混凝土鋼筋位置及保護(hù)層厚度測定儀校準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證

【摘要】為了能夠直觀反映出混凝土鋼筋位置及保護(hù)層厚度的實(shí)際情況，本方案設(shè)計(jì)了嵌入讀數(shù)裝置，提高了保護(hù)層厚度測量準(zhǔn)確度，模擬了從單一鋼筋工況模擬到多根鋼筋相互干擾工況，通過與其他校準(zhǔn)裝置做示值比對試驗(yàn)，驗(yàn)證了該校準(zhǔn)裝置已達(dá)到JJF 1224—2009《鋼筋保護(hù)層、樓板厚度測量儀校準(zhǔn)規(guī)范》中對校準(zhǔn)裝置的技術(shù)要求。

【關(guān)鍵詞】校準(zhǔn)裝置；示值比對；試驗(yàn)驗(yàn)證

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.076

Design and Verification of Calibration Device for Measuring the Position and Thickness of Concrete Reinforcement and Protective Layer

TIAN Hua， ZHANG Yanmin

（Ningxia Metrology Quality Inspection and Testing Institute， Yinchuan 750200， China）

Abstract： In order to intuitively reflect the actual situation of the position of concrete reinforcement bars and the thickness of the protective layer， this scheme has designed an embedded measuring device， which has improved the accuracy of the protective layer thickness measurement. It simulates from a single steel bar condition to a condition with multiple steel bars interfering with each other. By conducting comparative measurement experiments with other calibration devices， it has been verified that this calibration device has met the technical requirements for calibration devices as stipulated in the JJF 1224—2009 Calibration Specification for Reinforced Concrete Covermeter and Floorslab Thickness Tester.

Keywords： calibration device； comparison of indication values； experimental verification

1設(shè)計(jì)背景

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在房屋建筑和市政工程中被廣泛采用，其工程實(shí)體質(zhì)量的檢查監(jiān)督是建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督工作中的重點(diǎn)。由于鋼筋混凝土工程量大，一些施工單位在施工過程中對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋保護(hù)層厚度控制不嚴(yán)，造成鋼筋位置不準(zhǔn)，再加上模板尺寸偏差較大，導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度超標(biāo)。由于混凝土澆筑后無法直觀看到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因而給工程質(zhì)量帶來隱患。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層偏差直接影響鋼筋混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能及耐久性，進(jìn)而影響建筑物的使用安全及使用壽命。因此，參與建設(shè)、施工的各單位應(yīng)高度重視并嚴(yán)格控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度。

鋼筋保護(hù)層測定儀（以下簡稱“鋼筋儀”），用于對鋼筋混凝土工程及新建鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，該儀器具有布筋掃描功能，能夠確定鋼筋的位置及布筋情況，根據(jù)已知直徑檢測混凝土保護(hù)層厚度。然而，我國在混凝土鋼筋位置及保護(hù)層厚度測定儀的校準(zhǔn)領(lǐng)域缺乏科學(xué)合理的校準(zhǔn)設(shè)備。盡管國內(nèi)有很多相應(yīng)的校準(zhǔn)裝置，但在設(shè)計(jì)上仍存在許多不合理的地方。目前校準(zhǔn)鋼筋儀的標(biāo)準(zhǔn)器主要模擬單根鋼筋在混凝土中的工況，雖然在單一鋼筋環(huán)境下表現(xiàn)穩(wěn)定，但在多根鋼筋相互影響的情況下，其檢測效果并不理想。針對這一問題，我們研發(fā)了一種綜合性校準(zhǔn)裝置，旨在提高復(fù)雜情況下混凝土鋼筋測定儀的穩(wěn)定性，并能夠直觀模擬多根鋼筋相互干擾的情況。

