混凝土中铁磁性物质含量对钢筋探测仪使用中的影响研究
王震 方小云 刘珂屹 檀海兵
[摘要]:本文通过工程试验,发现当混凝土中铁磁性物质的含量较小时,电磁感应法检测钢筋保护层厚度仍是可行的,并且初步给出了混凝土中铁磁性物质含量的干扰限值,对工程技术人员及科研人员提供相应参考。
[关键词]:电磁感应法; 钢筋探测仪; 铁磁性物质; 含量
Study on influence of iron magnetic material content concrete reinforced detector in use
WANG Zhen FANG Xiaoyun LIU Keyi TAN Haibing
(Aolai Guoxin(Beijing)Testing & Detection Technology Co., Ltd,Beijing, 101318, China)
Abstract: By the engineering test, found that when the content of concrete iron magnetic material is small, electromagnetic induction method for detecting the thickness of reinforced protective layer is still feasible, and give the preliminaryinterference magnetic substance content of concrete iron limiting value, provide a reference for engineering and technical personnel and scientific research personnel.
Keywords: Electromagnetic induction method; Reinforced detector; Ferromagnetic material; Content
0 引言
混凝土中钢筋无损检测目前主要有两种方法:电磁感应法和雷达法。雷达法的工作原理为利用雷达波(电磁波的一种)在混凝土中的传播速度来推算其传播距离,从而形成被测部位的断面图象,据此判定混凝土内的钢筋情况,该方法一般应用于快速、大面积的扫描,成本较高;电磁感应法的工作原理为根据钢筋对仪器探头所发出的的电磁场的感应强度来判断钢筋的大小和位置,该方法一般用于混凝土构件内的钢筋位置、大小、保护层厚度等的检测,操作较简单。目前在国内,利用电磁感应法制作的钢筋探测仪进行混凝土内的钢筋检测,使用是较为广泛的。
《混凝土中钢筋检测技术规程》JGJ/T152-2008中规定,电磁感应法不适用于含有铁磁性物质的混凝土检测[1]。因为铁磁性物质会对仪器的测试造成干扰,但是否混凝土中含有任何数量的铁磁性物质,均不可以采用此种方法进行钢筋检测?规范中并未明确说明。目前国内建筑市场上所使用混凝土,由于使用粉煤灰或火山灰,往往含有或多或少的铁磁性物质,是否在进行施工验收等钢筋检测时均不能采用电磁感应法,这是值得进行深入研究的一个问题。在使用电磁感应法进行钢筋检测时,尽管混凝土中含有少量铁磁性物质,但干扰不大时仍可以进行钢筋检测。
本文根据实际工程,采用电磁感应法测试混凝土中的钢筋情况,找出不同含铁磁性物质的混凝土对电磁感应法探测仪的干扰程度,同时在实验室内分析铁磁性物质的含量,证实当混凝土中含有少量铁磁性物质、但干扰不大时,用电磁感应法检测钢筋保护层厚度仍然是可行的。
1 工程概况
某在建工程,钢筋混凝土剪力墙结构,共三层,在混凝土分部验收时,使用喜利得公司生产的PS200S
型钢筋探测仪进行现场钢筋保护层厚度检测时,发现设备存在明显被干扰情况,即在混凝土内无钢筋情况下,设备显示异常。在排除设备故障和检测方法不当等因素后,怀疑混凝土内含铁磁性物质。为进一步判断混凝土内铁磁性物质的含量及对钢筋探测仪检测时的干扰程度,相关技术人员进行了较为深入的分析试验。
2 现场试验
2.1 干扰点试验
采用喜利得公司生产的PS200S型钢筋探测仪(电磁感应法),对工程中部分楼板的钢筋保护层厚度进行探测,存在设备感应异常,故选取有明显干扰的3处区域,测取3个点(分别编号1、2、3)的钢筋保护层厚度值,分别进行标记;测试完成后,采用剔凿法再次测量同位置的钢筋保护层实际厚度值,二者进行比较,比较结果见表1。
从表1数据可以看出,1至3号点的钢筋保护层厚度测量值的误差均超过1mm,大于规范允许误差限值,故电磁感应法不适于该区域的钢筋保护层厚度检测。
2.2 非干扰点试验
为进行比对分析,同时选取其它在建工程,采用钢筋探测仪进行楼板钢筋保护层厚度的检测,共选取无明显干扰的3处区域,测取3个点(分别编号4、5、6)的钢筋保护层厚度值,也分别进行标记;测试完成后同样采用剔凿法进行验证,比较结果见表2。
从表2数据可以看出,4至6号点的钢筋保护层厚度测量值的误差均不超过1mm,满足规范允许误差限值,故电磁感应法适于该区域的钢筋保护层厚度检测。
3 实验室试验
为定量分析被测混凝土内铁磁性物质的含量,技术人员在实验室进行了更深入的分析试验;考虑到铁磁性物质主要为金属铁,故实验室的分析试验主要测量样品中的金属铁含量。
现场两批次选取的6个测点,由于均进行了剔凿验证,故将剔凿下来的样品分别编号,1至6号点对应的样品编号为1’至6’,每个编号凿取的混凝土样品均约200g。
实验室内分别对6包样品进行初步破碎,然后各称取150g,在密闭式粉碎机中研磨60s,将磨细的样品放在纸上或不含铁的容器中摊开,用纸包裹磁铁块在样品中吸取金属铁粒;吸附后将纸从磁铁块上脱下,用毛刷将金属铁粒刷下,直至金属铁粒吸取完全;将金属铁粒集中放入密闭式粉碎机再研磨60s,取出后过80μm方孔筛,筛下粉末归入吸除金属铁粒后的渣粉中。称量磁铁块吸取的金属铁粉质量;剩余渣粉中金属铁含量按照YB/T140中第17章中渣粉中金属铁的测定(三氯化铁-重铬酸钾滴定法)方法[2]进行测定。两种方法测取的金属铁总含量为最终含量,试验结果见表3。
从表3可以看出,现场检测受干扰的混凝土样品(1’至3’号)中金属铁的含量远超过检测未受明显干扰的混凝土样品(4’至6’号),故铁磁性含量≤1.78%的混凝土,采用电磁感应法进行钢筋保护层厚度检测应是适用的,铁磁性含量≥4.82%的混凝土,采用电磁感应法进行钢筋保护层厚度检测是不适用的,至于两个含量值之间的区域是否适用,由于未进行试验,暂无法给出建议。
同时,本次试验由于样本数量较少,故试验结果仅供同行业工程技术人员和科研人员参考,寄希望于得到更多的试验样本,对该问题进行深入的讨论和验证。
4 结论
1)混凝土中铁磁性物质的含量高低对电磁感应法测试结果会产生干扰,当铁磁性含量不高时,仍应可采用该方法进行钢筋保护层厚度检测,其测试误差亦可满足验收规范要求。
2)《混凝土中钢筋检测技术规程》JGJ/T152-2008之3.1.1条“……检测方法不适用于含有铁磁性物质的混凝土”,建议将该条修改为“……检测方法一般不适用于含有铁磁性物质的混凝土检测,当确需使用时,应对测试结果进行验证”。
3)混凝土中铁磁性物质含量的测试干扰限值,由于目前试验数据较少,建议进行进一步的大量试验后再行确定。
奥来国信(北京)检测技术有限责任公司
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.JGJ/T152-2008混凝土中钢筋检测技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2008
水泥用钢渣中金属铁含量测定方法中国标准出版社