При ремонте или восстановлении железобетонных конструкций часто требуется определить глубину залегания арматурных элементов. Это имеет большое значение для долговечности конструкции, поскольку от глубины закладки арматуры зависит стойкость конструкции от вредного влияния агрессивных внешних сред. В соответствии с ГОСТ 22904-93 для измерения таких параметров используются измерители толщины защитного слоя бетона, иногда называемые также арматуроскопами.

Немного о защитном слое бетона

Толщина защитного слоя устанавливается проектировщиком при расчёте длины закладных элементов, что необходимо для качественной анкеровки конструкций. Эта характеристика учитывает как условия эксплуатации (температура, относительная влажность), так и расчётную долговечность строения.

На выбор толщины влияют:

• Технология укладки арматуры.
• Уровень эксплуатационных нагрузок на железобетонную конструкцию.
• Характер конструкции – стена, балка, перемычка и т.д.
• Материал арматуры.

Обычно толщина защитного слоя бетона принимается в следующих пределах:

1. Для конструктивных элементов толщиной до 100 мм – не менее 10 мм, и не менее 1,0…1,5 максимального размера закладного элемента.
2. Для конструкций, толщиной не более 250 мм – 15 мм.
3. Для конструкций толщиной от 250 мм и выше – 20 мм.
4. Для сборного железобетона – от 30 мм (зависит от условий эксплуатации).

Следует отметить, что марка материала арматуры, а также вид её предварительной термообработки на выбор рассматриваемой величины не влияют, поскольку решающим является не уровень эксплуатационных напряжений в конструкции, а её устойчивость к воздействию внешних неблагоприятных факторов. Все эти факторы можно просканировать с применением измерителя толщины защитного слоя бетона.

Методы определения

Большинство методов неразрушающего контроля используют технологию взаимодействия электромагнитного поля, которое применяется и в измерителях защитного слоя бетона. По результатам контроля можно практически полностью восстановить утраченную по каким-либо причинам техническую документацию на конструкцию или сооружение в целом.

Все измерители толщины защитного слоя бетона используют индукционный способ, заключающийся в следующем.

Для замера необходимы две катушки индуктивности – манипулирующая (в приборе) и токопроводящая (в железобетонном элементе). Манипулирующая катушка запитывается переменным током, в результате чего создаётся переменное магнитное поле, сопровождающееся появлением вихревых токов Фуко. При введении в это поле элемента, содержащего в себе металл, возникает вторичное электромагнитное поле, действующее в противоположном направлении. В результате параметры первичного поля изменяются, что и фиксируется изменением силы результирующего поля в обмотках манипулирующей катушки.

Далее, в зависимости от конструкции измерителя защитного слоя бетона возможны два варианта:

• измерить вторичное напряжение в обмотке (по принципу трансформатора);
• измерить фактическое сопротивление обмотки.

Однако в любом случае будет использован эффект изменения параметра, который определяется размерами токопроводящей катушки, т.е., арматуры, её количества и способа укладки на определённой площади, анкеровки, формы и даже неоднородности материала.

Порядок работы с прибором

Современные измерители слоя бетона способны функционировать в следующих режимах:

1. Определения глубины закладки арматуры.
2. Определения поперечного размера закладного элемента.
3. Поиска мест расположения арматуры в бетоне.
4. Сканирования способа размещения арматурных элементов.

Прибор включает в себя основной электронный блок (где смонтированы манипулирующая катушка, усилитель, аккумуляторная батарея и графический дисплей), и тактильный датчик, подсоединяемый к блоку при помощи гибкого проводника с малым электросопротивлением. Шкала прибора тарирована в единицах длины, и, в зависимости от настройки, может показывать глубину залегания арматуры, её наличие на конкретном участке конструкции, а также размеры сечения закладных элементов. При начале работы датчик устанавливается на 0, а далее следует произвести минимум одно измерение, чтобы по результатам сравнения (первое измерение остаётся в памяти прибора) установить глубину защитного слоя бетона.

Для удобства работы интенсивность изменения электромагнитного поля отображается соответствующим звуковым сигналом.

Наиболее часто в качестве измерителей толщины защитного слоя бетона используются:

• измерители ИПА-МГ4, ИПА-МГ4.01 и «Поиск-2,5»;
• портативные электронные томографы А1220;
• арматуроскопы Novotest (Украина);
• толщиномеры ТС 300 (Китай);
• системы комплексного обнаружения арматурных стержней Profometer (Швейцария).

Сравнительные технические возможности вышеперечисленной техники представлены в таблице: