鋼結構裏氏硬度檢測是指,在工程現場檢測中采用裏氏(shì)硬度計檢測建築用鋼材抗拉強度,是一種無損檢測的方法。該檢測方法可推定工業與民用建築中鋼結構用型(xíng)鋼及鋼筋混凝土內鋼筋的抗拉強度(dù),但不適用於鋼材表層與內部(bù)質量有明顯差異,或內部存在缺陷的建築鋼材的檢測(cè)。檢測(cè)用到的儀器為裏氏硬度計。
裏氏硬度計工作原(yuán)理是用規定質量的衝擊體在(zài)彈簧力作用下,以一定的速度垂直衝(chōng)擊試樣(yàng)表麵,以衝擊體在距試樣表麵1mm處的回彈速度(dù)與衝(chōng)擊速度的比值來表示材料的裏氏硬度。
根據山東省地(dì)標《裏氏硬度法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)建築(zhù)鋼材(cái)抗(kàng)拉強度技術規程》,采用裏氏硬(yìng)度法檢測鋼材、鋼筋強度(dù)時,宜具(jù)有下列資料:
1工程名稱及設計、施工、監理和建設單位(wèi)名稱;
2構件名稱(chēng)、數量、尺寸及鋼材型號;
3必要的設計圖紙和施工記錄;
4檢測原因。
現場鋼材(cái)抗拉強度檢測可采用以下兩種(zhǒng)方式進行:
1 單個構件檢測:適(shì)用於(yú)單個柱、梁、杆、支撐等鋼構件,或(huò)混凝土中單根鋼(gāng)筋(jīn)檢(jiǎn)測,其檢測結論(lùn)不得擴大(dà)到(dào)未(wèi)檢測的構件和範圍。
2按(àn)批抽樣檢測:適用於同一檢測批鋼構(gòu)件的鋼材或(huò)混凝(níng)土中鋼筋的抗拉強度的檢測。
對於構件的測(cè)區的選擇也有相應要求:
1測區宜選在使裏氏硬度計處於(yú)水平方向檢測鋼材表麵硬度。當不能滿足這(zhè)一要求,可使裏氏硬度計處於非水(shuǐ)平(píng)方向檢測鋼材表麵。
2單個構件檢測時,每(měi)個的測區數不應少於5個,對於(yú)長度小於4.5m,且另一方向尺寸小於0.3m的構件,其測區數量可適當減小,但不應少於3個。
3按批進(jìn)行檢測時,每個構件測區數不得少於3個。
4檢測前應對鋼材表麵進行處理,完全清除表麵塗層、氧化皮、汙物或者其他表麵不規則性,表麵不能有潤滑(huá)劑(jì)。在(zài)處理過程中應避免由於發熱而造成鋼材硬度的變化。
5測區表麵粗(cū)糙度(dù)Ra應(yīng)不大於1.6um。
6使用D衝擊裝置檢測構件時,鋼材厚度不宜小(xiǎo)於10mm,不應小於8mm;使用C衝擊裝置檢(jiǎn)測構件時,鋼(gāng)材厚度不(bú)宜小於5mm,不應小於3mm;對於表麵為凹、凸圓柱麵等曲麵(miàn)的構件,其表麵(miàn)曲率半徑不應小於30mm。
6檢測部位宜選(xuǎn)在有垂直支撐的部位,應避免檢測部位剛度不足而產生的振動(dòng)。對彈擊(jī)時產生顫動的(de)薄壁、小型構件(jiàn)應進行固定。
接下來是裏氏硬度的檢測方法流(liú)程。
1 檢測麵(miàn)打磨處理
裏氏硬度值(zhí)測量前,應(yīng)對鋼材或鋼筋表麵進(jìn)行打磨(mó)處理,可用鋼銼或角磨機等設備打磨構件表麵,除去表麵塗層、氧化皮、汙物或(huò)者其他表麵不規則(zé)性,再分別用粗、細砂紙(zhǐ)打磨構件表(biǎo)麵直至露出金屬光(guāng)澤。型鋼每個測區打磨區域不應小於30×30mm2,混凝土內鋼筋測區打磨區域不(bú)應小於10x50mm
2 粗糙度值(zhí)測量
打磨後用粗(cū)糙度(dù)測量儀測量檢測麵的粗糙度值,測量不應少於5次,取其平均值。每次讀(dú)數精確至0.01um。測(cè)試(shì)表麵粗糙度應小於1.60um。
3 硬(yìng)度測試時,應按以下程(chéng)序進行:
a)向下推動(dòng)加載套或用其他方式鎖住衝擊體;
b)將衝擊裝置支承環緊壓在試樣表麵上(shàng),衝擊方向應(yīng)與測試麵垂直;
c)平(píng)穩地按動衝擊裝置(zhì)釋放鈕;
d)讀取硬度示值。
4對於表麵為凹、凸圓柱麵等曲麵的構件,其表麵曲率半徑(jìng)小於50mm時,應安裝支承(chéng)環,以確保(bǎo)檢測麵(miàn)與衝擊裝置間不產生(shēng)相對運動,檢(jiǎn)測麵與支(zhī)承環表麵應清潔,無氧化皮、潤滑劑、塵土等汙物。
5測點在測區範圍內均勻分布,任意兩壓痕中心之間距離應(yīng)大於4mm,任一壓痕中心距試樣邊緣距離不(bú)應小於5mm。同一測點隻能測試一次。每(měi)一測區應測試9個值,每一測點的(de)裏氏硬度值精確至1。
現場檢(jiǎn)測時,采用TIME-5300裏(lǐ)氏硬度計對該建築物的鋼材(cái)進行了裏氏硬度測試並進行了分析(xī)比較。依(yī)據(jù)國家標準《鋼結構現場檢測技術標準》(GB/T 50621-2010)中A類檢測類別的要求對該建築物的主要承(chéng)重鋼構件的裏氏(shì)硬度進(jìn)行了抽樣檢測,抽取鋼梁(liáng)、鋼柱共10個樣本作為檢(jiǎn)測對象。具體測試結果見下(xià)表。
檢測結果表明,該建築物抽檢鋼構件裏氏硬度換(huàn)算值平均值ft,m=413MPa,標準差為Sft=6.4,變異係數為0.02。由於現(xiàn)場選取10個構件作為檢測對(duì)象,每個構件選取3個測區(qū),共30個測區,故推定(dìng)係數k取2.08。則抗拉強度推定值ft,e=ft,m-kSft=399MPa。Q235B鋼材抗拉強度為370~500MPa,因此,受檢(jiǎn)建築物所抽檢鋼構(gòu)件抗拉強度滿足設計要求。