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电磁感应法检测钢筋保护层厚度准确性的试验研究与应用
摘要:随着我国建筑水平的不断提高,国家对实体质量管控越来越重视,大力推进实体质量检测,是质量控制与评判的重要手段,是当前建筑行业发展方向之一。钢筋保护层厚度作为混凝土构件的主控项目,对混凝土结构的耐久性、安全性起决定性作用,钢筋保护层厚度目前常采用电磁感应法进行检测,由于受仪器本身及干扰因素较多的影响,往往造成钢筋保护层厚度实测值与真实值存在一定偏差,降低钢筋保护层厚度检测合格率,影响数据真实、准确。本文基于上述背景和问题,依托中国牙谷科创园区建设项目,经反复试验,不断总结,形成基于电磁感应法提高钢筋保护层厚度检测准确性的技术成果,现就相关影响因素进行试验分析。
关键词: 保护层厚度 准确性 试验研究
混凝土结构抗裂性较差、抗压强度较高,钢筋抗拉能力较好,并具有一定延性;钢筋在混凝土中主要承担拉应力,弥补混凝土抗裂性不足,防止混凝土结构发生开裂和脆断,而混凝土主要承担压应力,并防止混凝土内部钢筋不被锈蚀。因此,混凝土中钢筋直接关系到建筑物的耐久性和安全性,是施工过程管理、工程鉴定和质量验收必检项目。
为防止钢筋被锈蚀,就应有一定厚度保护层进行保护,理论上越厚越好,但如果设置太厚,结构的安全性就会降低,因此需要一个合理的保护层厚度来保护钢筋避免锈蚀。然而在现场实际进行钢筋保护层厚度检测时,我国目前项目多采用电磁感应法进行检测,由于影响检测准确性因素较多,导致实测数据与真实值存在一定偏差,影响数据真实、准确。
为有效解决上述问题,我单位进行了多次反复模拟试验研究,找出了影响数据真实性的众多因素,本文将对这些影响因素进行深挖及整理分析,提供一种提高钢筋保护层厚度实测准确性的方法,为推动现场使用电磁感应法检测钢筋保护层厚度操作提供理论依据。
1试验概况
1.1 试验仪器及主要材料
本试验所用试验仪器及主要材料为钢筋保护层测定仪、游标卡尺、玻璃板、地砖,直径6mm圆钢筋,直径10mm、12mm、22mm带肋钢筋,直径2mm铁丝等。试验仪器及主要材料如表1所示。
1.2 试验情况介绍
本试验主要以模拟现场检测保护层厚度的方式展开,针对实测数据的准确性,从不同保护层材料、不同钢筋测定位置、不同钢筋直径、不同钢筋直径设置、不同钢筋间距、不同钢筋保护层厚度测定仪等方面进行深入研究,经反复试验,不断总结,找出了众多影响检测数据准确性的因素,提供了提高实测数据准确性的具体操作步骤,为今后检测钢筋保护层厚度方法提供理论依据。
2主要试验内容
2.1 不同保护层材料影响试验
选一块50cm×50cm平整地面,将6mm厚玻璃板平放在平整地面上,在玻璃板上按15cm钢筋净距水平放置两根直径为22mm的受力钢筋,2根直径12mm带肋钢筋作为箍筋按15cm间距垂直放在受力钢筋上,形成钢筋骨架,在钢筋骨架上放置一块6mm厚玻璃板和一块17mm厚花岗石地砖,模拟钢筋保护层厚度实际值;打开测定仪开关,进行相关参数设置(箍筋间距、直径),进入仪器测试界面,将测定仪放在两箍筋一侧,从同一方向多次缓慢移动仪器,多次检测结果均为22mm,与真实值23mm相比,误差为1mm,满足规范要求,实测结果如下图1所示;同理,进行受力钢筋相关参数设置,按照同样方法进行检测,多次检测数据均为36mm,实际值为35mm,误差为1mm,满足规范要求,实测结果如下图2所示。通过上述试验结果分析表明,不同保护层材料(不含铁磁性物质)的钢筋保护层厚度实测值与实际值相差不大,且误差能满足规范要求。可以利用上述试验成果,在室内实现钢筋保护层厚度测定仪校准工作,较其他方法相比具有简单、方便、形象、直观等优点。
2.2 不同钢筋测定位置影响试验
选直径22mm带肋钢筋模拟现场受力钢筋放置在玻璃板上,直径12mm带肋钢筋模拟现场箍筋放置在受力钢筋上,在箍筋上放置6mm厚玻璃板模拟现场钢筋保护层厚度,具体摆放位置如下图3、图4、图5、图6、图7、图8所示。打开钢筋保护层测定仪开关,设置箍筋直径,箍筋间距,按下图3、图4、图5所示钢筋测试位置,缓慢移动仪器,多次检测结果均为6mm,与模拟保护层厚度真实值相同,实测结果如下图3、图4、图5所示。同理,设置受力筋相关参数,用同样方法进行模拟检测,发现当仪器探测线圈位于两箍筋之间时,多次检测数据均为18mm,与模拟数据真实值相同,检测结果如图6所示;当仪器探测线圈位于两箍筋间距之外时,多次移动仪器实测数据均为8mm,与模拟数据18mm相比,误差很大,出现结果不准确现象,具体情况如图7所示;经多次反复进行模拟试验,当仪器探测线圈两边均不大于箍筋净距10mm,实测数据结果与模拟真实值相比,数据一致,符合规范要求,具体位置关系如图8所示。通过上述试验结果分析表明,测最外层箍筋保护层厚度准确性最高;测受力钢筋保护层厚度避开周围铁磁性物质10mm以上的准确性与最外层箍筋相同,反之误差较大。
