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1、钢筋检测规范及检测技术,内容概要,钢筋位置、直径、混凝土保护层厚度电磁感应法雷达法锈蚀程度半电池电位法,目录,一、钢筋位置、混凝土保护层厚度检测二、钢筋直径测试三、钢筋检测仪校准方法四、钢筋锈蚀检测,一、钢筋位置、混凝土保护层 厚度检测,1.1、检测方法1.2、钢筋仪的构成及工作原理1.3、理论及分析1.4、检验的结构部位和构件数量1.5、检测数据读取1.6、特殊情况的验证1.7、检测结果分析1.8、保护层厚度检测影响因素,1.1 检测方法,电磁感应法：钢筋仪，可定量精度高（1mm）影响因素少操作简单、测试快捷仪器价格低廉 雷达：电磁波波动，定性保护层厚度检测的测试精度低（几个mm）影响因素较
2、多操作复杂仪器价格昂贵,1.2钢筋仪的构成及工作原理,仪器构成：传感器信号线主机工作原理：,主机,传感器,电磁场,铁磁介质,激励信号,感生电磁场,接收信号,(1),位置及保护层厚度,E,位置：检测峰值点“滞后效应”,(2),保护层厚度H=y-D/2,1.3 理论及分析,1.3 理论及分析（续1）,钢筋直径两个不同状态的信号值测量，求解出D和y。两次测量的实现方法：正交测量法：内部切换法：,(3),1.4 检验的结构部位和构件数量,抽样部位：由监理（建设）、施工等各方依据构件的重要性选取。抽样数量：梁、板类各抽取构件总数的2%且不小于5个。悬挑构件，其中抽取的数量不小于该类构件总数的50%。混凝
3、土结构施工质量验收规范(GB 50204-2002),1.4 检验的结构部位和构件数量,梁类构件：对全部纵向受力钢筋的保护层厚度。板类构件：抽取不少于6根纵向受力钢筋检测其保护层厚度。,1.5 检测数据读取,同一位置检测两次，读取两次混凝土保护层厚度检测值。两次读数相差大于1mm时，该组检测数据无效，重新检测。混凝土保护层厚度小于钢筋仪最小示值时，应采用在探头下附加垫块的方法。混凝土保护层厚度平均检测值应按下式：,1.5 检测数据读取（续1）,第i点混凝土保护层厚度平均检测值,第1、2次检测的混凝土保护层厚度检测值,混凝土保护层厚度修正值，为同一规格钢筋的混凝土保护层厚度验证值减去检测值，精确
4、至0.1mm,探头垫块厚度，精确至0.1mm。,1.6 特殊情况的验证,遇到下列情况之一时，应选取不少于30%的已测钢筋，且不少于6处，采用钻孔、剔凿等方法验证认为相邻钢筋对检测结果有影响；（钢筋间距/保护层厚度1.5）钢筋公称直径未知或有异议；钢筋实际根数、位置与设计有较大偏差；钢筋以及混凝土材质与校准试件有显著差异。,1.6 特殊情况的验证（续）,选择典型位置正确的读数方法,1.7 检测结果分析,保护层厚度允许偏差梁类：10mm、7mm；板类：8mm、5mm；合格判定依据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；保护层厚度检验的合格点率小于90%但不小于
5、80%，可再抽取相同数量的构件进行检验；两次抽样总和计算的合格点率为90%及以上时，钢筋保护层厚度的检验结果仍应判为合格；每次抽样检验结果中不合格点的最大偏差均不应大于允许偏差的1.5倍。,1.8 保护层厚度检测影响因素,探头与钢筋轴线的角度（应尽量平行）相邻钢筋间距绑扎丝、骨料品种（含铁质成分）、钢筋材质、水泥品种等 其中较大且可知影响为相邻钢筋。,主筋直径18、箍筋直径8、不同间距、不同保护层厚度的实测数据,1.8.1 相邻筋影响分析,（1）保护层厚度测量值偏小（2）直径与保护层厚度相同时，间距越小，偏差越大。（3）直径与间距相同时，保护层厚度越大，影响越大。（4）间距大于一定数值（不同保
