影响钢筋保护层测试精度的因素浅析

2020-05-13张晓

四川水泥 2020年2期

张晓

（四川川交道桥试验检测有限责任公司，四川德阳 618300）

为保障钢筋运行质量，《钢筋混凝土结构设计规范》等有关规范对不同环境下钢筋混凝土构件保护层厚度作出明确规定，一旦因各方面因素，导致对应测试精度不良，则可能会出现严重工程事故。因此，应对影响钢筋保护层测试精度的因素进行一番探究。

1 钢筋保护层的作用及测试方法

钢筋保护层主筋及混凝土表面距离等有关参数的定义可在《钢筋混凝土结构设计规范》中找到。具体而言，钢筋保护层的作用主要有两方面：一方面促使钢筋与附近混凝土共同协作，充分发挥钢筋强度；另一方面，保护钢筋免受外部环境侵蚀，使构件使用寿命符合设计年限，避免结构稳固性问题，即可对混凝土结构的安全耐久性产生直接影响[1]。以钢筋保护层厚度而言，可应用到的检测技术有电磁感应法、雷达探测法等。

2 影响钢筋保护层测试精度的因素

2.1 检测仪器

检测仪器的性能可对钢筋保护层测试精度产生一定影响，主要表现在下述两方面：

第一，仪器内部参数的准确性可对测量结果产生直接影响。以电磁感应法为例，基于仪器原理，钢筋保护层测试时需进行信号数模转换，所确定的参数越准确，则测量结果就越准确。利用两台外形无区别的钢筋保护层测定仪测量保护层厚度，型号分别为ZBL-620 与ZBL-630。理想状态下，分别测量厚度为30mm、40mm、60mm、90mm 的钢筋保护层，结果如表1 所示。结果显示ZBL-620与ZBL-630 测量精度相异，后者优于前者，表明仪器内部参数确实是影响钢筋保护层测试精度的因素。

表1 两种检测仪器测量结果对比

第二，仪器不同，工作特性不同，实际测量精度不同[2]。钢筋测量时，一般要求传感器轴线平行于被测钢筋走向，并垂直于钢筋方向进行移动与扫描。利用由两个相互垂直钢筋构成的简单钢筋网片模型做进一步研究。

首先利用620 型测量呈竖直状态的钢筋a，当测量离钢筋b 较远时，可得到保护层厚度的准确结果，为30mm，当测量离钢筋b 较近时，会产生很小误差，测至两钢筋交叠位置时，误差有1mm，测量结果为29mm；接着再用630 型测量钢筋a，扫描时，发现无论在任何位置，测量结果的准确性受钢筋b 的影响均极度小，当测至两钢筋交叠处，传感器显示钢筋b 信号，测量结果仍具有一定准确性。最终实验结果表明；不同仪器对垂直于被测钢筋的抗干扰性能不同，实际测量结果的精度将受到影响。

2.2 混凝土性质

混凝土中通常含有一定量铁磁性物质，其对钢筋保护层精度产生的影响较弱，无论是混凝土处于潮湿状态还是干燥状态，所测保护层厚度都具有准确性。

验证过程：（1）先制作3 块厚度为40mm 的水泥胶砂垫块，一块用作空白对照，不掺假铁粉，成分为水泥、标准砂、水，其他两块用不同量铁粉取代5%、30%的水泥，同时要将铁粉中的氧化铁与氧化亚铁进行有效去除。之后将一钢筋放于试块下，利用620 型、630 型仪器测量钢筋保护层厚度，结果均存在1mm左右的误差，表明铁磁性粉末物质几乎不会对钢筋保护层测量结果产生影响。混凝土材料中的铁磁性粉末一般不会超过30%，故可认为混凝土中，铁粉粉末分散存在，电磁感应难以汇聚，不能形成较强电磁场，从而不会干扰电子感应较强的钢筋，因此两种仪器所测量的钢筋保护层厚度均具有相对准确性；（2）将一钢筋垫于40mm 水泥胶砂垫块下，利用620 型仪器测量砂块干燥与潮湿状态下的钢筋保护层厚度，所测结果准确无误，均为40mm。表明混凝土表面潮湿并不影响保护层厚度测量结果的准确性。

2.3 钢筋直径

试验中，钢筋直径与保护层厚度不变，测量仪器钢筋直径设定值变化，依照测量结果所呈现的规律，分析问题出现的原因，结果如表2 所示。表明：（1）钢筋直径参数设置可对保护层测量结果产生较大影响，钢筋与钢筋保护层固定，钢筋直径参数设置越大，所测结果就越大；（2）钢筋直径参数设置值为钢筋公称值时，测量结果不一定准确，钢筋实测值和公称直径相差较大时，测量结果偏差可能也会较大。这主要是受两方面的影响，一钢筋内部组织结构或化学成分，二钢筋表面氧化反应，发生氧化后，钢筋有效直径将会减小。

表2 钢筋保护层厚度表

2.4 平行相近钢筋间距影响

当仪器报警和钢筋保护层测量数值极小时，结果即产生。若出现两次报警和两个极小值，则表明检测仪器能够清楚分辨两根钢筋，两根钢筋的保护层厚度均准确得到。研究发现，620 型、630 型仪器的临界距离≈保护层厚度。仪器对相近平行钢筋的分辨率，即可区分两钢筋的最小距离，保护层厚度增加，则分辨率降低，当间距＞保护层厚度，则每根钢筋的测量结果均具有准确性，当间距＜保护层厚度，则难以得到准确的单根钢筋测量结果。