Определение защитного слоя бетона конструкций с помощью приборов
Цель работы:ознакомить с приборами для определения защитного слоя бетона ирасположения стальной арматуры конструкций.
Недостаточная толщина защитного слоя бетона и низкая плотность бетона могут стать причинами развития коррозии арматуры и как следствие – приводят к потере бетоном пассивирующих свойств, которые определяются в первую очередь содержанием хлоридов, а также нейтрализацией (карбонизацией) бетона. Дляавтодорожных мостов данная проблема является актуальной в связи с тем, что наавтомобильных дорогах широко применяются антигололедные хлоридсодержащиесмеси, которые с течением времени оказывают агрессивное воздействие на бетон иарматуру.
Термин «толщина защитного слоя бетона» имеет следующие определения:
– для круглой стали – расстояние по нормали от поверхности бетона конструкциидо ближайшей к ней цилиндрической образующей арматурного стержня;
– для арматуры периодического профиля – условное расстояние до образующейцилиндра, диаметр которого равен номинальному диаметру этой арматуры.
Для определения толщины защитного слоя бетона в железобетоннойконструкции применяют магнитные, электромагнитные и вихревыеприборы,включающие измерительный блок, измерительный преобразователь и блокпитания, см. ГОСТ 22904, п. 5.1 [8].
Для определения толщины защитного слоя бетона железобетонныхконструкций особо ответственных сооружений может применяться радиационныйметод, основанный на просвечивании ионизирующим излучением контролируемойконструкции, и получении искомой информации с помощью соответствующегопреобразователя, см. ГОСТ 17625 [9]. На радиационном методе основан принципдействия следующих приборов:
– рентгеновские аппараты, например: РУП-120-5-1, РУП-200-5-1, РАП-160-6п,МИРА-2Д, МИРА-4Д, МИРА-5Д; ориентировочная предельная толщинапросвечивания материала (бетона) варьируется в диапазоне от 120 до 450 мм;
– промышленные гамма-дефектоскопы, например, в переносном исполнении:Гаммарид 192/40Т, Гаммарид 192/4, Гаммарид 192/120М, Гаммарид 60/40,Гаммарид 170/400; толщина просвечивания материала (бетона) варьируется вдиапазоне от 15 до 500 мм;
– бетатроны переносного, передвижного и стационарного конструктивногооформления, например: МИБ-4, МИБ-6, МИБ-18, Б-25/10, Б-35/8; толщинапросвечивания материала (бетона) варьируется в диапазоне от 80 до 1600 мм.
| а) | б) |
Рисунок9 - Радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона,размеров и расположения арматуры: 1 – источник излучения; 2 – поток ионизирующее излучения; 3 – просвечиваемый участок конструкции; 4 – усиливающие экраны; 5 – пленка; 6 –кассета.
Толщину защитного слоя бетона B, мм (см. рисунок9) при просвечивании
конструкции со смещением источника излучения рассчитывают по формуле:
гдеФ– фокусное расстояние, мм;
С – расстояние между первым и вторым положением источника, мм;
С1 – смещение арматурного стержня на снимке, мм;
D – диаметр арматурного стержня.
Работу с прибором следует проводить в соответствии с инструкцией по его эксплуатации. В местах измерений на поверхности конструкций не должно бытьнаплывов высотой более 3 мм. При толщине защитного слоя бетона, меньшейпредела измерения применяемого прибора, испытания проводят через прокладкутолщиной (10 
0,1 мм) из материала, не обладающего магнетическими свойствами.
При контроле расположения стальной арматуры в бетоне конструкции, длякоторой отсутствуют данные о диаметре арматуры и глубине еѐ расположения,определяют схему расположения арматуры и измеряют еѐ диаметр путем вскрытияконструкции. Фактические значения толщины защитного слоя бетона ирасположения стальной арматуры в конструкции по результатам измеренийсравнивают со значениями, установленными технической документацией на этиконструкции (с учетом предельных отклонений данных параметров). Результатыизмерений оформляют протоколом.
Технические характеристики приборов.
Приборы серии ПОИСК-2.5(ПОИСК-2.51, ПОИСК-2.52) – предназначеныдля определения толщины защитного слоя бетона, диаметра и расположенияарматуры в изделиях и конструкциях по ГОСТ 22904 [8].
Технические характеристики:
– диапазон измерений толщины защитного слоя бетона – от 2до 130 мм (в зависимости от диаметра арматуры 3…50 мм);
– порог чувствительности нахождения арматуры – 250 мм;
– абсолютная погрешность измерения толщины защитногослоя, мм (0,03h+0,5);
– габаритные размеры, мм: электронного блока – 150х80х32;датчика – 150х32х37;
– масса, кг: электронного блока 0,14, датчика 0,4;
– диапазон рабочих температур, 
: от -10 до +40.
Режимы работы:
– определение проекций арматуры на поверхность бетона;
– измерение толщины защитного слоя бетона при известном диаметре арматуры;
– измерение толщины защитного слоя и неизвестного диаметра арматуры (толькоПОИСК-2.51);
– оценка диаметра арматуры;
– сканирование поверхности изделий с запоминанием результатов (толькоПОИСК-2.51);
– глубинный поиск;
– выбор вида арматуры, настройка на любые марки стали (только ПОИСК-2.51);
– акустический поиск арматуры (только ПОИСК-2.51).
Микропроцессорные приборы серии ИПА-МГ4 (ИПА-МГ4.01) и ИПА-МГ5 –предназначены для измерения толщины защитного слоя бетона и расположениястержневой арматуры в железобетонных изделиях и конструкциях магнитнымметодом по ГОСТ 22904 [8].
Приборы серии ИПА-МГ4 (ИПА-МГ4.01) и ИПА-МГ5 имеют четыреосновных режима работы:
– поиск оси стержня;
– определение диаметра арматурного стержня при известном защитном слое;
– определение защитного слоя при известном диаметре;
– режим измерения неизвестной толщины защитного слоя при неизвестномдиаметре арматуры (только ИПА-МГ4.01 и ИПА-МГ5).
Технические характеристики:
– диапазон измерений толщины защитного слоя бетона (взависимости от диаметра арматуры 3…40 мм):
от 3 до 100 мм (для приборов серии ИПА-МГ4);
от 3 до 140 мм (для приборов серии ИПА-МГ5);
– абсолютная погрешность измерения толщины защитногослоя, мм (0,05h+0,5);
– погрешность определения оси арматурного стержня отдействительного расположения для всех диаметровстержней при максимальной глубине их залегания, мм – 5;
– габаритные размеры, мм: электронного блока –175х90х30; преобразователя – 160х33х40;
– масса с датчиком, кг: 0,9;
– диапазон рабочих температур, 0С: от -10 до +40.
Контрольные вопросык лабораторной работе №18
1. К каким последствиям может привести недостаточная толщина защитногослоя бетона?
2. Дайте определение термину «толщина защитного слоя бетона»применительно для круглой стали и арматуры периодического профиля.
3. Какие приборы (по принципу действия) используются для определения толщины защитного слоя бетона в железобетонной конструкции?
4. В каких случаях следует пользоваться радиационным методом дляопределения толщины защитного слоя бетона? Какие типы аппаратов нашли своеприменение в практике строительства?
5. В каком случае доверительный интервал строится на основе неравенстваЧебышева? В чем состоит сущность теоремы Чебышева?
6. Назовите основные технические характеристики микропроцессорныхприборов, предназначенных для измерения толщины защитного слоя бетона иопределения расположения стержневой арматуры в железобетонных изделиях иконструкциях магнитным методом.