关于结构实体钢筋保护层厚度检测的论述

关于结构实体钢筋保护层厚度检测的论述

丁涛亮

宁波交通工程建设集团有限公司浙江省宁波市31500

摘要：在工程建设领域，钢筋混凝土结构占据了相当大的比例，钢筋在混凝土结构中主要承受拉力并赋予结构以延性，补偿混凝土抗拉能力低下、容易开裂和脆断的缺陷，而混凝土则主要承受压力并保护内部的钢筋不致发生锈蚀。近年来，在各种设计、验收规程中，尤其在一些大中型建筑物中，均把耐久性列为混凝土的一项重要指标。因此，混凝土中的钢筋已成为工程质量鉴定和验收所必检的项目，其质量如何直接关系到建筑物的结构安全和耐久性。本文分析了结构实体钢筋保护层厚度检测方法。

关键词：结构实体；钢筋保护层厚度；检测方法

在建筑工程中,钢筋混凝土因成本低廉、坚固耐用且材料来源广泛而被普遍采用。由于混凝土抗压强度高,钢筋抗拉性能好,钢筋与混凝土之间具有很好的黏结力和相近的热膨胀系数,混凝土能对钢筋起到很好的保护作用,钢筋混凝土结构具有良好的工作性能和耐久性能,成为现代建筑材料的重要组成部分。

一、影响分析

混凝土保护层厚度不足,外界有害介质容易穿透保护层到达钢筋表面,造成钢筋锈蚀膨胀,混凝土顺筋开裂,甚至崩裂脱落,进而加速钢筋锈蚀破坏。沿海地区因混凝土保护层厚度不足引起的钢筋混凝土结构破坏速度比内陆地区快得多。混凝土保护层越厚,对结构耐久性越有利,但在结构截面尺寸不变的条件下,会使构件有效截面尺寸减小,承载力降低。因此施工过程中要严格按设计图纸要求制作钢笼架,混凝土保护层太薄太厚都会造成重大安全事故。《混凝土结构工程施工质量验收规范》对保护层厚度允许偏差值做了严格规定:板类的钢筋保护层厚度的允许偏差值为(+8mm,-5mm)、梁类的允许偏差值为(+10mm,-7mm)。根据多年的检测数据统计,我省水利工程保护层厚度全部合格的钢筋混凝土结构小于30%,其中梁底和板底保护层厚度80%以上呈现负偏差;截面高度较大的钢筋混凝土结构,侧面和顶面保护层厚度80%以上呈现正偏差。这给工程的安全运行留下隐患。

二、结构实体钢筋保护层厚度检测方法

1.检测方法、仪器设备及原理。按照《混凝土中钢筋检测技术规程》的规定，钢筋保护层厚度可采用非破损方法，或者采用局部破损的方法。当采用非破损方法时，常用的方法又有两种，分别是电磁感应法与雷达法，最经常使用的是电磁感应法，他们的原理是不相同的。电磁感应法是用仪器在构件混凝土表面向内部发射电磁波，形成电磁场，混凝土内部的钢筋切割磁力线产生感应电磁场，由于感应电磁场的强度及空间梯度变化受钢筋位置、直径、保护层厚度的制约，因此，通过测量感应电磁场的梯度变化，并通过技术分析处理，就能确定钢筋位置、保护层厚度和钢筋直径等参数。

2.钢筋混凝土保护层厚度检测前的准备。一是人员的准备。明确钢筋保护层厚度的概念。作为主体结构检测人员，要具有一定的建筑结构知识，对检测涉及到的一些结构概念要清晰，熟悉结构中柱、梁、板的配筋方式，并具备现场处理相关问题的能力。钢筋混凝土保护层厚度是指钢筋外边缘到混凝土表面的距离，作用是保护钢筋在一定使用年限内不受外界环境的锈蚀，钢筋混凝土保护层厚度与结构所处的环境类别和构件类型有关系，环境类别等级越高，保护层厚度就要求越大。对于新标准来说，当纵向受力钢筋配置有横向钢筋（比如箍筋）时，其保护层厚度的设计就不能直接取用规范里的数据，还需要进行计算，除了有结构的一些基本概念，还要非常熟悉《混凝土结构工程施工质量验收规范》中关于钢筋保护层厚度的规定。二是检测用仪器设备、工具、记录的准备。一般情况下，钢筋混凝土保护层厚度的检测都是在施工现场进行的，距离公司有一定的路程，前往检测时需要花费一定的时间，所以在准备外检的前一天，要先确定好仪器设备的状态。使用电磁感应法钢筋探测仪时，这需要事先按规程要求制作好校准试件。

