The development of a new rebound hammer for concrete structures

Abstract: The rebound hammer is a widely utilized nondestructive technique for assessing surface concrete quality based on the inelastic response of concrete to localized impact. The traditional method measures energy absorption through the reduction in rebound amplitude, yet this approach is susceptible to errors due to gravity and sliding friction effects. Recent advancements have introduced an alternative perspective, redefining the rebound index as the ratio of velocities before and after impact, rather than comparing spring displacements. This research aims to build upon this velocity-based method by developing a novel sensing principle for continuous displacement monitoring of the hammer’s moving mass. A prototype of the new system has been developed, allowing for more precise measurements of material response, particularly for changes induced by surface hardening and softening. A comprehensive review of existing methodologies, including traditional and alternative approaches, precedes the introduction of the new method. The implications of this research are significant, as the proposed approach promises improved accuracy in surface concrete evaluation, leading to enhanced structural health monitoring and diagnostics.

La misura dell’indice di rimbalzo (metodo sclerometrico) è una tecnica non distruttiva ampiamente utilizzata per valutare la qualità superficiale del calcestruzzo in base alla risposta anelastica ad un impatto localizzato. Il metodo tradizionale misura l'assorbimento di energia attraverso la riduzione dell'ampiezza di rimbalzo della massa battente, ma questo approccio è suscettibile di errori dovuti alla gravità e agli effetti di attrito. Recenti progressi hanno introdotto una prospettiva alternativa, ridefinendo l'indice di rimbalzo come il rapporto tra le velocità della massa battente subito prima e subito dopo l'impatto. Questo lavoro mira ad approfondire il metodo basato sulla velocità, sviluppando un nuovo principio di rilevamento continuo dello spostamento della massa del martello. È stato sviluppato un prototipo del nuovo sistema, che consente misurazioni più precise della risposta del materiale, in particolare per i cambiamenti indotti dall'indurimento superficiale (ad esempio carbonatazione) e dal danneggiamento (ad esempio per effetto dell’esposizione al fuoco). Una revisione completa delle metodologie esistenti, inclusi gli approcci tradizionali e alternativi, precede l'introduzione del nuovo metodo. Le implicazioni di questa ricerca sono significative, poiché l'approccio proposto promette una maggiore accuratezza nella valutazione del calcestruzzo superficiale, migliorando una delle tecniche più diffuse per la diagnostica sulle strutture esistenti.