什麼是鋼結構裡氏硬度檢測?

鋼結構裡氏硬度檢測是指，在工程現場檢測中採用裡氏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鋼及鋼筋混凝土內鋼筋的抗拉強度，但不適用於鋼材表層與內部質量有明顯差異，或內部存在缺陷的建築鋼材的檢測。檢測用到的儀器為裡氏硬度計。

裡氏硬度計工作原理是用規定質量的衝擊體在彈簧力作用下，以一定的速度垂直衝擊試樣表面，以衝擊體在距試樣表面1mm處的回彈速度與衝擊速度的比值來表示材料的裡氏硬度。

根據山東省地標《裡氏硬度法現場檢測建築鋼材抗拉強度技術規程》，採用裡氏硬度法檢測鋼材、鋼筋強度時，宜具有下列資料:

1工程名稱及設計、施工、監理和建設單位名稱;

2構件名稱、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。

現場鋼材抗拉強度檢測可採用以下兩種方式進行：

1 單個構件檢測：適用於單個柱、梁、杆、支撐等鋼構件，或混凝土中單根鋼筋檢測，其檢測結論不得擴大到未檢測的構件和範圍。

2按批抽樣檢測：適用於同一檢測批鋼構件的鋼材或混凝土中鋼筋的抗拉強度的檢測。

對於構件的測區的選擇也有相應要求：

1測區宜選在使裡氏硬度計處於水平方向檢測鋼材表面硬度。當不能滿足這一要求，可使裡氏硬度計處於非水平方向檢測鋼材表面。

2單個構件檢測時，每個的測區數不應少於5個，對於長度小於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檢測前應對鋼材表面進行處理，完全清除表面塗層、氧化皮、汙物或者其他表面不規則性，表面不能有潤滑劑。在處理過程中應避免由於發熱而造成鋼材硬度的變化。

5測區表面粗糙度Ra應不大於1.6um。

6使用D衝擊裝置檢測構件時，鋼材厚度不宜小於10mm，不應小於8mm；使用C衝擊裝置檢測構件時，鋼材厚度不宜小於5mm，不應小於3mm；對於表面為凹、凸圓柱面等曲面的構件，其表面曲率半徑不應小於30mm。

6檢測部位宜選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。對彈擊時產生顫動的薄壁、小型構件應進行固定。

接下來是裡氏硬度的檢測方法流程。

1 檢測面打磨處理

裡氏硬度值測量前，應對鋼材或鋼筋表面進行打磨處理，可用鋼銼或角磨機等設備打磨構件表面，除去表面塗層、氧化皮、汙物或者其他表面不規則性,再分別用粗、細砂紙打磨構件表面直至露出金屬光澤。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應小於10x50mm

2 粗糙度值測量

打磨後用粗糙度測量儀測量檢測面的粗糙度值，測量不應少於5次，取其平均值。每次讀數精確至0.01um。測試表面粗糙度應小於1.60um。

3 硬度測試時，應按以下程序進行:

a)向下推動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面上，衝擊方向應與測試面垂直;

c)平穩地按動衝擊裝置釋放鈕;

d)讀取硬度示值。

4 對於表面為凹、凸圓柱面等曲面的構件，其表面曲率半徑小於50mm時，應安裝支承環，以確保檢測面與衝擊裝置間不產生相對運動，檢測面與支承環表面應清潔，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大於4mm，任一壓痕中心距試樣邊緣距離不應小於5mm。同一測點只能測試一次。每一測區應測試9個值,每一測點的裡氏硬度值精確至1。

現場檢測時，採用TIME-5300裡氏硬度計對該建築物的鋼材進行了裡氏硬度測試並進行了分析比較。依據國家標準《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重鋼構件的裡氏硬度進行了抽樣檢測，抽取鋼梁、鋼柱共10個樣本作為檢測對象。具體測試結果見下表。

鋼材裡氏硬度抽檢結果

檢測結果表明，該建築物抽檢鋼構件裡氏硬度換算值平均值ft,m=413MPa，標準差為Sft=6.4，變異係數為0.02。由於現場選取10個構件作為檢測對象，每個構件選取3個測區，共30個測區，故推定係數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，受檢建築物所抽檢鋼構件抗拉強度滿足設計要求。

以上為根據鋼結構裡氏硬度檢測，推定鋼材的抗拉強度過程。