一种混凝土钢筋保护层厚度检测方法技术

本发明专利技术公开一种混凝土钢筋保护层厚度检测方法，1)配制成型混凝土试件；2)将1)中混凝土试件与待测结构物进行同条件养护；3)采用雷达仪检测混凝土试件保护层厚度，计算得到相应介电常数；4)采用3)的方法测试混凝土试件在不同龄期的介电常数；5)结合待测结构物龄期及混凝土试件的介电常数，确定待测结构物介电常数；6)根据待测结构物介电常数设置雷达仪参数，进行待测结构物保护层厚度检测。本发明专利技术中通过对不同龄期混凝土的保护层的测试获得相应的介电常数值，对雷达仪进行相关设置，获得较为准确的保护层厚度值，保护层厚度在20～60mm时可使测试值与实际值偏差不大于2.0％，在61～200mm时测试值与实际值偏差不大于3.5％，检测精确度大幅提高。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土钢筋保护层厚度检测方法
本专利技术涉及一种混凝土的无损检测技术，尤其涉及一种提高混凝土钢筋保护层厚度检测精度的方法。
技术介绍
钢筋保护层的无损检测方法主要有电磁感应法和雷达法，而在实际工程中电磁感应法应用较为广泛，雷达法由于仪器设备昂贵则更多的应用于科研教学，近几年来也较多的应用于一些保护层厚度较大、控制要求较高的大型工程，如港珠澳大桥。目前，随着工程建设对钢筋混凝土耐久性的要求越来越高，保护层厚度的检测也显得更为重要了，而雷达法作为一种混凝土无损探测方法，具有探测速度快、资料连续、操作方便灵活、分辨率高、无损等特点，在混凝土质量探测中具有广泛的应用，保护层的无损检测就是其重要的应用之一。但是，由于混凝土结构体的复杂性，特别是混凝土的含水率变化，使混凝土的介电常数在成型初期至养护过程中发生较大变化，而雷达法受混凝土介电常数影响较大，无法获得准确的保护层厚度值，这也一直困扰着工程检测人员。目前，关于雷达法检测的精度问题，《混凝土中钢筋检测技术规程》仅规定了钢筋探测仪在10-50mm厚度时允许偏差为±1m，对雷达法则无类似规定。《港珠澳大桥耐久性混凝土质量控制技术规程(修订)》规定：保护层厚度大于60mm时应选用雷达探测技术，小于60mm时应选用电磁感应技术；实施检测时，雷达法的允许偏差为±2mm，任何情况下都不得大于±5％。在实际的雷达法检测中，随着保护层厚度的变化，检测结果与实际值的偏差也在±1％至±10％之间波动，检测结果稳定性较差，导致其检测精度不高，无法准确及时掌控保护层施工质量，直接影响着工程的耐久性，尤其是像120年寿命的港珠澳大桥，更需一种方法来提高雷达法检测技术的检测精度。有鉴于上述现有的混凝土保护层厚度检测存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型混凝土钢筋保护层厚度检测方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的混凝土保护层厚度检测存在的缺陷，而提供一种新型混凝土钢筋保护层厚度检测方法，提高检测精度，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的混凝土钢筋保护层厚度检测方法，该方法包括如下步骤，1)采用待测结构物使用的原材料及混凝土配合比按照JTGE30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》的要求成型混凝土试件，试件的实际保护层厚度可从外露钢筋处直接测量，保护层的厚度范围包含待测结构物的保护层厚度范围；2)将试件与结构物进行同条件养护；3)养护7天后，按照JGJ/T152-2008《混凝土中钢筋检测技术规程》的要求在混凝土试件保护层厚度的测试面进行测试，可以根据雷达波往返的时间计算出雷达波在试件中的传播速度，由下式计算试件的介电常数；也可以根据雷达仪的不同，通过反推法得出试件的介电常数；其中，ε为介电常数，c为光速，v为雷达波在试件中的传播速度；4)按照步骤3)的方法测试混凝土试件在不同龄期(如：7天、10天、14天、18天、21天、24天、28天、35天、42天、56天)的介电常数；5)结合待测结构物的龄期以及步骤4)测得的不同龄期的混凝土介电常数，确定结构物的介电常数；6)再根据此介电常数对雷达仪进行参数设置，即可开始结构物的保护层检测，保护层厚度在20～60mm时可使测试值与实际值偏差不大于2.0％，在61～200mm时可使测试值与实际值偏差不大于3.5％。更进一步的，前述混凝土钢筋保护层厚度检测方法，所述的待测结构物的保护层厚度范围是20～200mm。更进一步的，前述混凝土钢筋保护层厚度检测方法，所述的雷达仪包括钢筋混凝土雷达仪、探地雷达、地质雷达等市售或者进口的商业化产品。