混凝土钢筋位置及保护层厚度测定仪校准装置的设计和验证

【摘要】为了能够直观反映出混凝土钢筋位置及保护层厚度的实际情况，本方案设计了嵌入读数装置，提高了保护层厚度测量准确度，模拟了从单一钢筋工况模拟到多根钢筋相互干扰工况，通过与其他校准装置做示值比对试验，验证了该校准装置已达到JJF 1224—2009《钢筋保护层、楼板厚度测量仪校准规范》中对校准装置的技术要求。

【关键词】校准装置；示值比对；试验验证

【DOI编码】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设计背景

钢筋混凝土结构在房屋建筑和市政工程中被广泛采用，其工程实体质量的检查监督是建设工程质量监督工作中的重点。由于钢筋混凝土工程量大，一些施工单位在施工过程中对混凝土结构中的钢筋保护层厚度控制不严，造成钢筋位置不准，再加上模板尺寸偏差较大，导致钢筋保护层厚度超标。由于混凝土浇筑后无法直观看到其内部结构，因而给工程质量带来隐患。钢筋混凝土结构构件的钢筋保护层偏差直接影响钢筋混凝土构件的力学性能及耐久性，进而影响建筑物的使用安全及使用寿命。因此，参与建设、施工的各单位应高度重视并严格控制钢筋混凝土结构保护层厚度。

钢筋保护层测定仪（以下简称“钢筋仪”），用于对钢筋混凝土工程及新建钢筋混凝土结构施工质量进行检测，该仪器具有布筋扫描功能，能够确定钢筋的位置及布筋情况，根据已知直径检测混凝土保护层厚度。然而，我国在混凝土钢筋位置及保护层厚度测定仪的校准领域缺乏科学合理的校准设备。尽管国内有很多相应的校准装置，但在设计上仍存在许多不合理的地方。目前校准钢筋仪的标准器主要模拟单根钢筋在混凝土中的工况，虽然在单一钢筋环境下表现稳定，但在多根钢筋相互影响的情况下，其检测效果并不理想。针对这一问题，我们研发了一种综合性校准装置，旨在提高复杂情况下混凝土钢筋测定仪的稳定性，并能够直观模拟多根钢筋相互干扰的情况。

2工作原理

该装置的研发依据JJF 1224—2009《钢筋保护层、楼板厚度测量仪校准规范》。该装置具有综合性强、实用性强、稳定性强的特点，并能反映混凝土钢筋的位置及保护层的实际情况，这有助于提升建筑行业对混凝土保护层的检测监督数据的实际应用，确保质量分析的准确性。研发原理见图1。

3设计思路

在满足JJF 1224—2009《钢筋保护层、楼板厚度测量仪校准规范》中对校准装置要求（工作面不大于0.04 mm，相对工作面的平行度不大于0.01 mm，装置的工作面与钢筋轴线的平行度不大于0.02 mm，装置的外观尺寸公差为±0.3 mm）的前提下，我们借鉴已有国产同类装置，并加入了读数装置，同时在装置正中心预留了标准厚度测量孔，通过使用数显卡尺、百分表等精密测量工具进行标准厚度测量，使标准厚度的测量准确度提高到0.01 mm，有效地提高了校准的准确度等级。另外，该装置还能够模拟从单根钢筋到多根钢筋相互干扰的复杂工况，更真实地反映了实际应用中的多样性和复杂性。

4试验验证

本次试验使用该校准装置和其他2组标准器对3个不同厂家的钢筋保护层测定仪进行测量。按照规范要求选择了3种不同直径的钢筋，在其对应的保护层厚度测量范围内均匀选取3个校准点，每个校准点取3次读数的平均值作为该点测量值，具体测量值见表1～表3。

由大理石块和螺纹钢筋组成的标准装置，其螺纹钢筋是固定在大理石块里面的，故无法测量多根钢筋互相干扰工况的试验数据，其余2组标准装置模拟多根钢筋互相干扰工况。模拟测量情况见表4。

从表1～表3可以看出，标准器组1对大量程同一直径钢筋和保护层厚度的测得的数据不稳定，相差3 mm；标准器组2整体测得数据比标准厚度大3～6 mm，且有部分测量点感应不到；使用该校准装置测量时，各个量程的厚度仪器探头都能感应到，且整体测得的数据稳定、准确度高。从表4可以看出，研发装置能够在多根钢筋相互干扰工况下读取距离测定仪最近的钢筋厚度值，而组合拼接的树脂厚度块及不同规格钢筋组成的校准装置则无法识别出厚度值。

5结束语

本方案设计研制的校准装置符合JJF 1224—2009《钢筋保护层、楼板厚度测量仪校准规范》中相关技术要求，并能够真实反映混凝土钢筋位置及保护层的实际情况，可以作为钢筋位置及保护层厚度测定仪的校准装置进行使用。

【参考文献】

[1]混凝土结构工程施工质量验收规范：GB 50204—2002[S].

[2]钢筋保护层、楼板厚度测量仪校准规范：JJF 1224—2009[S].

【作者简介】

田华，女，1984年出生，工程师，学士，研究方向为长度测量、工程测量、影像光学测量。

（编辑：李加鹏）