水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層厚度檢測運用

王思文

臺州港海工程咨詢有限公司 浙江臺州 318000

摘要：混凝土保護層厚度對水運工程中混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性有著非常重要的影響，對保證水運工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量意義重大。本文從水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層的基本含義著手進行論述，進而對水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層厚度進行了分析，接下來對水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層厚度的檢測運用方法進行了分析，最后指出了水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層厚度存在的價值，希望對完善水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層厚度檢測有所幫助。

關(guān)鍵詞：水運工程；混凝土結(jié)構(gòu)；實體保護層；厚度檢測

我國屬于世界上典型的海岸線曲折、漫長的國家，為了充分的發(fā)揮我國的這一地理位置優(yōu)勢，國家建立了大量的深水碼頭、跨海橋隧工程以及離岸海洋工程，有效的促進了我國海洋航運事業(yè)的發(fā)展。在這些水運工程的建設過程中，混凝土結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)設施建設的重要組成部分，是工程質(zhì)量的重要基礎(chǔ)保障。

一、水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層的基本含義

混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層實質(zhì)上指的是混凝土結(jié)構(gòu)受力鋼筋的外邊緣至混凝土表面之間的混凝土層。通常來說，混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層的厚度是混凝土結(jié)構(gòu)受力鋼筋的外邊緣至混凝土表面距離的最小值。達到規(guī)定標準的混凝土保護層可以有效的保證鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)錨固，以保證鋼筋與其周圍的混凝土能共同工作，并使鋼筋充分發(fā)揮計算所需強度。

混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層在技術(shù)方面有兩大特點，具體體現(xiàn)在以下兩個方面：

一方面，受混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層材料的物理特性的影響，鋼筋的抗拉強度顯著的大于抗壓強度，而混凝土的抗拉強度則小于抗壓強度，普通的梁板構(gòu)件受外力作用影響下，首先確定梁板截面受拉（彎）區(qū)，在受拉（彎）區(qū)布置受力鋼筋，使鋼筋和混凝土能共同承擔受抗拉作用，避免或減小構(gòu)件受力后產(chǎn)生的裂縫寬度，進而實現(xiàn)提高混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件荷載承受能力的目的[1]。另一方面，由于鋼筋與混凝土屬于性質(zhì)完全不同的材料，并且它們之間需粘結(jié)錨固共同作用，由于混凝土與鋼筋的溫度膨脹系數(shù)非常接近，因此，在外部溫度出現(xiàn)變化的情況下，它們不會出現(xiàn)因熱脹冷縮而降低粘結(jié)錨固強度的情況[2]。

二、水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層厚度分析研究

在水運工程中，混凝土結(jié)構(gòu)的實體保護層主要是根據(jù)混凝土所處的環(huán)境條件以及混凝土的強度來確定的。經(jīng)過對工程實踐的分析研究，我們發(fā)現(xiàn)一般情況下，室內(nèi)環(huán)境中鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)實體的保護層厚度主要受結(jié)構(gòu)實體的使用壽命的影響，但是對于室外的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實體的保護層其主要受使用過程中的炭化程度來決定。

在水運工程的建設過程中，混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層厚度的設計需要考慮結(jié)構(gòu)實體的截面設計情況，這是因為承受外部荷載拉力的鋼筋與受壓區(qū)的距離越小，那么單位面積內(nèi)混凝土承受的彎矩就越小，從而無法有效的發(fā)揮鋼筋的作用。除此之外，為了有效的發(fā)揮鋼筋的作用，需要將鋼筋設置在受壓區(qū)，并根據(jù)技術(shù)標準來確定結(jié)構(gòu)實體保護層的合理厚度[3]。

三、水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層厚度檢測運用方法研究

通常來說，光圓鋼筋實際的保護層厚度（Ci）是混凝土表面與鋼筋表面間的最小距離，如圖（一）所示，其中Ci=C1，但是帶肋鋼筋的實際保護層的厚度值與光圓鋼筋的是完全不同的，如圖（二）所示。

圖（一）：光圓鋼筋實際的保護層厚度

圖（二）帶肋鋼筋保護層的實際厚度

對鋼筋混凝土的保護層厚度進行檢測，既可以采用破損亦或者非破損的方法，也可以采用非破損結(jié)合局部破損的方法進行校準的方法進行，根據(jù)GB50204-2002的基本要求，其檢測誤差需要小于1毫米[4]。

