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摘要：在现代建筑工程中，大多数采用的依然是钢筋混凝土结构，保护层厚度是否合理，会对结构的承载力、耐久性、粘结锚固性等产生极大影响，直接关系到建筑工程的安全，是建筑施工应当重视的内容。本文就对混凝土结构钢筋保护层厚度偏差控制、检测方法展开论述，为钢筋混凝土结构安全性提升提供一定帮助。
关键词：混凝土结构；钢筋保护层；厚度偏差；检测
在温度线膨胀系数方面，混凝土和钢筋基本上是一致的，且在建筑结构当中，因为钢筋有着更加高的抗拉强度所以等同于柔性材料，而混凝土有着更加强的抗压强度属于是刚性材料。通过机械咬合作用以及凝结作用能让混凝土与钢筋进行有效的粘结，让钢筋混凝土构件能够拥有着一定程度上的承载力，钢筋混凝土被广泛地运用在在现代的建筑结构中，钢筋保护层厚度质量能够直接影响到建筑结构的安全和质量，因此，要重视钢筋保护层厚度这一方面，其对工程结构能够起到十分关键的作用。
1.钢筋保护屡厚度对钢筋混凝土结构的影响
在钢筋混凝土结构中，钢筋保护层的厚度越大，整个构件的耐久性能、钢筋粘结锚固性能及防火一}生能就会越好。不过，钢筋保护层的厚度也并非一味越大越好，因为若是保护层厚度过大，同时也会导致构件受力后所形成的裂缝宽度变大，从而影响到其实际使用性能。例如，钢筋保护层的厚度过大会导致构件表面的装修层被破坏，或者由于裂缝宽度过大容易给人造成恐慌感，以及在成本上也比较浪费。在我国的相关规定中，50年设计使用年限的钢筋混凝土结构的保护层厚度应符合下列标准：一级环境等级下，板墙壳最小厚度15mm、梁柱最小厚度20mm；二a级环境等级下，板墙壳最小厚度20mm、梁柱最小厚度25mm；二b级环境等级下，板墙壳最小厚度25mm、梁柱最小厚度35mm；三a级环境等级下，板墙壳最小厚度30mm、梁柱最小厚度40mm；三b级环境等级下，板墙壳最小厚度40mm、梁柱最小厚度50mm。而100年设计使用年限的钢筋混凝土结构的保护层厚度则应至少为上述数值的1．4倍。另外普通钢筋和预应力钢筋的保护层厚度不应小于其公称直径，其他同上述数值，在实际设计中一般是采用最小值。
2.影响保护层测试与评定的因素
2.1仪器因素
目前非破损检测钢筋保护层厚度的仪器有两种：一种是利用电磁波波动原理的雷达检测仪器；另一种是利用电磁感应原理的钢筋检测仪器。前一种设备较贵，一般用户难以接受，难以大规模推广。水工混凝土由于经常位于水下受水流冲刷、腐蚀作用且大部分暴露于外，其体积相对工民建混凝土构件大，水工混凝土钢筋保护层厚度设计值较大，因此仪器测试深度要足够大，否则钢筋定位及保护层厚度误差影响结果评定。瑞士产PROFOMETER5s钢筋扫描仪采用电磁脉冲法，保护层厚度测试范围5～180ram，测试精度：±2ram。采用5号电池供电的仪器，其携带、操作方便，具有较高精度，目前得到广泛使用。检测前应检查电源是否充足且应进行校准。
2.2现场操作因素
混凝土表面比较粗糙，如果直接测试，结果是不准确的，测试前必须将测试表面清理干净，或者用砂轮磨掉粗糙的表面后再进行测试，以保证测试值的准确可靠。
设置不同的钢筋直径值来测量同一根钢筋时，其测量结果是不相同的。输入钢筋直径值大于实际钢筋直径值时，仪器显示厚度值大于保护层厚度实际值；输入钢筋直径值小于实际钢筋直径值时，仪器显示厚度值小于保护层厚度实际值。这就要求我们在检测钢筋保护层厚度之前一定要根据图纸准确无误地输入钢筋实际直径设置值，只有设置的钢筋直径与钢筋实际直径相符，仪器的示值误差才能控制在有效范围内，才能准确地测出混凝土构件钢筋保护层厚度的准确值。
PROFOMETER5探头为长方体，两端中部刻有中线，测试时探头长轴线平行于被测钢筋做垂直移动。该仪器在显示读数时略滞后，当仪器呜叫显示读数时，钢筋位置在探头中线偏移动方向后一点（当钢筋保护层越大和移动速度越快，该现象越明显）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果想准确定出钢筋位置，可以左右以相同速度各测一次。两个定位中部即时钢筋位置。当探头接近受力钢筋时速度可以放慢至20mm／s以下。仪器在标准件上复核显示，速度过快能引起钢筋位置3．．．4ram的偏差。
钢筋保护层过厚袁易使构件产生裂缝或断裂袁降低构件的承载力遥但是袁钢筋保护层过薄袁会影响钢筋与混凝土的粘结力袁容易使构件沿受力钢筋方向产生裂缝袁缩短钢筋钝化膜[4]的脱钝[5]时间袁使钢筋提早开始生锈并加快锈蚀速度遥钢筋钝化膜遭到破坏的主要原因是混凝土保护层随着时间的推移逐渐被碳化[6]袁而碳化所需时间与其保护层厚度成正比遥钢筋锈蚀后会发生体积膨胀袁其产生铁锈的体积是相应钢筋体积的2~4倍袁在混凝土和钢筋交界面上产生压力渊称为钢筋锈蚀膨胀力[7]冤袁且朝向混凝土保护层一侧的膨胀力更大一些袁会导致混凝土应力过大而使混凝土开裂袁降低了构件的粘结锚固性和耐久性。