3.检测的过程及数据分析。一是关于钢筋混凝土保护层厚度的检测方法。在《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定钢筋保护层厚度检验的结构部位，应由监理（建设）、施工等各方根据结构构件的重要性共同审定；对梁、板类构件，应各抽取构件数量的2%且不少于5个构件进行检验，当有悬挑构件时，抽取的构件中悬挑类构件所占比例不宜小于50%。对选定的梁类构件，应对全部纵向受力钢筋的保护层厚度进行检测；对选定的板类构件，应抽取不少于1米范围且不少于6根受力钢筋的保护层厚度进行检测。对结构实体钢筋保护层厚度的检验，其检验范围主要是钢筋位置可能显著影响结构构件承载力和耐久性的部位，特别是悬臂构件，其上部受力钢筋超出设计规定的位置，可能会严重影响结构构件的承载力，应非常重视对悬臂构件受力钢筋保护层厚度的检测。二是检测的过程控制。选好构件后，清理干净构件测量部位表面的浮浆及其它杂物，同时，用数据线连接好探头与钢筋位置检测仪主机，打开电源，进行预热和清零，清零时要将探头远离金属物体。根据结构施工图纸，设置好钢筋的直径，了解钢筋的布置走向，对被测钢筋进行初步定位，将探头平行于钢筋轴线放置，沿垂直于钢筋轴线方向扫描钢筋，当听到仪器‘嘟’一声响之后，或者设备中的信号条最长时，此时钢筋就在探头的正下方，应放慢速度往回扫描一次，在相应位置做好标记，填写好记录，按上述步骤将相邻的其他钢筋逐一标出。同一条钢筋的保护层厚度应该测量两次，并且两次测量值不能超过1mm。当同一处读取的2个混凝土保护层厚度值相差大于1mm时，该组检测数据无效，并查明原因，在该处重新进行检测，仍不满足要求时，应更换钢筋探测仪或采用局部开槽（局部破损法）方法验证。进行校准时，同一批次的破损检测点不少于6个。故用钢筋探测仪测完所有构件后，还需选取6条以上的钢筋进行破损检测。三是检测数据的处理。钢筋的保护层厚度测量完毕之后，根据《混凝土中钢筋检测技术规程》的规定对数据进行计算，当检测过程中有使用垫块时，需减去垫块的厚度，计算出所抽检的每个构件钢筋保护层厚度的测量平均值，如有进行破损验证时，还需考虑验证值对检测值修正的情况。

4.检测的结果判断。在《混凝土结构工程施工质量验收规范》：钢筋保护层厚度检验时，纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差，对梁类构件为+10mm，-7mm；对板类构件为+8mm，-5mm。对梁类、板类构件纵向受力钢筋的保护层厚度应分别进行验收；当全部钢筋保护层厚度检验的合格点率为90%及以上时，钢筋保护层厚度的检验结果应判为合格；当合格点率为小于90%但不小于80%时，需再抽取相同数量的构件进行检验，两次总和计算合格点率为90%及以上时，仍判合格。且每次抽样检验结果中不合格点的最大偏差均不应大于上述规定的允许偏差的1.5倍。

钢筋保护层厚度的检测和评价为工程实体检测和安全性鉴定的主要检测参数之一，得到了工程建设各方的认同。从目前各地反映的检测结果来看，钢筋保护层厚度检测合格率普遍偏低，但随着工程建设各方的重视，一些重点工程严抓施工质量控制和质量检验，研究制定地方标准或工程专用标准，使得保护层厚度检测合格率大幅度提高。

参考文献：

［1］施惠生，郭晓潞，张贺．保护层厚度对混凝土中钢筋锈蚀的影响．水泥工程，2015(2)．

［2］蒋利学，陆伟杰．混凝土结构中钢筋保护层厚度的控制．工业建筑，2015(z1)．

［3］李凤岚，冯永庆．结构实体钢筋保护层厚度的检验探讨．山西建筑，2015(6)．