回弹法,硬度和强度关系.docVIP

摘要：材料的硬度和强度不是同一个概念。同一种匀质材料的硬度和强度之间有一定的相关性，而不同材料的硬度和强度之间不能建立相关的关系；同样水胶比的砂浆和混凝土是不同的材料，砂浆的硬度最多只可能与砂浆强度有一定的联系，而相同水胶比的砂浆强度和混凝土强度的关系却依浆骨比和砂率的不同而异；混凝土碳化层和该混凝土更是不同的材料，混凝土碳化层的硬度和内部混凝土的强度没有关系，再基于碳化层的硬度引进“折减系数”来推算混凝土的强度，在概念上是错误的。关键词：回弹法，硬度和强度关系，碳化层，折减系数1、 什么是硬度？? ?? ?严格来说，应当称表面硬度。? ?? ?回弹仪是用肖氏硬度(shore’s hardness)原理检测材料表面硬度的仪器。在有关混凝土的网站论坛中，发现有些人在概念上把混凝土的硬度和强度混淆了，以为硬度大的材料强度也高，回弹值就代表强度。尽管对业内人士澄清这个问题不免是画蛇添足，简单复习一下相关知识还是有益的。? ?? ? 表面硬度是指材料抵抗外来机械作用力(如刻划、压入、研磨等)侵入的能力，硬度很难测定和准确地表示，常用方法有三类：静压法，如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等；划痕法，如莫氏硬度；回弹法，如肖氏硬度。①对金属材料，多用静压法，以钢球或金刚石钻头在固定荷载下经一定时间压入受检材料表面的深度或压痕大小做为硬度值。例如布氏(brinell)硬度hb、洛氏(rockwell)硬度hr、维氏(vecart)硬度hv，，其区别只是所用压头和标准荷载值的不同；②在地质学上多用莫氏硬度(mohs’scale of hardness)，因1822年莫斯（friedrich. mohs）创立而得名。该法用10种标准矿物测定矿物的相对硬度，由小到大分为10级：滑石1，石膏2，方解石3，萤石4，鳞灰石5，正长石6，石英7，黄玉8，刚玉9，金刚石10。使用时作刻划比较得出相对硬度。例如某矿物能将方解石刻出划痕，而不能刻萤石，则其莫氏硬度为3～4，其他类推。莫氏硬度比较粗略，如虽滑石的硬度为1，金刚石为10，刚玉为9，但经显微硬度计测得的绝对硬度则金刚石的为滑石的4192倍，刚玉的为滑石的442倍；③肖氏硬度是一种回弹硬度，主要用于金属材料，方法是使一种特制的小锤或球从一定高度自由下落，冲击被测材料试样表面后，其回弹高度反映试样在冲击过程中产生的应变能(储存继而释放)，用以确定材料的表面硬度。这种仪器比较小巧，适用于现场使用，精度不高，但是方便。检测混凝土强度的回弹法用的就是肖氏硬度的原理。检测的直接读数应当是混凝土的表面硬度。? ?? ? 强度是混凝土在外部荷载作用下抵抗破坏的能力。不同材料的硬度和强度并没有固定的关系。例如金属这种各向同性的弹性材料，硬度和强度相关性较好；木材的硬度很低，但标准含水量的木材顺纹抗压强度则可从20mpa变化到约100mpa。不同树种的强度差别大而硬度差别却较小。不同材料的硬度和强度的关系是不同的；一种材料的硬度和另一种材料的强度更是没有关系。混凝土强度是整体的表现，在整体观念上进行检测，而其表面硬度的检测则是在某些点上进行，其中的骨料和水泥浆体毕竟是两种不同硬度的材料，水泥浆体和混凝土由于粗骨料界面的影响，也是强度有区别的两种材料；水泥浆体的硬度和混凝土的强度是不能建立起关系的。我国使用回弹法已有近40年的历史。过去用于传统混凝土时，尽管回弹值离散性很大，而出现的问题尚未如今天这样突出。现在材料变了，还使用不变的方法，必然会造成一些突出的矛盾。例如凡是掺了粉煤灰的混凝土用回弹法测定的强度都不合格，某些质检站就增大碳化深度修正系数使其合格。这不禁使人想起 “说你是时，你就是，不是也是”的童谣。在此先来质疑一下，希望引起讨论。是否应当否定这种检测方法是次要的，重要的是希望概念清楚。2、 混凝土是什么？? ?? ?有个开发商在与混凝土搅拌站工作人员发生争执时训斥道：“你们有什么了不起的？不就是个和泥的吗！”这代表了人们对混凝土的认识，当前工程中出现的质量问题(尽管还不能叫做“事故”)都和这种认识有关。因此有必要在此重申一下对混凝土的认识。? ?? ?混凝土是用最简单的工艺制作的最复杂体系。简单是必须的，否则不能成为最广泛使用的大宗建筑材料；但是复杂又是必然的；原因是①原材料来源广泛而多样，成分波动而不可能提纯，所形成的微结构在不同层次上的多相、非均质，依配合比而离散；②微结构的形成具有环境（温度、湿度）和时间的依赖性；③水泥水化形成的复杂凝胶，在目前技术水平下难以测定。因此这样复杂的体系具有微结构的不确知性和性能的不确定性，使混凝土表现出“混沌体系”(非线性体系)的特征，可以说具有“蝴蝶效应”──事物发展的结果对初始条件具有极为敏感的依赖性，初始条件极小的偏差将会引起结果的巨大差异。3、 疑