本专利技术采用雷达仪测试钢筋混凝土保护层厚度的方法，其测试原理是：雷达仪将高频电磁波以宽频带脉冲形式，通过发射器经天线被定向送入检测体(此处为混凝土)内，经存在电性差异的目标体(此处为钢筋)反射后返回结构体的表面被接受天线接收，根据雷达主机记录的电磁波往返所需的时间以及在混凝土内的传播速度(通过与混凝土的介电常数换算得到)，可计算出目标体的深度，即为保护层的厚度。借由上述技术方案，本专利技术混凝土钢筋保护层厚度检测方法至少具有下列优点：1)本专利技术中的制作混凝土试件所用的原材料及混凝土配合比与待测结构物使用的一致，可避免因原材料发生改变而使雷达法测试结果发生变化，提高检测精度；2)本专利技术中涉及的待测结构物的保护层厚度范围是20～200mm，该范围基本包括了大部分已建及在建工程的保护层厚度，使本专利技术的方法具有较强的普遍适用性。3)本专利技术中通过对不同龄期混凝土的保护层的测试获得相应的介电常数值，再基于此介电常数值和结构物的龄期对雷达仪进行相关设置，可大幅度的消除混凝土介电常数对雷达法的影响，获得较为准确的保护层厚度值，保护层厚度在20～60mm时可使测试值与实际值偏差不大于2.0％，在61～200mm时可使测试值与实际值偏差不大于3.5％，检测精确度大幅提高。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,对依据本专利技术提出的混凝土钢筋保护层厚度检测方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。实施例1～8分别制备不同保护层厚度、钢筋直径、钢筋间距的混凝土试块，对本专利技术的检测方法进行了验证，其中的混凝土试件由以下原材料及配合比成型：(1)胶凝材料：华润水泥(平南)有限公司生产的P·Ⅱ42.5硅酸盐水泥；唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司生产的S95矿渣粉；镇江华源集团新型材料分公司生产的Ⅰ级粉煤灰；(2)集料：西江上游出产的中砂；新会大泽永鑫石业有限公司生产的5-20mm碎石(连续级配)；(3)外加剂：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的PCA-I聚羧酸高性能减水剂；(4)水：自来水；(5)钢筋：广东韶钢松山股份有限公司生产的HRB400热轧带肋钢筋，直径分别为16mm、20mm、25mm、28mm、32mm；各种材料的配合比组成见下表1：表1混凝土试件材料用量(Kg/m3)实施例1～8中成型了3个混凝土试件，试件编号依次为A、B、C，其尺寸及内部钢筋分布情况如表2：表2试件尺寸及钢筋分布情况在此对本专利技术的操作步骤进行详细的阐述。1)采用待测结构物使用的原材料及混凝土配合比按照JTGE30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》的要求成型混凝土试件，试件尺寸及内部钢筋分布与试件B一致，试件的实际保护层厚度可从外露钢筋处直接测量，用钢直尺量得钢筋的保护层厚度为87mm；2)将试件与结构物进行同条件养护；3)养护28天时，按照JGJ/T152-2008《混凝土中钢筋检测技术规程》的要求，采用日本JRC公司生产的NJJ-95B型钢筋混凝土雷达仪在混凝土试件的测试面对钢筋进行扫描测试时，雷达仪介电常数设置为6.5时，测得的厚度值为92mm，与实际值87mm偏差较大，此时利用反推法，调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土钢筋保护层厚度检测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤，1)配制成型混凝土试件；2)将1)中混凝土试件与待测结构物进行同条件养护；3)采用雷达仪检测混凝土试件保护层厚度，计算得到相应介电常数；4)采用3)的方法测试混凝土试件在不同龄期的介电常数；5)结合待测结构物龄期及混凝土试件的介电常数，确定待测结构物介电常数；6)根据待测结构物介电常数设置雷达仪参数，进行待测结构物保护层厚度检测。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土钢筋保护层厚度检测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤，1)配制成型混凝土试件，采用与待测结构物的原材料及混凝土配比相同的方式配制形成的混凝土试件；2)将1)中混凝土试件与待测结构物进行同条件养护；3)采用雷达仪检测混凝土试件保护层厚度，计算得到相应介电常数；4)采用3)的方法测试混凝土试件在不同龄期的介电常数；5)结合待测结构物龄期及混凝土试件的介电常数，确定待测结构物介电常数；6)根据待测结构物介电常...

【专利技术属性】
技术研发人员：华卫兵，孟文专，吴海兵，王广芹，董跃，
申请(专利权)人：江苏交科工程检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32