3.钢筋保护层厚度的检测
31检测方法及设备
对于钢筋保护层厚度的检测，一般情况下可以采用钢筋探测仪普测和局部开凿两种方法相结合的方式。其中，钢筋探测仪普测属于非破损检测方法，而局部开凿属于微破损检测方法。常用的钢筋探测仪主要有两种，一种是电磁法钢筋探测仪，其叉可以分为两种：应用电磁感应的和应用涡流效应的；另一种是雷达法钢筋探测仪。
3.2控制检测的过程
在构件被选好了之后，就需将构件测量部位表面的一些杂物和浮浆清理干净，与此同时，用数据线将钢筋位置检测仪主机和探头连接好，将电源打开进行清零以及预热，清零时，探头不能够距离金属物体太近。按照结构的施工图纸将钢筋的直径设置好，对其布置走向进行了解到位，初步地对被测钢筋进行定位，探头的放置位置要和钢筋轴线平行，沿垂直于钢筋轴线方向对钢筋进行扫描，当设备中的信号条最长时或者是听到仪器“嘟”一声响之后，这时钢筋的位置就正好是处于探头的正下方，需要将速度放慢往回再进行扫描一次，在相应位置标记好同时将记录给做到位，依照上述的步骤将，逐一地标出相邻的其他钢筋。同1条钢筋的保护层厚度需要测量两次，同时误差要小于1mm，否则该组的检测数据无效，需要在查明原因之后，重新检测该处，依旧不符合要求时，应采用局部开槽方法验证或者是更换钢筋探测仪。当混凝土保护层的实际厚度值低于钢筋探测仪最小示值时，根据有关规定，检测时应该在探头下加设好垫块。当使用附加垫块法时，在进行检测之前，在垫块的选择上，垫块应该优先选用仪器所配备的；如选自制的，需要确保表面光滑平整，且各方向厚度值偏差要小于0.1mm，不会对仪器产生电磁干扰，在对保护层厚度值进行计算的时候，要将所加垫块的厚度给扣除掉，且要明确地在原始记录上给反映出来。与此同时，采用局部破损方法和非破损方法来进行校准。校准时，在破损检测点同一批次的要大于6个，故所有构件在用钢筋探测仪测完后，还需选取超过6个的钢筋进行破损检测。
3.3常用检测方法及其原理
在当前混凝土结构钢筋保护层厚度检测中，常用的方法主要有两种，一是无损检测方法，根据检测仪器的不同，又可分为雷达法和电磁感应法；二是局部破损检测法，就是将保护层钻孔、剔凿后，将钢筋暴露出来直接测量的方法。其中，由于无损检测具有不损伤混凝土、检测简单迅速等优点，是最为常用的检测方法，局部破损法通常作为验证使用，应用于检测结果存有疑议的情况。其中，电磁感应法使用的检测设备为钢筋探测仪，主要包括主机与探头两大部分，其基本原理为：在检测过程中，探头中的磁场线圈会发出高脉冲磁场，在磁场作用下，混凝土中钢筋会激发出感应磁场，进而导致探头中感应线圈电压变化，此种变化传递到主机中，主机通过分析变化的数据，就可以计算出钢筋保护层的厚度。雷达法使用的设备是雷达仪，其基本原理是高频电磁波在不同介质交界处会发生反射，通过接收机得到的回波时间差异，来确定钢筋保护层厚度。局部破损法则是通过使用游标卡尺，从钢筋裸露部位，测量混凝土表面到钢筋的垂直距离，得到钢筋保护层厚度。
结论
综上所述，在钢筋混凝土结构当中，钢筋保护层厚度能够很大程度上影响到混凝土结构的承载力以及耐久性，但是，在施工的实际当中，这样的一个重要部分却经常被大多数的施工人员所忽略，从而导致出现了较多的工程质量问题。因此，在混凝土结构中要充分认识到钢筋保护层厚度的重要性，与此同时，要严格地根据规范要求进行施工，只有进一步地增加检测手段以及其执行的力度，工程的质量才能够得到有效的保障。
参考文献
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[2]潘军校.混凝土结构钢筋保护层厚度实体检验的分析及探讨[J].科技创新导报，2013（11）.
[3]中国建筑科学研究院.GB50010-2010，混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社。2010.
[4]张福生.钢筋的混凝土保护层厚度检测问题的探讨[J].工程质量.2008（6）.
论文作者:林学锋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/15
标签：钢筋论文; 保护层论文; 厚度论文; 混凝土论文; 构件论文; 混凝土结构论文; 梁柱论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;