钢筋保护层厚度检测、评定与案例分析_季长征.pdf

d o i:1 0.3 9 6 3/j.i s s n.1 6 7 4-6 0 6 6.2 0 2 3.0 1.0 1 7钢筋保护层厚度检测、评定与案例分析季长征1,2,孙建东2,李仰贤2,赵 晶1,刘松石1(1.山东省建筑工程质量检验检测中心有限公司,济南2 5 0 0 3 1;2.山东省建筑科学研究院有限公司,济南2 5 0 0 3 1)摘 要:钢筋保护层厚度直接影响结构构件的耐久性、承载力。只有在保证施工质量的前提下,混凝土才能对钢筋提供可靠的握裹力,两者才能更好地协同工作。文章介绍了目前钢筋保护层厚度的常用检测方法、检测原理以及影响检测结果的因素;归纳总结出8条提高钢筋保护层厚度检测准确度的方式方法;结合案例分析,给出了墙、柱类构件混凝土保护层厚度检测的方法、步骤和评定方法。钢筋保护层厚度施工质量不易控制,对结构构件钢筋保护层厚度的精准检测和合理评定具有非常重要的意义,相关标准也宜尽快完善验收要求。关键词:保护层厚度;电磁感应;检测;准确度;评定D e t e c t i o n,E v a l u a t i o na n dC a s eA n a l y s i so fS t e e lB a rP r o t e c t i v eL a y e rT h i c k n e s sJ IC h a n g-z h e n g1,2,S UNJ i a n-d o n g2,L IY a n g-x i a n2,ZHA OJ i n g1,L I US o n g-s h i1(1.S h a n d o n gC o n s t r u c t i o nE n g i n e e r i n gQ u a l i t yI n s p e c t i o na n dT e s t i n gC e n t e rC o,L t d,J in a n2 5 0 0 3 1,C h i n a;2.S h a n d o n gI n s t i t u t eo fA r c h i t e c t u r a lS c i e n c e sC o,L t d,J in a n2 5 0 0 3 1,C h i n a)A b s t r a c t:T h e t h i c k n e s so f s t e e l b a rp r o t e c t i v e l a y e rd i r e c t l ya f f e c t s t h ed u r a b i l i t ya n db e a r i n gc a p a c i t yo f s t r u c t u r a lm e m b e r s.O n l yu n d e r t h ep r e m i s eo f e n s u r i n gt h e c o n s t r u c t i o nq u a l i t y,t h e c o n c r e t e c a np r o v i d eag o o db o n d i n g f o r c e t ot h es t e e lb a r,a n dt h et w oc a nw o r kb e t t e rt o g e t h e r.T h i sp a p e ri n t r o d u c e st h ec o mm o nd e t e c t i o n m e t h o d s,d e t e c t i o np r i n c i p l e sa n df a c t o r sa f f e c t i n gt h ed e t e c t i o nr e s u l t so f t h e t h i c k n e s so f t h ep r o t e c t i v e l a y e ro f s t e e l b a r s.8w a y s i s s u m-m a r i z e dt o i m p r o v e t h ed e t e c t i o na c c u r a c yo f t h e t h i c k n e s so f t h es t e e l c o v e r.C o m b i n e dw i t hc a s ea n a l y s i s,t h em e t h o d,s t e p sa n de v a l u a t i o nm e t h o do f c o n c r e t e c o v e r t h i c k n e s sd e t e c t i o no fw a l l a n dc o l u m nm e m b e r s a r eg i v e n.T h e c o n s t r u c-t i o nq u a l i t yo f t h e t h i c k n e s so f t h e s t e e l b a rp r o t e c t i v e l a y e r i sn o t e a s y t oc o n t r o l.I t i so f g r e a t s i g n i f i c a n c e t oa c c u r a t e l yd e t e c t a n dr e a s o n a b l ye v a l u a t et h et h i c k n e s so ft h es t e e lb a rp r o t e c t i v el a y e ro ft h es t r u c t u r a lm e m b e r s.T h er e l e v a n ts t a n d a r d ss h o u l da l s o i m p r o v e t h ea c c e p t a n c er e q u i r e m e n t sa ss o o na sp o s s i b l e.K e yw o r d s:p r o t e c t i v e l a y e r t h i c k n e s s;e l e c t r o m a g n e t i c i n d u c t i o n;d e t e c t i o n;a c c u r a c y;e v a l u a t i o n收稿日期:2 0 2 2-1 2-0 3.