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浅述工程检测中钢筋的检测

来源:UC论文网2019-04-18 09:20

摘要:

  摘要:现今建筑物多采用钢筋混凝土结构,但钢筋混凝土结构存在着一定的自然破损现象,主要有混凝土的碳化、氯离子侵蚀、杂散电流腐蚀、碱一集料反应等。对于混凝土,一般着重检测其外观质量、内部缺陷、强度、裂缝分布等。对于钢筋,一般的检测项目包括:(1)钢筋位置、保护层厚度检测;(2)钢筋锈蚀程度检测;(3)钢筋力学性能检测。  关键词:保护层;电磁感应;钢筋锈蚀  现在对已有建筑的检测,已逐渐被提到议事...

  摘要:现今建筑物多采用钢筋混凝土结构,但钢筋混凝土结构存在着一定的自然破损现象,主要有混凝土的碳化、氯离子侵蚀、杂散电流腐蚀、碱一集料反应等。对于混凝土,一般着重检测其外观质量、内部缺陷、强度、裂缝分布等。对于钢筋,一般的检测项目包括:(1)钢筋位置、保护层厚度检测;(2)钢筋锈蚀程度检测;(3)钢筋力学性能检测。


  关键词:保护层;电磁感应;钢筋锈蚀


  现在对已有建筑的检测,已逐渐被提到议事日程上来,已有建筑不论是设计、施工、勘察、使用等方面存在缺陷,还是受到化学侵蚀、气候作用引起结构老化,均会带来工程隐患,降低结构的安全性和耐久性。为了确定结构的安全性和耐久性是否满足要求,需要对工程结构进行检测和鉴定,对其可靠性作出科学评价,然后进行及时维护和加固,以提高结构的安全性,延长其使用寿命。


  一、钢筋位置、保护层厚度检测


  测定钢筋位置、保护层厚度和钢筋直径的目的是为了查明钢筋混凝土结构构件的实际配筋情况,钢筋配置是否正确对构件的受力性能有直接的影响,而保护层厚度对构件的耐久性有影响。如保护层的厚度过大,则构件的有效截面减少,从而使承载力降低;反之,保护层厚度过薄,则混凝土碳化深度易到达钢筋部位,使钢筋的抗锈蚀性能降低,构件的耐久性也随之降低。检测方法有电磁感应法、雷达法以及现场凿开直接测量,下面着重探讨电磁感应法。


  目前主要运用的电磁式钢筋探测仪,一般能够对混凝土中钢筋的位置、深度及直径进行探测。国外的仪器比较多,如英国的CM9钢筋探测仪,瑞士的FS10钢筋探测仪等。


  电磁感应仪一般由标准探头(或特殊探头)、主机和连接缆线组成,它是基于电磁感应原理。电磁感应仪的原理是在混凝土表面向内部发出磁场,使混凝土内部的钢筋产生感应电磁场,由于感应电磁场的强度及空间梯度的变化与钢筋的位置、保护层的厚度和钢筋直径有关,因此通过测量感应电磁场的梯度变化并经过一系列数据分析处理,便可确定钢筋位置、保护层厚度和钢筋直径等参数。


  用电磁感应仪检测钢筋混凝土中钢筋位置及保护层厚度不用对构件进行破损,不会影响构件的正常使用,而且操作方便,测试迅速。但影响检测结果的因素较多,为此,必须掌握正确的操作方法。影响钢筋保护层厚度及直径检测精度的因素主要有几个方面:所测部位钢筋比较密集,钢筋之间互相影响;参数选择与实际不相符;测试方法不正确等。


  钢筋混凝土中钢筋的无损检测技术在不断发展,较早的磁感仪采用指针指示,目前常用的为数字显示或成像显示。就FS10钢筋探测仪来说,它是对结构物中的钢筋或其他金属物进行探测的一种便携式仪器。该仪器由检测器和扫描仪组成。检测时扫描仪沿结构表面扫描的图像,可以在现场显示于屏幕上或存储在内存中。待检测完毕检测器可以与微机连接,将储存的图像输入微机中,通过配套软件进行分析处理。


  二、钢筋锈蚀程度检测


  通常情况下,钢筋在混凝土中呈钝态,然而由于各种原因,改变了混凝土的碱性状态,从而破坏了钢筋表面的钝化膜,导致钢筋的局部锈蚀,而钢筋的锈蚀是钢筋混凝土结构破坏和早期失效的主要原因之一。为研究混凝土中钢筋的腐蚀行为,必须采用适当的检测技术。


  (一)常见检测方法


  钢筋的锈蚀程度可以用锈蚀深度、失重速率或截面损失速率、阳极电流密度等指标表示,这些指标之间可以进行相互换算。失重速率一般反映整体锈蚀程度状态的性能,截面损失率或锈蚀深度一般用于反映局部锈蚀状态。目前钢筋混凝土中钢筋锈蚀的非破损检测方法可以分为电化学方法和物理方法两大类。