6、护层厚度其值各不相同），影响可忽略。相同情况下，不同的仪器其影响情况不同，一般的传感器尺寸越大，影响越严重。,1.8.2保护层厚度检测的修正方法,影响变量较多，且不易自动获取；目前仪器均不能有效自动补偿；对于钢筋间距较小的构件宜采取与破损验证相结合的方式对测量结果加以修正,二、钢筋直径测试,2.1 理论及分析2.2 测试方法2.3 误差分析,2.1 理论及分析,钢筋直径两个不同状态的信号值测量，求解出D和y。两次测量的实现方法：正交测量法：内部切换法：,(3),2.2 测试方法,准确定位钢筋选取钢筋间距较大的部位，并在正交钢筋中间。若数据随机误差较小、局部剔凿予以确认或修正若随机误差较大则用剔
7、凿检测。无损检测的方法仍需进一步提高,2.2 测试方法（续）,钢筋直径的检测，应采用仪器检测并结合钻孔剔凿的方法进行，每种规格钢筋钻孔剔凿的数量不少于30的该规格钢筋且不少于3处。被测钢筋与相邻钢筋的间距应大于100mm。每根钢筋重复检测2次，第2次检测时探头旋转180度，每次读数必须一致。混凝土中钢筋检测技术规程（JGJ/T152-2008）,主筋直径18、箍筋直径8的在不同钢筋间距下实测结果,2.3 误差分析,2.3 误差分析（续）,保护层厚度、主筋间距、箍筋间距都会带来测试误差；钢筋间距越大、保护层厚度越小，测试误差越小主筋间距大于120mm，箍筋间距大于80mm，保护层厚度30mm以内
8、时，测量结果基本符合真实值。,三、钢筋检测仪校准方法,3.1 校准试件的制作3.2 校准项目及指标3.3 校准步骤,3.1校准试件的制作,材料不产生电磁干扰 宜优先采用混凝土材料，且龄期达到28天。钢筋钢筋必须是未经拉拔试验的标准钢筋钢筋长度不宜小于600mm尺寸应与工程中被检钢筋的实际参数基本相同。,校验试件示例,校准试件应注意的问题,保护层厚度钢筋外表面到混凝土表面的垂直距离。混凝土试件表面 如果有较大弧度 时，需要修正。,3.3 校验步骤,标记钢筋轴线位置，游标卡尺确定实际保护层厚度值，精确至0.1mm。游标卡尺确认钢筋公称直径。测试试块中钢筋位置、保护层厚度、钢筋直径，并与标称值对比。
9、部分符合指标要求的，应判定为部分合格，但应限定仪器的使用范围。,校验注意事项,校验试件的支撑物不能有大面积金属物环境无强交变电磁场校验环境温度宜为252,四、钢筋锈蚀检测,4.1 锈蚀检测原理4.2 锈蚀检测方法4.3 仪器性能要求4.4 仪器的保养、维护与校准4.5 锈蚀检测方法4.6 半电池电位法检测结果评判4.7 关于其它锈蚀检测方法,4.1 锈蚀检测原理,水泥的水化过程在混凝土中产生强碱性环境，钢筋在碱性介质中外表面产生一种致密的氧化膜，也就是所说的“钝化”。氧化膜将钢筋和外界环境隔离起来，阻止了钢筋的锈蚀反应。氯离子（C1-）侵入、混凝土碳化都会破坏混凝土中的碱性环境，导致PH值下降
10、，当PH值大于10时，钢筋锈蚀速度很慢或不会锈蚀，当PH值小于4时钢筋锈蚀速度急剧增加；当应力变形使氧化膜的完整性破坏后，也会导致钢筋锈蚀。钢筋锈蚀还有一个必要条件，就是必须有氧气扩散到钢筋表面。,4.1 锈蚀检测原理（续）,钢筋在混凝土中锈蚀是一种电化学过程 钢筋和混凝土可以看作是半个弱电池组，钢的作用是一个电极，而混凝土是电解质，这就是半电池电位检测法的名称来由。电化学腐蚀发生时，金属表面存在隔离的阴极与阳极，有微小的电流存在于两极之间，从而形成微电池。,4.1 锈蚀检测原理（续）,电化学反应过程如下：负极:2Fe 4e-=2Fe2+正极:O2+4e-+2H2O=4OH-总式：2Fe+O2
