回弹仪检测原理及应用

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1、回弹仪检测原理及应用回弹法的基本原理•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•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：12eEls2•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：12eExxs2•所以重锤在弹击过程中，所消耗的能量

2、Δe为：22EslEsxx2ee[1()]22l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e/Ex•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

3、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、烧结材料和陶瓷中型N型2.207J普通混凝土构件（本公司配用型号）摆式P型0.883J轻质建筑材料、砂浆、饰面等、低强胶凝制品大型M型29.40J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

4、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：1212eEl0.78575/10002.207Js22•回弹仪工作状态•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。•②弹击锤的冲击长度Lp•指弹击锤脱钩的瞬间，弹击锤与弹击杆

5、两撞击面之间的距离，其值应为75mm。•弹击锤的冲击长度即弹击拉簧的拉伸长度，也是刻度尺“0‖到“100‖之间的距离。•Lp>75mm，回弹值略偏低；Lp<75mm，回弹值略偏高；但对钢砧率定值的影响不大。•③弹击锤的起跳位置•弹击锤的起跳位置通过回弹仪检定器检查，其起跳位置与脱钩点密切相关，即起跳点应位于刻度尺上的“0‖处，此时弹击锤的脱钩点应位于刻度尺上的“100‖处。弹击锤起跳位置的变化，是由于拉簧的拉伸长度或弹击锤的冲击长度的变化所引起的。试验表明，当回弹值较低的时候，对起跳点的变化不敏感，而当回弹值较高时，则对起跳点的变化比较敏感。•起跳点的变化对钢砧率定值的影响比较大。•机芯三个装

6、配尺寸对回弹值变化的定性关系机芯装配尺寸仪器工作时的状态仪器状回弹值态L脱钩点弹击拉起跳点变化0LpLLp簧标准61.575“100‖自由7575“0‖标准<61.5冲拉>75偏低L075“100‖75“0‖>61.5冲压<75偏高<75冲拉<75>―0‖偏高Lp61.5“100‖75>75冲压>75<―0‖偏低<―100‖冲拉<75<―0‖偏低脱钩位61.57575置>―100‖冲压>75>―0‖偏高•⑵主要零件的参数•①拉簧刚度•根据冲击能量为2.207J的要求，拉簧刚度应为785.0N/m。试验表明，随着拉簧刚度的增加，其混凝土上的回弹值降低，原因在于拉簧刚度增加后，弹击锤的冲击能量也增

7、大，作用于混凝土表面后使得混凝土塑性变形的能量增加，反而导致混凝土回弹值下降。但对钢砧的率定值影响较小。•②弹击杆前端的球面半径•弹击杆前端的球面半径标准值r=25mm。随着r的增大，在混凝土表面的回弹值相应增加，并且对于表面硬度较高的混凝土影响更大。这是因为，当弹击杆前端球面半径越大，则弹击杆的弹击端面越平，其作用于混凝土的单位面积越大，从而使得冲击能量作用于混凝土表面时混凝土产生的塑性变形越小