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电磁法在钢筋混凝土检测中的应用研究

发表时间：2021/4/12 来源：《基层建设》2020年第32期作者：于秋玲

[导读] 摘要：钢筋混凝土是一种改善混凝土的力学性质的混合材料，在项目工程中通过配备一定比例的钢筋、水泥、沙子和集合碎石来提高结构的坚固性，改善混凝土性质。

        天津卓越建筑工程检测技术有限公司天津 301161
        摘要：钢筋混凝土是一种改善混凝土的力学性质的混合材料，在项目工程中通过配备一定比例的钢筋、水泥、沙子和集合碎石来提高结构的坚固性，改善混凝土性质。在工程建设中进行钢筋混凝土检测对项目工程的使用寿命和工程安全至关重要，对于钢筋混凝土结构的建筑来说，耐久性是一个值得探讨的问题。本文通过指出常规钢筋混凝土检测手段，基于影响结构耐久性出现的钢筋锈蚀问题，利用电磁传感器设计原理，来探究电磁法在钢筋混凝土检测中的应用。旨在以更科学更严谨的方法来实现对钢筋性能的监测，维护钢筋混凝土的使用寿命，保证工程安全。
        关键词：钢筋混凝土；电磁法；无损检测；应用研究
        引言
        随着我国基础建设飞速发展，钢筋混凝土开始得到普遍应用，钢筋混凝土的物理和力学性质则影响着工程的安全和使用。其中钢筋耐久性问题对建设项目造成的损失格外严重，耐久性的破坏使得建筑的使用寿命减少，加剧了项目的加固与维护，因此，钢筋锈蚀则影响这结构的耐久性，对钢筋混凝土进行检测能够及时的监测钢筋的性能和材料的破坏度，及时做出相应的维护，减少项目损失，因此对钢筋混凝土进行检测是一项重大课题。
        一、钢筋锈蚀检测的必要性
        混凝土结构耐久性问题会导致结构的寿命缩减，对后期的加固和维护也增加了经济成本。在实际工程检测中，对于耐久性的评估离不开材料的性能，其中钢筋锈蚀对耐久性的影响巨大。钢筋之所以会出现锈蚀现象，其中一方面是混凝土由于对钢筋的保护厚度和混凝土自身的密实度问题出现碳化作用，造成钢筋被侵蚀，此外混凝土裂缝的出现，加剧了钢筋锈蚀。另一方面，钢筋锈蚀现象的出现，进一步使得混凝土发生膨胀，又加剧了进一步锈蚀。钢筋锈蚀会导致与混凝土之间的粘接力降低，也会引起钢筋的自身体积膨胀出现顺筋开裂现象，与此钢筋截面的减少意味着钢筋承载力的降低。综上整体影响着结构的耐久性，同时锈蚀现象引起的顺筋开裂现象造成的耐久性问题则是最主要的问题，为了对锈蚀的钢筋进行维护和修补，并保证以后的使用性能和使用寿命，因此在钢筋混凝土的检测中注重对钢筋的锈蚀检测是十分必要的。
        二、电磁检测法
        1、无损检测技术
        我国为了在不破坏建筑结构的完整性和功能性基础上实现对结构的检测，出现了无损检测技术。无损检测技术是利用物理状态，光、热、电、磁、声、射线等对材料进行缺陷的物理检查，包括缺陷的形状、大小、质量、位置等都进行测试到一定的物理数据，接下来再通过对物理参数数据的统计，参考材料的物理指标并对其进行对比，继而判断材料的指标是否达到规范范围。无损检测方法有很多，常用的无损检测方法有：红外线检测法、电磁检测法、交流阻抗法、超声波检测法等。其中，电磁检测法、实际应用中比较常见的检测方法。
        2、电磁检测法的优势
        电磁检测法以电磁感应为基础，通过电磁场的分布规律和随时间变化规律，配合涡流反应来达到对勘察目的。电磁检测法在钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀检测中应用广泛，拥有独特的优势，首先电磁法的原理可知，电磁检测法不需要电缆引线的对接，这就节省了设备制作成本，同时更不需要考虑电缆的抗腐蚀问题。此外电磁感应利用电流的涡流效应来实现对物体的勘测，加快了检测速度。在高阻层的时候，电磁检测法的优势体现的淋漓尽致，完美的克服了高阻层问题避免检测结果受高阻层的影响。电磁感应的另一大优势则是可以对混凝土钢筋结构中的钢筋的锈蚀进行不同程度的区分，提高了检测的精确度，提高检测效率。
        三、电磁法在钢筋混凝土检测中的应用研究
        1、电磁法在钢筋混凝土检测中的应用
        钢筋混凝土检测常常包含有，电磁感应可以对材料的位置、尺寸、形状等进行测定，因此在钢筋混凝土检测中常用来进行钢筋定位检测。来预防混凝土中钢筋的位置的偏移、混凝土厚度变化等问题引起的结构受力出现偏差，导致耐久性下降的问题。在实际检测现场需要对钢筋的位置、数量、型号规格等进行现场鉴定，电磁法的应用能够使得在实际监测现场中实现对以上指标的准确测定，具体检测应用体现在钢筋定位仪器的使用。
        1、钢筋定位仪的使用原理
        钢筋定位仪是电磁感应和涡流效应在检测设备上的完美实现。当在变化的磁场中放入导体便会出现电磁感应。当金属与移动的磁场相遇时，出现感应电流，这种现象成为涡流现象。电磁感应和涡流效应是钢筋定位仪设备制作的理论基础。钢筋定位仪由探头和机身部分组合而成，其中最重要的部分是探头，其内部构造如下图所示。

