回弹值的极差。 表2-7 改变起跳点对不同砂浆试块和钢砧回弹值极差的影响,第二章 回弹仪,2、主要零件的质量 (1)拉簧的刚度 由回弹仪的构造和冲击能量可推算出拉簧的刚度应为785.0
18、N/m,刚度的变化直接影响回弹仪工作时的冲击能量,同时影响测得的回弹值。试验数据是刚度由666.852902.221N/m(0.680.92 kgf/cm)的6只拉簧各装在三台正常回弹仪上,分别在钢砧和四种不同硬度的均匀砂浆试块(A、B、C、D)上由同一操作者测试的平行试验结果。 表2-9 不同拉簧刚度对砂浆试块及钢砧回弹值的影响,强击拉簧刚度的变化对钢砧率定值无显著性差异,说明在所变化的冲击动能范围内,对弹性回弹动能无显著影响。,(2)弹击杆球面半径 随着r值的增大,在砂浆试块上测得的回弾值增高,并随着砂浆表面硬度的增大而趋于明显。 弹击杆r的差异,对钢砧率定值的影响不易反映,这是因为钢砧的
19、硬度大,一弹性变形为主,在钢砧上产生的塑性变形很小。 (3)指针长度和摩擦力 设计规定,指针滑块上的示值刻线应位于正中,示值刻线至指针片端部的水平投影距离称指针长度为20mm,它直接影响回弹值的大小。 (4)影响弹击锤起跳位置的有关零件 缓冲压簧的刚度; 压簧的刚度; 弹击拉簧刚度; 脱钩时挂钩与弹击锤挂钩处磨擦力。,第二章 回弹仪,3、机芯装配质量 在机芯的装配质量方面尚须注意以下一些重要环节: (1)调零螺钉 调节尾盖上调零螺钉的长度,使弹击锤脱钩瞬间,指针块上的示值线应停留在刻度尺的“100”处,调好后调零螺钉应始终处于坚固状态,不得有松动或位移现象。 (2)固定弹击拉簧 拉簧的一端固定
20、于拉簧座上,另一端固定于弹击锤上,固定好后,三连件(拉簧座、弹击拉簧和弹击锤)装入中心导杆,此时弹击拉簧在中心导杆上不得有歪斜偏心现象,否则会影响弹击拉簧的工作性能,此处重要的是弹击拉簧要达到图纸要求的加工质量。 (3)机芯同轴度 机芯同轴度是指弹击杆和弹击锤与中心导杆工作时,是否在同一轴心线上。通过大量试验表明,机芯同轴度好的回弹仪,弹击杆和弹击锤的冲击面碰撞时,接触良好,声音清脆,在钢砧上能测得较高而稳定的率定值。,第二章 回弹仪,第五节 数字式回弹仪 1、数字回弹仪是回弹仪技术和应用的发展方向 数字回弹仪通过传感器技术实现检测数据自动采样,并自动存储检测数据、进行后续数据处理、计算及显示
21、等;它还可以通过数据接口把所存储的检测数据传输到微电脑中,实现检测报告自动编制及检测数据信息化处理等。,2、国内数字回弹仪发展简史 早期数字式回弹仪所采用基于电阻式位移传感器的机械接触式采样系统,这种电阻式的采集系统在使用的过程中,由于金属滑片在电阻上的不断滑动,会是滑动电阻式的位移传感器的线性化变差。另外,由于环境的的温度、湿度的变化也会对传感器产生影响。所以,电阻位移式传感器的数字回弹仪存在着耐久性不足的致命性缺陷,使这种数字回弹仪精度变低,使用寿命短,无法满足国内检测单位大工作量的业务需求。另一方面,这种回弹仪去掉了指针系统,无法进行计量检定,制约了数字回弹仪的推广应用。,2002年,舟
22、山市博远科技开发有限公司研制成功了采用非机械接触式“光栅光藕” 回弹数据采样数字回弹仪,彻底解决了长期困扰数字回弹仪的采样系统耐久性不足的关键技术难题,具有高可靠性和耐久性特点,使我国在数字回弹仪技术和应用在国际上占有领先地位,推动了国内数字回弹仪的应用与技术发展。,第七节 数字回弹仪技术 1、数字回弹仪原理与组成 数字回弹仪通常是指具有回弹值显示、储存、混凝土强度计算等数据处理功能的回弹仪,其原理是在机械回弹仪的基础上运用数字电子技术对所测得的回弹值进行数字化采样,再根据技术规程进行数据处理、运算得出被测混凝土构件的抗压强度,显示输出或传输到电脑进行进一步处理。 2、数字回弹仪主要分类 数字
23、回弹仪传感器按所采用的回弹值采样技术可分为机械接触采样式和非机械接触采样式两大类。,3、现有主要数字回弹仪技术简介 3.1 电阻式位移传感器回弹数据采样技术,电阻式位移传感器回弹数据采样技术是最先应用于数字回弹仪的传统技术,其工作原理如图。,电阻式位移传感器由直线电阻片和滑动电刷组成,电阻片固定安装在回弹仪机械壳体上,滑动电刷固定在回弹仪指针上,随指针同步移动。回弹采样电子系统在电阻片的两端施加上固定的直流电压,当滑动跟随指针移动时,电刷端输出与位移成正比的模拟电压信号。这个模拟电压信号经模/数转换器转换成数字信号,经过校准、换算后从而得到指针当前所处位置的回弹值。,3.2 “光栅光偶” 回弹
24、数据采样技术 “光栅光藕”回弹数据采样技术是舟山市博远科技开发有限公司研制的一种全新的非机械接触式回弹数据采样技术,并取得国家发明专利,其工作原理如图3所示。,附着在指针一侧的光藕包含有相对放置的发光器和感光器构成,由一系列透明与不透明相间均匀排列的条状体构成的光栅固定放置在光藕的发光器与感光器之间。通过工作时所需的电子连接,当弹击锤回弹带动指针移动时,光藕发光器所发出的光线因栅遮挡使感光器产生一组交替通断的电子脉冲信号。光藕发光通过对脉冲进行计数,从而换算出指针的移动距离或回弹值。 “光栅光藕”回弹数据采样技术,完全避免了数据采样系统因机械磨损、接触不良等对采样精度、可靠性和耐久性所带来的不
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