[其他]無損電測混凝土層厚度的方法和裝置

無效

• 申請號: 85100680
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100680B
• 公開（公告）日: 1986-07-02
• 發明（設計）人: 鐘世航
• 申請（專利權）人: 鐵道部科學研究院鐵道建筑研究所
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 鐵道部科學技術情報研究所鐵路專利咨詢服務中心
• 代理人: 張耀山

本發明是一種無損檢測混凝土層厚度的方法和裝置，該混凝土層是指覆蓋于某介質上的素混凝土層或含有鋼筋的混凝土層。這種測量方法適合于測量2～150cm厚的素混凝土層或者含有鋼筋的混凝土層，尤其適合于檢測表面凹凸不平或為曲面、或混凝土所被覆的介質表面不平的地下洞室內噴射混凝土層的厚度。

對于被覆在巖面、土層上的混凝土層，無損檢測其厚度通常是用鉆孔丈量的辦法。對于噴射混凝土，還可在噴射之前在巖面上固定測釬或其他標幟物作為施工時控制噴射厚度的標準。在國內和國外有關設計和施工的規定中，都規定了在混凝土中鉆檢查孔或埋測釬的方法和數量。例如國家基本建設委員會1979年頒布的“錨桿噴射混凝土支護設計施工規定”、國家計劃委員會1985年即將頒布的“中華人民共和國國家標準-錨桿噴射混凝土支護設計施工及驗收規范”，日本國有鐵道建設局等單位于1983年3月執行的“新奧法施工指南”（草案）等，都是這樣規定的。按照鐵路隧道噴錨技術規則要求，1公里單線隧道噴錨襯砌，至少需檢測450個點，雙線隧道則要檢測1300個點。

采用鉆孔直接丈量的方法，破壞了混凝土結構本身，費工費時，在工程完工時，驗收檢查則更覺不便。尤其當被覆或襯砌背后有防水板等物時，無論鉆孔或是插釬，都不允許使用。

利用聲波或超聲波反射測量混凝土厚度的方法，雖然也屬于無損檢測，但它目前僅適用于測量表面平整，其被覆的基層-巖石或土層-也較平整的30cm以上的厚混凝土層，對于薄層，特別是噴射混凝土層，則不能滿足工程的需要。（見焦作礦院采煤系編寫的“耿村隧道工程混凝土質量非破損檢測研究報告”）。

另外，也有人試圖用混凝土層與下伏層電阻率的差別來測量公路路面和橋面混凝土層的厚度。他們直接引用了在均勻、各向同性導電層下有無限大平面底層的數學模型，利用這數學模型導出的公式來測量上覆層的厚度，測量的條件是表面平整、基底也較平整厚度較大的公路路面和橋面。

例如，1972年美國PB報告（PB-210245）中發表的由Russell，JamesE.等提出的試驗報告“NondestructiveDeterminationofPavementThicknessusingElectricalResistivityTechniques”（“用電阻率技術來無損測定公路路面厚度”）中，介紹了有關的試驗方法。它是利用在一大木框（60″×25^９／16″）中設置的線狀電極（12″和24″長）放在剛澆灌的混凝土面上，使電極全部與路面接觸，在木框中逐個移動電極位置，測出若干個不同距離的電極得到的電阻率后，將它與混凝土層的電阻率ρ₁、混凝土所被覆的介質的電阻率ρ₂輸入電子計算機，利用在電性均勻、各向同性、無限大，等厚的導電介質下被覆的無限大平界面、電阻率相異的另一層的數學模型所導出的公式計算出混凝土的厚度，報告中引用的試驗是在厚8″的路面上進行的。報告指出，他們的試驗方法適用于基底可看作無限大平面，覆蓋層為在電性上均勻、各向同性、絕對的導電層的情況，故只對剛澆灌的路面才可測出準確結果，而不適用于已固化的混凝土路面。為保證接近上蓋層為電性均勻各向同性的施測前提條件，故采用線狀電極。但這種電極笨重，要求與所測混凝土表面有1～2英尺的接觸，故只適用于表面平整的平坦路面上。測量時要不斷改換電極在木框中的位置，然后用計算機計算結果，這種方法費時費力，所測厚度不能薄于5cm。自1973年以后，未見有進一步研究和使用的報導。有關測量混凝土構件、襯砌、被覆的手冊、規范中也未列入這種方法。

用物理方法量測混凝土厚度之所以困難，還由于混凝土本身是由粒徑大小不等的骨料和水泥水化固結而成的混合物，混凝土結構中還常有鋼筋，物理性質極不均勻，當層厚較薄時，這種不均勻性更為明顯。此外，其覆蓋的基面及噴射混凝土表面，也往往凸凹不平或為曲面，這給測厚帶來許多困難。

本發明的任務是要提供一種無損量測混凝土層厚度的方法，無論這種混凝土是新敷設的還是年代久遠的，有鋼筋的還是無鋼筋的，薄層的還是厚層的，表面是平整的還是不平的。

本發明的任務是以如下方式實現的，先結合附圖說明其原理：

圖1-測量視電阻率方法示意圖

圖2-對兩層電介質組成的斷面測量視電阻率示意圖

圖3-電極示意圖

其中1-絕緣帽2-導電管3-導電桿

4-導電橡膠帽5-彈簧

圖4-三極裝置電極系示意圖

其中1-絕緣固定架