        图1 探头结构
        根据电磁感应原理在探头上设置有感应磁线圈，当主机的频率信号通过时，会导致磁场改变，进而出现感应电流，根据感应电流产生一个相应的输出信号，最小的是在当主机一开始振动时。当探头靠近钢筋时钢筋引起探头产生涡流现象，输出信号开始增加，随着探头的移动会发现数据出现一个最大的值，此时便能得当钢筋的正位置。根据以上理论基础可以得到钢筋的位置实现初步定位。此外根据信号收集导出的一系列数据可以根据相关公式去计算相应的保护层厚度等数据。以上便是电磁法在钢筋检测中在钢筋定位仪上的使用原理。
        2、钢筋定位仪的使用步骤
        在仪器使用前，要先明确仪器的工作参数和预设的钢筋直径、位置以及探头轴向等信息。正式使用时，将探头接近钢筋并逐步的靠近钢筋正上方，读出钢筋的实际直径，然后将实际的直径数值重新输入仪器，调整探头轴向，同样位于钢筋正上方读出保护层厚度。
        2、电磁法在钢筋混凝土检测中的改进
        电磁法的应用虽然有众多的优势，但不可避免的是面对钢筋出现叠加的现象时，将会出现信号数据的干扰，此外其检测源种类受限与金属类物质，这些技术难题都是专家在以后的研究中继续需要突破的。那么在本文中，针对电磁法现有的技术手段，如何改进电磁法的精确度则是下面要探讨的问题。
        要想提高检测精度首先就要分析，现阶段技术手段中影响精度的因素有哪些。通过分析发现，其中一个无法避免的因素是，在测量钢筋时，相近的钢筋会对信号的收集产生干扰，干扰层度取决于相邻钢筋的间距。此外钢筋的类型也会发生精度上的误差，比如箍筋与植筋、
        光面钢筋和变形钢筋这些形状不一的钢筋也会成为影响因素之一。出现相近钢筋干扰问题，在实际探测时可以在临近钢筋中区分测量界线，明确钢筋的测量范围，同时注意尽可能的选则相邻间大的钢筋测量。在测量过程中也要尽量避免箍筋，弯筋出现在测量区域内。此外最重要的是在每次使用完仪器时一定要进行探头的复位，防止上一次探测的余留磁场对本次探测产生影响。
        四、结束语
        综上所述，钢筋混凝土的检测对于建筑安全、使用寿命、经济效率上有着重大影响。在钢筋混凝土的检测中钢筋锈蚀引起的耐久性问题则对工程造成了巨大损失，对其的检测更是刻不容缓。电磁法在钢筋混凝土检测中的有效应用，通过利用钢筋定位仪来确定钢筋的一系列参数，对钢筋的性能有了明确的掌握，有效的评估了建设结构的各项指标，及时排除隐患，为工程的安全作出贡献。在我国建筑不断发展的趋势下，对于电磁法在钢筋混凝土中的应用的探讨也要随时更新，不断的提供检测精度，加快检测技术的发展。
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