  1.电化学检测方法是通过测定钢筋混凝土腐蚀体系的电化学特性来确定混凝土中钢筋的锈蚀程度或速度。目前的电化学方法有自然电位法、交流阻抗法、恒电量法、混凝土电阻法等。其中,自然电位法是应用最广泛的钢筋锈蚀检测方法,即通过测定钢筋电极对参比电极的相对电位差来判断钢筋的锈蚀状况。电化学方法的主要缺点是容易受到天气条件干扰,测得的指标单一,只能单点测量。该方法的优点是测试速度快、灵敏度高、可连续跟踪和原位测试,是目前比较成熟的测试方法。


  2.物理方法主要是通过测定与钢筋锈蚀一起的电阻、电磁、热传导、声波传播等物理特性的变化来反映钢筋的锈蚀状况。常用的方法有涡流探测法、射线法、电阻棒法、声发射探测法等,还有一些使用基于磁场检测和分析的方法、红外线热成像法、超声波检测法来测定钢筋锈蚀量。该方法的优点是便于操作,易于现场测试,受环境的影响较小。该方法的缺点是在测定钢筋锈蚀状况时容易受到混凝土中其他损伤因素的干扰,且建立物理测定指标和钢筋锈蚀量之间的对应关系比较困难,所以物理检测的方法对钢筋的锈蚀程度一般只能提供定性的结论,而难以提供定量的分析。


  (二)阻锈方法


  处理钢筋锈蚀的基本原则是在恢复其结构使用功能和确保结构完整性的基础上终止钢筋继续锈蚀。目前,钢筋锈蚀处理的方法有多种,大致可分为以下几种:1)电化学防护法;2)用加入钢筋阻锈剂的水泥砂浆或混凝土进行修复;3)用钝化砂浆或混凝土修补;4)全树脂材料修补。以上几种方法,各有其特点和局限性,要根据工程的实际情况,选择合适的方法。


  目前,MCI系列渗透迁移型钢筋阻锈剂是一种高性能的复合型锈蚀抑制剂。在砂浆或新建混凝土中添加该种阻锈剂,可防止钢筋锈蚀,增加耐久性,对既有结构将MCI阻锈剂涂刷于结构混凝土表面,它将渗透进入混凝土,在钢筋表面形成保护膜,防止钢筋继续氧化锈蚀。


  三、钢筋力学性能检测


  (一)钢筋实际应力检测


  检测前,检测人员除了要掌握仪器设备的使用方法外,还需学习相关的规范,了解混凝土结构中柱、梁、板的各种配筋方式。还应了解现场实际情况,查阅相关施工图纸,对被检构件的受力情况有个初步了解。检测时,选取需进行测试实际应力构件的最大受力部位作为测试部位,该部位钢筋的实际应力反映了该构件的承载力情况。先凿去被测钢筋的保护层,然后在钢筋外露处的一侧粘贴应变片,通过应变仪测其应变,用游标卡尺量测钢筋直径的减小量。根据测试结果,即可计算出钢筋实际应力。


  (二)钢筋强度检测


  钢筋实际强度的检测常采用取样试验法。从现场截取钢筋试样送实验室做拉伸试验,测定其钢筋的屈服强度、极限抗拉强度及延伸率等。由于现场钢筋取样属于破损性检测,对结构承载力会有影响,因此,应尽量在同一工程中非重要构件或构件中非重要部位进行取样。


  现场取样应考虑到所取的试样必须具有代表性。同时又得尽可能使取样对结构的损伤达到最小,所以取样部位应为钢筋混凝土结构中受力较小处,取样后应采取补强措施。每类型钢筋一般取2根,以2根钢筋试样的试验质量平均值作为该类钢筋的强度评定值。


  (三)常见事故及处理


  常见事故包括:钢筋裂缝,钢筋脆断,钢筋屈服点和极限强度低,焊接性能差等。其主要原因有:(1)钢筋流通领域复杂,大量钢筋经过多次转手,出厂证明与货源不一致;(2)进场后的钢筋管理混乱,不同品种钢筋混杂;(3)钢筋在使用前未按施工规范来验收及抽查等。


  钢筋工程事故处理的方法:(1)增密加固法。凿除混凝土构件保护层,按设计要求补加所需的钢筋,再用喷射等方法修复保护层;(2)补强加固。常用的方法是外贴碳纤维、外包钢粘贴钢板、增设预应力卸荷体系等;(3)更换钢筋。在混凝土浇筑前,发现钢筋材质有问题,必须对钢筋进行更换,同时更换使用的钢筋必须符合设计要求;(4)降级使用。对锈蚀严重的钢筋,或性能不良但可使用的钢筋,可采用降级使用。


  四、结语


  上述可见,钢筋检测是工程检测的重要内容,操作人员必须掌握正确的操作方法,严格按操作规程操作,选择适当检测方法,才能得出科学的数据。确保工程质量。

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