電磁感應法檢測鋼筋保護層厚度相關問題探討

宋利堂

（寧夏交通科學研究所有限公司，寧夏 銀川 75000）

鋼筋保護層檢測十分必要，可確保施工項目質量提升，改善施工作業能力。傳統檢測工作主要是人工檢測，工作人員通過增加或減少墊塊的方式，配合使用測量儀完成厚度值測量。該方法容易出現誤差，影響檢測結果真實性。為改善這一問題，本文提出將電磁感應法應用在鋼筋保護層檢測中，實現對檢測工作效率和誤差值有效控制。為確保檢測技術應用可靠性，相關人員應明確電磁感應法應用原理、把握相關影響因素，使檢測數據真實、具有參考價值。

1 檢測原理

對保護層厚度進行增加，可使構件所表現出耐久性、錨固性以及防火性更接近預期，但要注意一點，如果保護層厚度過大，將使構件所承載壓力大幅增大，進而引起裂縫等問題，導致構件無法發揮出應有性能。針對上述情況，有關部門出臺了相應的設計規范，根據建筑計劃使用年限，對保護層最佳厚度加以說明，具體數據見表1[1]。若工程所用混凝土未達到C25及以上強度，則要酌情增加保護層厚度。

表1 鋼筋保護層最佳厚度

結合電磁學相關理論可知，磁場及電場的產生方式為交替產生，傳播方向為由近及遠，這也為電磁波的形成提供了條件。電磁波所涉及參數主要有波長、波速還有頻率，正常情況下，波速為固定數值。若利用電磁波對距離進行測量，通過要借助相關儀器的探頭，對電磁波進行發射與接收，有關人員可根據電磁波往返所花費時間，對待測距離進行計算。而儀器對鋼筋分布情況、保護層厚度進行揭示所依托參數，主要有振幅、波形和波谷與波峰的位置，測量原理如圖所示：

圖1 無磁性介質磁場形狀

圖2 形成磁性介質的磁場形狀

在開展相關工作時，檢測人員需要手持能夠發射、接收電磁波的探頭，對保護層進行勻速掃描，經由探頭所發出電磁波與鋼筋相遇，通常會形成能夠被探頭感應并接收的磁場，再借助相關儀器對感應磁場進行分析，便可明確保護層實際厚度。另外，這樣做還能夠了解鋼筋分布情況還有其具體直徑。

2 檢測結果影響因素

2.1 人為因素

無論是電磁感應法，還是其他檢測方法，要想發揮出應有作用，前提都是有專業人員對其進行操作，確保檢測可得到有效執行。現階段，從事技術檢測相關工作的人員，普遍存在上崗前未接受系統培訓的情況，由此而帶來的問題，便是檢測人員無法做到以實際情況為依據，對操作方法做適當調整，人為失誤難以避免，這必然會給檢測結果帶來影響[2]。

2.2 鋼筋間距

采用鋼筋結構的板類構件，通常會酌情增加鋼筋間距，梁類構件強調以截面尺寸為依據，均勻布置鋼筋，相鄰鋼筋的距離普遍較小。對于鋼筋間距給檢測結果所帶來影響，可由以下實驗進行說明。

某五層樓板建筑，縱向鋼筋規格是φ10mm，設計方案對保護層厚度所給定數據為25mm，相鄰鋼筋的間距是160mm。檢測人員利用測定儀檢測保護層厚度，自北向南對五根鋼筋進行掃描，保護層的厚度分別是24mm，24mm，25mm，24mm，23mm。隨后，檢測人員基于破損法對檢測區域進行驗證，最終結果和檢測結果一致。

某五層框架梁，三根受力鋼筋的規格為φ18mm，工程所用箍筋的規格是φ8mm，要求施工人員對20mm保護層進行建設。由檢測人員手持測定儀檢測框架梁保護層，自北向南對三根鋼筋進行掃描，得出結果為30mm，20mm，23mm。待檢測環節告一段落，通過破損驗證的方式，對保護層厚度加以確定，僅有一根鋼筋的檢測結果和驗證結果一致，電磁感應所取得數據不具備參考價值。經技術人員分析，導致問題出現的原因主要是鋼筋綁扎過近，這說明如果相鄰鋼筋存在干擾，電磁感應所取得檢測結果，將有較大幾率出現偏差。

2.3 鋼筋位置

通過實驗可知，當探頭到達鋼筋正上方時，其所接收信號強度最強，基于此，檢測人員可根據探頭對信號進行接收的強弱力度，對鋼筋位置進行判斷。在開展相關工作時，檢測人員手持儀器探頭對混凝土表面進行掃描，根據儀器所發出蜂鳴聲，對保護層厚度進行記錄。但要注意一點，通常只有在信號達到峰值并出現明顯下降趨勢時，才能對信號峰值做出相應判斷，簡單來說，就是在探頭經過鋼筋上方后，方可對鋼筋位置進行判定，在鋼筋位置沒有和探頭完全重合的情況下，檢測結果并不代表混凝土和鋼筋間的直線距離，若將檢測結果作為最終結果，將出現檢測數據較實際厚度略大的情況。

