【实验意义与简介】
混凝土保护层是指混凝土构件中，起到保护钢筋避免钢筋直接裸露的那一部分混凝土，从混凝土表面到最外层钢筋公称直径外边缘之间的最小距离:对后张法预应力筋，为套管或孔道外边缘到混凝土表面的距离。保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。
我国传统钢筋分项工程的验收均以隐蔽工程验收作为最后一道检验。然而，在混凝土的浇筑、振捣过程中，钢筋有可能受到施工干扰而移位。众所周知，足够的混凝土保护层厚度不仅能保证钢筋与混凝土的粘结锚固，而且由于混凝土较强的碱性是钢筋表面形成一层钝化膜，可防止钢筋腐蚀生锈。混凝土中的钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性损伤的最主要因素。一般大气环境下，混凝土碳化是混凝土中钢筋锈蚀的前提条件，混凝土中钢筋开始锈蚀的时间常背定义为碳化深度到达钢筋表面所需的时间，其值与混凝土保护层厚度的平方成正比。因此，钢筋混凝土结构中保证一定的混凝土保护层厚度是必要的。
然而，从截面承载受力角度看，保护层过厚会造成截面有效高度减小，造成截面承载能力下降。从这个方面考虑，混凝土保护层厚度也不能过大。
由于混凝土保护层厚度会直接影响结构的承载能力、耐久性、防火等性能，所以混凝土保护层厚度的控制显得非常重要。
【实验原理】
钢筋保护层厚度的检测方法分为破损检测和无损检测两大类。破损检测一般是剔凿混凝土，然后直接量测。这种方法直观准确，但工作强度和工作量大，效率也很低，检测完还要进行结构修复，无法满足验收规范按比例较大面积抽查的要求，这里主要采用无损检测法。
采用非破损检测方法确定钢筋位置，钢筋位置及混凝土保护层厚度采用钢筋保护层测试仪进行，检测方法为电磁法。其基本原理为电磁感应。当探头探测面靠近钢筋或其他铁磁物质时，探头输出的电信号增加，该信号被放大及补偿处理后，由探测仪直接显示检测结果。
【仪器标定及测区要求】
钢筋混凝土保护层厚的测试前需对测试仪器进行标定，已保证测试结果的准确性。
1．仪器的标定：
（1）保护层测试仪使用期间的标定校准，应使用专用的标定快。当测量标定快所给定的保护层厚度时，测读值应在仪器说明书所给定的准确度范围之内。
（2）标定块由一根直径16mm的普通碳素钢筋垂直浇筑在长方体无磁性的塑料块内，使钢筋距四个侧面分别为15mm、30mm、60mm及90mm。
图1 标定块
（3）标定应在无外界磁场干扰的环境中进行。
（4）每次试验检测前均应对仪器进行标定，若达不到应有准确度，应送专业机构维修检验。
2．测区布置及要求
（1）混凝土结构钢筋分布状况调查的范围，应为主要承重构件或承重构件的主要受力部位，或钢筋锈蚀电位测试结果表明钢筋可能锈蚀活化的部位，以及根据结构检算及其它检测需要确定的部位。
（2）测区布置
1）按单个构件检测是，应根据尺寸大小，在构件上均匀布置测区，每个构件测区数不应少于3个，每个测区不少于10个测点；
2）对于最大尺寸大于5m的构件，应适当增加测区数量；
3）各测区应分布均匀，相邻两测区的间距不宜小于2m；
4）测区表面应清洁、平整、避开接缝、蜂窝及预埋件等部位。
5）每一测点宜读取2-3次稳定读数，取其平均值，精确值1mm；
6）对某一类构件的监测，可采取抽样的方法，抽样数不少于同类构件数的30%，且不少于3件，每个构件测区布置按单个构件要求进行。
7）对结构整体的检测，可先按构件类型分类，再按类型进行检测。