基金项目:山东省住房和城乡建设厅科技项目计划(2 0 2 1 Z D 0 0 6).作者简介:季长征(1 9 8 4-),高级工程师.E-m a i l:1 8 7 6 4 4 6 6 8 8 61 6 3.c o m电磁感应法是目前检测混凝土钢筋保护层厚度最常用的一种检测方法。钢筋保护层厚度检测时,容易受到多种外界因素的影响,特别是钢筋接头和绑扎丝的干扰。实际配筋越密集的区域,检测难度越大,检测精准度也越低。1 钢筋保护层定义“钢筋保护层”是日常的通俗叫法,专业术语叫“混凝土保护层”。它的定义是结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土,简称保护层1。从构件类型上来分,钢筋保护层可分为梁类构件钢筋保护层、板类构件钢筋保护层;从钢筋类型上来分,钢筋保护层又分为主筋钢筋保护层、箍筋钢筋保护层。06建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期2 钢筋保护层作用钢筋保护层,顾名思义是对混凝土内部钢筋起到保护作用的混凝土层。钢筋保护层的作用主要有以下3点:1)保证结构的耐久性。耐久性是建筑结构的重要特性,特别是沿海地区的工程,钢筋保护层就是阻隔空气中的不利因素,保护钢筋不受水分、盐分的侵蚀,这就要求钢筋保护层必须达到一定的厚度才能使结构构件满足设计使用年限。2)保证混凝土对钢筋的握裹力。钢筋混凝土构件中的钢筋和混凝土两种材料需要有足够的黏合度,才能保证两者一起受力、协调工作,这就要求钢筋外侧的保护层不能太薄。3)保证结构的承载力。虽然前面讲到的两点是对钢筋保护层厚度提出了要求,但是钢筋保护层也不是越厚越好。因为在构件截面尺寸、混凝土强度、钢筋材料等不变的情况下,保护层厚度越大,构件有效截面尺寸越小,承载力越低,对结构承载越不利。3 钢筋保护层厚度检测3.1 检测方法按照现行规范J G J/T 1 5 22 0 1 9 混凝土中钢筋检测技术标准 的有关规定,主要采用电磁感应法进行检测并通过直接法(剔凿原位检测法)进行验证2。3.2 检测原理电磁感应法运用到的基本原理就是检测仪器在混凝土表面向混凝土内部发射电磁场,混凝土内部的配筋接受电磁场之后,产生感应电磁场,而感应电磁场的强度及空间梯度的变化与钢筋的位置分布、钢筋的直径、钢筋保护层厚度等有着密不可分的关系,进而可以通过测量感应电磁场的变化来确定混凝土内部钢筋的位置、直径大小及保护层厚度等参数。3.3 影响因素在实际现场检测过程中,经常遇到仪器(钢筋探测仪)检测数据与直测法验证的实际钢筋保护层厚度相差较大的情况,主要有以下几种原因3:1)仪器操作者调试、使用仪器不当;2)仪器型号陈旧,精度不够,亦或是仪器磨损程度大,设备状态不正常;3)结构实体内钢筋布置较密,未采取有效方法减小仪器信号干扰;4)检测环境恶劣,低温或高温,都会对仪器检测效果产生不利影响。4 提高检测准确度的方式方法开始检测前一定要查阅图纸资料,掌握检测构件的详细配筋情况(排列形式、钢筋间距、钢筋直径)。先在构件表面进行预扫描,简单划出钢筋的分布位置,然后再详细检测,这样可以很大程度上避开钢筋间的相互干扰,提高检测精准度。根据十几年现场检测工作经验,针对各种不利因素对钢筋保护层检测精准度的影响,总结归纳出8条提高检准确度的方式方法。一是查阅仪器校准证书。使用到的每台检测仪器都要定期进行校准,校准证书上也会给出相关修正因子,而且是“一机一证书”。在使用前一定要做到“心中有数”,使仪器校准工作真正服务于实际检测工作,这是检测工作中非常容易被忽视的环节。二是开机预热、调零。钢筋探测仪在调零时一定要注意探头远离金属物件,并且要在正式检测前测试探头灵敏度4。三是查阅设计图纸,调整钢筋直径参数。仪器中对钢筋直径型号的如实设定也是影响保护层厚度检测精准度的一个重要因素。四是清理检测面,使探头与检测面紧密贴合。探头与检测面紧密贴合要求做到两点:一要检测面平整无浮浆;二要仪器操作者应平稳拿住探头,使探头整个面对检测充分贴合,严禁一侧贴合一侧翘起5。五是探头移动一定要“横平竖直”。常规构件配筋时,梁柱构件主筋与箍筋、墙板分布筋都是垂直交叉绑扎的。探头中心线与钢筋在同一条线上,此时仪器检测数值最接近真实值。六是利用好探头垫板。当实际钢筋保护层厚度较小,甚至小于仪器所能显示的最小值时,应在探头下方放置垫板进行检测。垫板应采用非金属材质,垫板尺寸应大于探头的尺寸,垫板厚度(一般为1 0mm)应均匀且不得翘曲6。七是注意使用间隔。如果现场工作量比较大需要长时间检测时,钢筋探测仪在使用一段时间后,最好不超过1h,应将仪器进行“重置”处理,重置时探头务16建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期必远离金属物质7。八是注意仪器电池电量和使用环境温度。钢筋探测仪一般采用内置锂电池或干电池供电,低温天气对电池影响较大,电量消耗很快。而低电量或者低温天气下都会使仪器的反应偏离标准值,造成检测数据精准度降低。5 案例分析5.1 案例背景中国援建国外的某重要性建筑,主体结构设计使用年限1 0 0年,且该地区雨水天气特别多,混凝土保护层厚度施工质量控制要求非常高。该工程室内环境柱的保护层厚度设计值为3 0mm,墙的保护层厚度设计值为2 0mm。现有国家标准G B5 0 2 0 42 0 1 5 混凝土结构施工质量验收规范 附录E对结构实体钢筋保护层厚度检验进行了规定,但只对梁、板类构件作了规定,缺少对钢筋混凝土墙、柱类构件