2工作原理

該裝置的研發(fā)依據(jù)JJF 1224—2009《鋼筋保護(hù)層、樓板厚度測量儀校準(zhǔn)規(guī)范》。該裝置具有綜合性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，并能反映混凝土鋼筋的位置及保護(hù)層的實(shí)際情況，這有助于提升建筑行業(yè)對混凝土保護(hù)層的檢測監(jiān)督數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用，確保質(zhì)量分析的準(zhǔn)確性。研發(fā)原理見圖1。

3設(shè)計(jì)思路

在滿足JJF 1224—2009《鋼筋保護(hù)層、樓板厚度測量儀校準(zhǔn)規(guī)范》中對校準(zhǔn)裝置要求（工作面不大于0.04 mm，相對工作面的平行度不大于0.01 mm，裝置的工作面與鋼筋軸線的平行度不大于0.02 mm，裝置的外觀尺寸公差為±0.3 mm）的前提下，我們借鑒已有國產(chǎn)同類裝置，并加入了讀數(shù)裝置，同時(shí)在裝置正中心預(yù)留了標(biāo)準(zhǔn)厚度測量孔，通過使用數(shù)顯卡尺、百分表等精密測量工具進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)厚度測量，使標(biāo)準(zhǔn)厚度的測量準(zhǔn)確度提高到0.01 mm，有效地提高了校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度等級。另外，該裝置還能夠模擬從單根鋼筋到多根鋼筋相互干擾的復(fù)雜工況，更真實(shí)地反映了實(shí)際應(yīng)用中的多樣性和復(fù)雜性。

4試驗(yàn)驗(yàn)證

本次試驗(yàn)使用該校準(zhǔn)裝置和其他2組標(biāo)準(zhǔn)器對3個(gè)不同廠家的鋼筋保護(hù)層測定儀進(jìn)行測量。按照規(guī)范要求選擇了3種不同直徑的鋼筋，在其對應(yīng)的保護(hù)層厚度測量范圍內(nèi)均勻選取3個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)取3次讀數(shù)的平均值作為該點(diǎn)測量值，具體測量值見表1～表3。

由大理石塊和螺紋鋼筋組成的標(biāo)準(zhǔn)裝置，其螺紋鋼筋是固定在大理石塊里面的，故無法測量多根鋼筋互相干擾工況的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其余2組標(biāo)準(zhǔn)裝置模擬多根鋼筋互相干擾工況。模擬測量情況見表4。

從表1～表3可以看出，標(biāo)準(zhǔn)器組1對大量程同一直徑鋼筋和保護(hù)層厚度的測得的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，相差3 mm；標(biāo)準(zhǔn)器組2整體測得數(shù)據(jù)比標(biāo)準(zhǔn)厚度大3～6 mm，且有部分測量點(diǎn)感應(yīng)不到；使用該校準(zhǔn)裝置測量時(shí)，各個(gè)量程的厚度儀器探頭都能感應(yīng)到，且整體測得的數(shù)據(jù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高。從表4可以看出，研發(fā)裝置能夠在多根鋼筋相互干擾工況下讀取距離測定儀最近的鋼筋厚度值，而組合拼接的樹脂厚度塊及不同規(guī)格鋼筋組成的校準(zhǔn)裝置則無法識別出厚度值。

5結(jié)束語

本方案設(shè)計(jì)研制的校準(zhǔn)裝置符合JJF 1224—2009《鋼筋保護(hù)層、樓板厚度測量儀校準(zhǔn)規(guī)范》中相關(guān)技術(shù)要求，并能夠真實(shí)反映混凝土鋼筋位置及保護(hù)層的實(shí)際情況，可以作為鋼筋位置及保護(hù)層厚度測定儀的校準(zhǔn)裝置進(jìn)行使用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范：GB 50204—2002[S].

[2]鋼筋保護(hù)層、樓板厚度測量儀校準(zhǔn)規(guī)范：JJF 1224—2009[S].

【作者簡介】

田華，女，1984年出生，工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)殚L度測量、工程測量、影像光學(xué)測量。

（編輯：李加鵬）