11、+2H2O=2 Fe(OH)2 离子方程式：Fe2+2OH-=Fe(OH)2 4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,4.1 锈蚀检测原理（续）,锈蚀发生时，钢筋释放出电子，周围电解质中的氧气吸收电子，最终在钢筋表面形成氧化物，在混凝土表面会形成不同的电势分布。,4.2 锈蚀检测方法,钢筋锈蚀的无损检测手段检测：半电池电位法（自然电位法）氯离子检测法线性极化法混凝土电阻率法目前应用最广泛的是半电池电位法。,半电池电位法原理,半电池电位法“CuCuSO4饱和溶液”形成的半电池正极“钢筋混凝土”形成为半电池负极上面的两个电极构成一个全电池系统。“CuCuSO4饱和溶液”的电位值相对恒
12、定，钢筋锈蚀在混凝土表面产生电势呈一定规律分布。因此，电位值可以评估钢筋锈蚀状态。,4.3 仪器性能要求,测试设备一般应包括半电池电位检测仪和钢筋探测仪；半电池电位检测仪由铜-硫酸铜半电池、电压仪和导线构成；饱和硫酸铜溶液用硫酸铜试剂晶体溶解于蒸馏水中制备。应使刚性管的底部积有少量未溶解的硫酸铜结晶体；,4.4 仪器的保养、维护与校准,仪器使用后，应及时清洗刚性管、铜棒和多孔塞。并密闭盖好多孔塞；铜棒可用稀释的盐酸溶液轻轻擦洗，并用蒸馏水清洗干净；硫酸铜溶液应视使用时间的长短给予更换，更换后宜用甘汞电极进行校准。在室温22时，铜/硫酸铜电极与甘汞电极之间的电位差为6810mV,4.5 锈蚀检测
13、方法,4.5.1 测区布置在结构或构件上可布置若干测区，测区面积不宜大于5m5m，并按确定的位置编号；每个测区采用矩阵式（行、列）布置测点，依据被测构件的尺寸宜用100mm100mm500mm500mm网格划分，网格的节点为电位测点；当测区混凝土表面有绝缘层介质隔离时，应清除；测点处混凝土表面应平整、清洁；,4.5.2 测试前准备,混凝土充分浸润半电池电位法的原理要求混凝土成为电解质，因此必须对钢筋混凝土结构的表面进行预先润湿。可在饮用水中加入适量（约2%）家用液态洗涤剂配制成导电溶液，浸润效果更佳。检测时，保持混凝土湿润，但表面不存有自由水。,4.5.2 测试前准备（续）,地线与钢筋保证良好
14、导通采用钢筋探测仪检测钢筋分布情况，在适当的位置剔凿出钢筋。长导线一端接于电压仪的负输入端，另一端接于剔凿出的钢筋上；连接处的钢筋表面应除锈或清除污物，以保证导线与钢筋有效导通；测区内的钢筋（钢筋网）必须与连接点的钢筋形成通路,4.5.3 测试数据读取,钢筋锈蚀测定仪逐个读取每条测线上各测点的电位值；电位读数保持稳定，跳动至少不超过20mV时，即认为电位稳定，可以记录测点电位；在同一测点，用相同半电池重复两次测得该点的电位差值应小于10mV；在同一测点，用两只不同的半电池重复两次测得的电位差值应小于20mV。,4.5.3 测试数据读取（续）,测试环境温度在225之外时，应按下式对测点的电位值进
15、行温度修正。Vi=0.9（Ti-27.0）+ViR(Ti27)(5.4.121)Vi=0.9（Ti-17.0）+ViR(Ti17)(5.4.122)式中 Vi为温度修正后电位值，精确至1 mV。ViR为温度修正前电位值，精确至1mV。Ti为检测时气温，精确至1。,4.6半电池电位法检测结果评判,4.6.1 分析方法半电池电位测试结果可用电位等值线图和累积频率分布图表示被测结构中钢筋的锈蚀活动性,4.6半电池电位法检测结果评判,4.6.2 锈蚀性状判据不同标准提出的判定标准有所差异,混凝土中钢筋检测技术规程（JGJ/T152-2008）,4.6.2 锈蚀性状判据（续）,建筑结构检测技术标准（GB/T50344-2004）,4.6.2 锈蚀性状判据（续）,中国冶金部部颁标准,4.7 关于其它锈蚀检测方法,双电极法两个间距固定的电极测量不同测点的两个电极之间的电势差。新规范中没有提出,4.7 关于其它锈蚀检测方法（续）,电阻率法钢筋锈蚀发生时，会产生电子的迁移，从而在混凝土表面发生电子分布差异；通过测量混凝土表面的电阻率分布情况判断钢筋的锈蚀可能性；该方法受混凝土表面水分含量和化学成分的影响。,