【实验步骤、内容】
测量
1．实验前应了解图纸，以确定钢筋的种类和直径。
2．进行保护层厚度测度前，应先在测区内确定钢筋的位置与走向，做法如下：
（1）将保护层测试仪传感器在构件表现平行移动，当仪器显示值最小时，传感器正下方即是所测钢筋的位置；
（2）找到钢筋位置后，将传感器在原处左右转动一定角度，仪器显示最小值时，传感器长轴线的方向即为钢筋的走向；
（3）在构件测区表面画出钢筋位置与走向。
3．保护层厚度的测度
（1）将传感器至于钢筋所在位置正上方，并左右稍稍移动，读取仪器显示最小值即为该处保护层厚度。
（2）每一测点值宜读取2~3次稳定读数，取其平均值，准确值1mm；
（3）应避免在钢筋交叉位置进行测量。
4．对于缺少资料，无法确定钢筋直径的构件，应先测量钢筋直径。
5．影响测量准确度的因素及修正
（1）外加磁场的影响，应避免。
（2）混凝土具有磁性，测量值需加以修正。
（3）钢筋品种对测量值有一定影响，需加以修正。
（4）不同的布筋状况，钢筋间距影响测量值。
（5）仪器测量直径档的选择：
两根钢筋横向并在一起，等效直径d等效=d1+d2；
两根钢筋竖向并在一起，等效直径d等效=3/4（d1+d2）
两根钢筋横向并在一起 两根钢筋竖向并在一起
【实验结果计算】
1．测量数据处理
混凝土保护层厚度及其分布均匀性是影响结构钢筋耐久性的一个重要因素。对每一测量部位，可按下述方式来评判混凝土保护层厚度对结构钢筋耐久性的影响。
（1）根据某一测量部位各测点混凝土厚度实测值，按下式求出混凝土保护层厚度平均值
（精确值0.1mm）
式中：
为结构或构件测量部位测点混凝土保护层厚度，精确至1mm，n为测点数。
（2）按照下式计算确定测量部位混凝土保护层厚度特征值
（精确至0.1mm）
式中：
—测量部位测点保护层厚度的标准差，精确至0.1mm。
K—为合格判定系数值，按表1取用。
表1 混凝土保护层厚度合格判定系数值
n | 10~15 | 16~24 | ≥25 |
K | 1.695 | 1.645 | 1.595 |
（3）然后，根据测量部位实测保护层厚度特征值
与其设计值
的比值，混凝土保护层厚度对钢筋耐久性的影响评定按表2来判定。
表2混凝土保护层厚度对钢筋耐久性影响的评定标准
Dne/ Dnd | 评定标度 | 对结构钢筋耐久性的影响 |
＞0.95 | 1 | 影响不显著 |
0.85～0.95 | 2 | 有轻度影响 |
0.70～0.85 | 3 | 有影响 |
0.55～0.70 | 4 | 有较大影响 |
＜0.55 | 5 | 钢筋易失去碱性保护，发生锈蚀 |
备注 | Dne—实测保护层厚度特征值；Dnd—保护层厚度设计值 |
【实验主要仪器设备及材料】
钢筋混凝土保护层厚的测试仪；钢筋混凝土试件。其中混凝土保护层厚的检测仪器设备应满足下列要求：
1. 钢筋保护层测试仪应通过技术鉴定，必须具有产品合格证。
2. 仪器的保护层测量范围应大于120mm。
3. 仪器的准确度应满足:0~60mm,±1mm；60~120mm，±3mm；大于120mm，±10%。
4. 使用的钢筋直径范围应为6mm~50mm，并不少于符合有关钢筋直径系列规定的12个档次。
5. 仪器应具有在位置保护层厚度的情况下，测量钢筋直径的功能。
6. 仪器应能适用于温度0℃~40℃，相对湿度≤85%，无强磁场干扰的环境条件。
7. 仪器工作时应为直流电，连续正常工作时间不小于6h。
