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技术交流
里氏硬度计在钢结构现场检测中的应用
曹卫平
（北京康桥隆盛工程检测有限责任公司 102600）
里氏硬度计有7种硬度制：里氏（HL）、肖氏(HS)、布氏(HB)、洛氏A(HRA)、洛氏B(HRB)、洛氏C(HRC)、维氏(HV)。此设备可实现七种硬度（HL、HRA、HRB、HRC、HB、HV、HS）间的相互转换及硬度与抗拉强度间的相互转换（依据标准为GB/T 1172-1999）。
在工程现场进行检测时，采用里氏硬度计测试金属表面硬度，目的是为了推断钢材的材质。因此，现场检测时，多以选择洛氏B(HRB)和维氏(HV)这两种硬度制为佳，根据此检测结果，直接可以换算得出钢材的抗拉强度值，再依据现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591，查阅各种材质对应的抗拉强度值，如Q235钢材抗拉强度为370MPa～500MPa。结合检测结果，可以推断钢材的材质。如需进一步更加准确的把握钢材的材质，则需在此基础上，依据《钢结构现场检测技术标准》GB/T 50621-2010中的规定进行钢材的化学元素分析的方法进行判断。
由于里氏硬度计中的硬度制默认的是里氏（HLD），为更加简化现场检测人员的操作，由测得里氏硬度直接判断钢材的牌号，需要找出里氏硬度与钢材抗拉强度之间的关系，然后利用此关系式，即可由里氏硬度值直接得出钢材的抗拉强度值。
一、钢材的里氏硬度与其抗拉强度之间的关系研究
根据有关专家学者的研究发现，钢材的里氏硬度与其抗拉强度之间存在着一定的对应关系，这种对应关系可采用指数函数关系[1]：
因此，我们工程现场检测人员，在现场检测时，只需测得钢材的里氏硬度，依据此公式即可得出其抗拉强度值，然后判断钢材的牌号。当然，亦可根据硬度制之间的转换，将设备的硬度制转换成洛氏B(HRB)或维氏(HV)这两种硬度制其中之一，然后根据结果直接查标准也一样可以达到钢材的抗拉强度值。
作为工程检测人员，当检测的目的仅只是作为一个宏观的判断，不出具正式的结果报告的话，建议在现场直接测试里氏硬度。如要在此基础上，出具正式的结果报告，建议还是将设备的硬度制转换成洛氏B(HRB)和维氏(HV)这两种硬度制其中之一进行检测。
二、钢筋的强度与里氏硬度之间的关系研究
现场在检测钢筋混凝土结构工程时，往往对钢筋的强度无法测得，也无法从混凝土中取样时，只能通过经验判断，或者假设一个最低等级的钢筋（安全系数高），这对一个专业的检测机构来说，总有点美中不足，不具说服力。因此，迫切需要一种在工程现场无损检测钢筋强度的手段或方法。通过有关专家学者的研究发现，钢筋的里氏硬度与其强度之间存在确定的对应关系，并经过大量试验数据统计分析，幂函数回归公式与试验结果拟合得较好，公式为[2]：
式中，y—表示钢筋的里氏硬度（HLD）.
x—表示钢筋的抗拉强度（MPa）.
根据实验结果，综合考虑各种影响因素，并在工程中进行了验证，这种精度基本能满足现场检测的要求。
有了这一关系式，上述问题迎刃而解。在具体操作时，应按以下步骤执行：
1.在现场检测时，需要先剔凿出钢筋，剔凿出钢筋外露的长度不小于80mm；
2.用角磨机打磨掉钢筋的2～3个横肋（月牙状），应打磨平整、光滑，且打磨面长度不小于50mm。
3.然后用里氏硬度计，选用默认的硬度制即里氏硬度（HLD），测试打磨后的钢筋表面的硬度。
当然，根据不同工程情况，如有条件现场取样的话，最好还是取样，在实验室里对样品的力学性能及化学元素进行检测分析，积累大量试验数据，为以后的进一步研究做点准备。
三、参考文献
[1]段向胜，邸小坛等.钢材里氏硬度与抗拉强度之间换算关系的试验研究.建筑科学.第19卷第3期P48。
[2]邸小坛，段向胜.钢筋强度与里氏硬度之间换算关系的研究及现场应用.工程结构鉴定与加固改造.P91。
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