首先，局部破損法是指：將混凝土的保護層進行剔鑿使鋼筋露出，但是不要使鋼筋受損，接下來直接測量混凝土與鋼筋外緣的距離就可以了。這種檢測混凝土保護層厚度的方法，其特點就是直接、準確，實現(xiàn)將測量結(jié)果精確到0.1毫米的目的，其測量結(jié)果可以作為最終的測量結(jié)果。

其次，非破損方法是指通過電磁波波動原理的雷達檢測或者通過電磁感應原理的鋼筋檢測儀進行檢測。一般來說，如果設備非常的貴、定量又比較差、應用面較小時就會采用電磁波波動原理的雷達檢測；此外，這種檢測方法也是最為常見的檢測方法。檢測儀檢測方法是利用傳感器向混凝土結(jié)構(gòu)中所使用的鋼筋進行電磁感應，進而轉(zhuǎn)換成電信號，這時主機系統(tǒng)會對電信號進行實時的處理分析，從而實現(xiàn)對混凝土實體結(jié)構(gòu)保護層厚度的檢測[5]。

在進行混凝土厚度檢測時，需要先確定好鋼筋的走向、位置，通常會先對上層鋼筋進行定位，接下來對下層鋼筋進行定位。這個時候，傳感器會在混凝土的表面進行勻速移動，在傳感器接近箍筋時，信號就會逐漸的變大，信號的最大值處也就是箍筋的準確位置；當鋼筋在正上方左右旋轉(zhuǎn)時，信號值也會發(fā)生變化，在信號值處于最小時，傳感器就與鋼筋實現(xiàn)了平衡。在對鋼筋混凝土保護層的厚度進行測量時，特別要注意要將傳感器和鋼筋平行放置，使鋼筋的移動方向垂直于鋼筋走向，只有這樣，傳感器在越過鋼筋正上方時，儀器才可以準確的測量出混凝土保護層的厚度[6]。

四、水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層存在的價值分析

（一）加大混凝土實體結(jié)構(gòu)的抗力強度

在水運工程建設施工的過程中，鋼筋與混凝土是一起承受外界的荷載作用的，這就需要鋼筋與混凝土之間具有非常大的粘結(jié)機制，從而有效的避免鋼筋與混凝土之間發(fā)生滑移，從而充分的使鋼筋與混凝土共同作用承受荷載。在這一過程中，混凝土的結(jié)構(gòu)實體保護層能夠?qū)崿F(xiàn)對混凝土與鋼筋之間的粘接力的保護，從而有效的保障了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實體的荷載承受力[7]。

（二）延長混凝土結(jié)構(gòu)實體的使用時間

由于水運工程中的混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層能夠有效的預防鋼筋表面的氧化層被破壞，進而也就可以避免鋼筋腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層使用時間的延長[8]。

（三）避免結(jié)構(gòu)實體表面開裂

科學合理的選擇混凝土結(jié)構(gòu)實體的保護層的厚度，可以有效的發(fā)揮水運工程混凝土的保護作用，從而可以保證結(jié)構(gòu)實體的質(zhì)量，有效的避免和減小混凝土結(jié)構(gòu)實體表面開裂現(xiàn)象。

結(jié)語

綜上所述，水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層在水運工程的建設過程中具有重要的意義，為充分的發(fā)揮結(jié)構(gòu)實體保護層的作用，必須對保護層的厚度進行合理設計和檢測，確保保護層的厚度科學、合理，從而為保證水運工程的質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]李俊毅，李曉明，盧秀敏，楊建軍，雷周.水運工程混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層厚度檢測的實踐[J].商品混凝土，2009，12：57-60.

[2]孫晰雯.水運工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層的作用探究分析[J].中國水運（下半月），2012，03：230-231.

[3]汪陽春.混凝土結(jié)構(gòu)實體鋼筋保護層厚度檢測探析[J].廣西城鎮(zhèn)建設，2012，05：99-102.

[4]李俊毅，梁萌，盧秀敏，李曉明，張勇，陳韜.對水運工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實體保護層作用的認識[J].水運工程，2006，04：9-13.

[5]李樹奇，李俊毅，李曉明.檢測實體混凝土保護層厚度允許偏差的商榷[J].中國港灣建設，2006，04：1-3+12.

[6]蒙嬌.淺談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實體檢驗中鋼筋保護層厚度的檢測[J].工程與建設，2013，04：512-513+564.

[7]吳斯鵬.關(guān)于水運工程混凝土實體檢測的探討[J].科技視界，2014，11：335.

[8]余世華.結(jié)構(gòu)實體檢測及檢測方法研究[J].科技與創(chuàng)新，2015，12：85-86.