2.3 不同钢筋直径影响试验
选直径12mm带肋钢筋、直径6mm光圆钢筋、直径2.5mm铁丝,摆放位置如下图9、图10、图11所示,在钢筋上放置6mm厚玻璃板,打开仪器开关,设置相应钢筋参数,按下图所示钢筋位置,缓慢移动仪器进行检测,多次检测直径12mm带肋钢筋保护层厚度均为6mm,与模拟真实值相同,如图9所示,直径6mm钢筋实测保护层厚度均为9mm,较模拟真实值偏大3mm,如图10所示,直径2.5mm铁丝实测保护层厚度均为14mm,较模拟真实值偏大8mm,如图11所示。通过上述试验结果分析表明,钢筋直径越小,实测钢筋保护层厚度误差越大,在实际检测中,应对不同钢筋实测数据准确性进行修正。
2.4不同钢筋直径设置影响试验
在直径22mm带肋钢筋上放置2根直径12mm的带肋钢筋,具体位置如图12、图13所示,将6mm厚玻璃板放置在直径12mm钢筋上,打开仪器开关,设置测试钢筋直径为12mm,按下图所示位置,移动仪器,多次实测数据均为6mm,与模拟真实值相同,具体结果如图12所示;同理,设置测试钢筋直径为10mm,用与上述相同方法移动仪器,实测结果均为8mm,较模拟数据真实值偏大2mm,具体结果如图13所示。通过上述试验结果分析表明,相同直径,相同仪器,相同方法,不同直径设置,实测数据结果不同,所以在实际检测中应正确设置测试钢筋直径,避免钢筋直径设置不正确影响检测数据准确性。
2.5不同钢筋间距设置影响试验
选直径10mm的钢筋2根,在其上放置6mm厚的玻璃板,摆放位置如下图14、图15、图16、图17所示,模拟现场小净距钢筋绑扎情况保护层厚度检测,打开保护层厚度测定仪开关,设置测试钢筋直径为10mm,间距为>100mm,按下图钢筋位置,缓慢移动仪器,多次实测结果均为3mm,与模拟真实值相比偏小3mm,具体结果如图14所示;同理,钢筋参数设置、测试方法同上,将钢筋净距移至30mm,实测数据结果为6mm,与模拟真实值相同,具体结果如图15所示。同样,设置测试钢筋直径为10mm,间距为<100mm,用相同方法缓慢移动仪器进行检测,实测数据均为6mm,与模拟真实值相同,具体结果如图16所示;同理,钢筋参数设置、测试方法同上,将钢筋净距移至30mm,实测数据结果为10mm,较模拟真实值偏大4mm,实测结果如图17所示。通过上述试验结果分析表明,根据现场钢筋相对位置情况,正确设置钢筋间距,可显著提高现场实测钢筋保护层厚度准确性,反之误差较大。
2.6不同检测仪器影响试验
选直径12mm钢筋2根,在其上放置6mm厚玻璃板,放置位置如下图18所示,选择规格型号为HC-GY617型测试仪器,打开开关,设置相应参数,按下图18所示钢筋位置,按上中下位置缓慢移动仪器,多次实测数据结果均为6mm,与模拟真实值相同;同理,选直径16mm带肋钢筋2根作为模拟受力钢筋,直径10mm带肋钢筋2根模拟箍筋放置在受力钢筋上,在箍筋上放置12mm厚玻璃板,钢筋、玻璃板放置位置如下图19所示,选择规格型号为GTJ-RBL型钢筋保护层厚度测定仪,打开开关,设置相应实测钢筋直径、间距,按下图19所示钢筋位置,用上述所用测试方法,实测钢筋保护层厚度均为22mm,与模拟保护层厚度相同。通过上述试验结果分析表明,不同钢筋保护层厚度测定仪,实测结果均能满足规范要求精度,为后续选择购置钢筋保护层厚度测定仪时,在经济比选上提供了技术支撑,并可节约部分仪器购置费。
3试验结果分析
通过对上述模拟试验结果具体分析,找出了影响现场检测数据准确性的众多因素,经整理汇总,形成如下成果,具体见表2。
4技术应用实例
本试验依托中国牙谷科创园区建设项目,结合现场钢筋布置,采用室内模拟试验方法,形成实测钢筋保护层厚度应用技术,现就该应用技术与传统方法在现场2-4#厂房一层进行实测对比,对比结果见表3。
根据上述试验结果,综合对比分析,采用该应用技术,现场实测钢筋保护层厚度合格率较传统方法相比显著提高,数据结果经直接法验证准确、可靠,满足规范要求。
5 结束语
综上所述,本试验研究提供了一种能提高现场实测钢筋保护层厚度准确性的检测方法,该方法操作简单、形象直观,数据结果准确、可靠,在实际应用中,使用该技术进行钢筋保护层厚度控制,指导现场施工,保证实体质量,具有较高的参考价值和推广意义。
参考文献
[1]《混凝土中钢筋检测技术标准》(JGJ/T 152-2019)
[2]《混凝土结构现场检测技术标准》(GB/T 50784-2013)








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