要想減弱鋼筋掃描固有滯后效應所帶來影響，關鍵是要對檢測方法進行調整。第一步，沿測試方向用探頭對混凝土表面進行掃描，待儀器發出蜂鳴后，將探頭所在位置標記為A點。第二步，沿測試反方向對混凝土進行勻速掃描，在儀器發出蜂鳴后，將探頭所在位置標記為B點。第三步，連接兩點，該直線的中點便是鋼筋所在位置。逐一標記處鋼筋位置后，方可對保護層厚度進行檢測。事實證明，這樣做能夠有效解決滯后效應導致檢測結果不具備參考價值的問題，但要保證在檢測過程中探頭始終沿直線勻速前進[3]。

2.4 鋼筋直徑

對保護層厚度進行檢測前，檢測人員先要結合工程圖紙，對施工區域配筋位置加以確定，根據鋼筋直徑調整測定儀參數設置。關于錯誤設置鋼筋直徑給檢測結果所帶來影響，可經由以下實驗加以說明：實驗所用儀器為測定儀、游標卡尺和模擬試件。模擬試件所用鋼筋為直徑16mm的螺紋鋼，混凝土規格為C25。待模擬試件制作完成，便可對鋼筋進行埋置，保證鋼筋兩端均位于試件外。鋼筋軸向和試件表面的位置關系為平行，外露軸線與試件表面的距離誤差不超過0.5mm。

實驗流程如下：首先，基于游標卡尺對鋼筋外露端點和試件表面的最短距離進行測量，計算平均值。將鋼筋直徑輸入測定儀，按照預先設定的順序對鋼筋進行掃描，通常需要掃描兩次或兩次以上，計算平均值。其次，在測定儀中輸入較實際鋼筋直徑更大的數值，重復上述步驟，計算平均值。最后，輸入較實際鋼筋直徑更小的數值，重復上述步驟，對比三次實驗所得結果。通過實驗可知，若設定直徑與真實直徑不符，檢測結果就會出現較為明顯的偏差。

3 如何提高檢測有效性

保護層厚度會給材料握裹粘結力、承受力帶來巨大影響，不同厚度的保護層，通常會賦予材料不同的剛度、強度還有延展性，要想使材料質量達到工程要求，關鍵是對保護層進行檢測。可使檢測有效性得到提升的方法如下：

3.1 定期組織培訓

作為主導檢測工作開展的主體，檢測人員如果存在操作誤差，必然會使檢測結果受到影響。通過研究可知，導致操作誤差出現的原因，主要是檢測人員未能做到熟練使用相關設備或存在人為失誤，這并不利于后續工作的開展，對人員能力進行提升很有必要。例如，有關單位可定期組織培訓，在幫助檢測人員掌握檢測方法與技巧的基礎上，使其職業素養還有思想認知得到強化，真正做到全身心投入到檢測工作中，從根本上杜絕人為失誤使檢測結果出現誤差的情況發生。

3.2 改善使用環境

鋼筋保護層的作用是為鋼筋提供保護。關于混凝土結構，由于此類結構往往會對復合材料加以應用，建造鋼筋保護層可確保復合材料性能達到預期，鋼筋強度可得到充分發揮。由此可見，對建筑工程而言，鋼筋保護層具有無法被替代的作用，對其厚度進行檢測的目的，主要是判斷保護層能否發揮出應有作用。本文所討論方法的檢測原理是基于電磁脈波強度對保護層厚度進行分析，如果檢測現場有干擾磁場或其他干擾因素存在，將會給檢測結果帶來影響，進而出現最終結果和實際厚度不符的情況[4]。要想使檢測精確度及有效性達到預期，關鍵是借助適宜措施對干擾因素進行屏蔽，為檢測工作提供理想的開展環境。

3.3 引入先進設備

現階段，制約檢測工作獲得更進一步發展的原因，主要是資金投入較少，多數單位均無法做到及時更新檢測設備，而利用舊設備對保護層進行檢測，不僅無法使檢測需求得到滿足，還會增加檢測結果存在誤差的可能性。由此可見，要想使檢測結果具備參考價值，當務之急便是增加資金投入，通過購入或研發新型檢測設備的方式，使相關工作所具有科技水平得到顯著提升。

通過調研可知，可被用來對鋼筋保護層進行檢測的設備以測定儀為主，該設備既能夠自動檢測，又可以存儲并輸出相關數據，屬于無損檢測設備。檢測人員可借助該設備，對鋼筋所處位置和分布情況加以了解，結合鋼筋直徑對保護層厚度做出判斷。另外，該設備還可被用來檢測導電體、磁性體所處位置，例如，工程所建設水暖以及電纜管道。

4 結論

現階段，基于電磁感應法對保護層厚度進行檢測已成為大勢所趨，該方法有助于施工人員了解材料質量并確定適用范圍，以此來達到對施工質量進行提高的目的，為群眾安全提供保障。但也要注意一點，就是檢測過程較易被儀器精確度、磁場或人員能力所影響，進而出現檢測結果與實際不符的情況，未來研究的重點應放在對該方法精確度進行提升上，確保其價值得到最大程度發揮。