Návod 5a

5 Elektromagnetické indikátory výztuže
5.1. ÚVOD
Ve stavební praxi se často setkáváme s potřebou najít a lokalizovat výztuž
v železobetonové konstrukci. Nejčastěji využíváme elektromagnetické indikátory výztuže.
Výhodou metody je její čistě nedestruktivní charakter, na druhou stranu má ovšem i určitá
omezení.









K nejčastějšímu využití metody v praxi patří:
Stanovení množství a polohy výztuže při průzkumu existujících železobetonových
konstrukcí, od nichž se ztratily plány. Některé přístroje umožňují rovněž zjištění průměru
výztuže.
Zjištění, zda je beton vůbec vyztužen.
Ověření, zdali je výztuž na správném místě.
Kontrola kvality nově prováděných konstrukcí, zejména z hlediska dodržení předepsané
krycí vrstvy. Moderní přístroje umožňují nastavení konstanty pro předepsané krytí, při
jehož nedodržení se ozve zvukový signál – to umožňuje efektivní a rychlé ověření krytí.
Lokalizace výztuže v případech, kdy je nutné v konstrukci vyvrtat prostupy nebo odebrat
vzorky.
Mezi omezující faktory patří:
Dosah přístrojů – při použití běžných sond 60 mm až 100 mm, při použití hloubkových
sond 150 mm až 220 mm.
Ovlivnění sousední výztuží – pokud jsou vložky „příliš“ blízko sebe (v závislosti na
průměru výztuže a velikosti krycí vrstvy).
Blízkost silných elektromagnetických polí, např. od elektrické trakce. Tato
elektromagnetická pole mohou měření přímo znemožnit.
Pomocí elektromagnetických indikátorů nelze zjistit výztuž v druhé rovnoběžné vrstvě,
druh výztuže ani míru koroze výztuže.
5.2. PRINCIP METODY
Všechny typy vyhledávačů kovů jsou založeny na elektromagnetickém principu. Vlastní
konstrukce (provedení) vyhledávačů je tvořena dvěma částmi: sondy (vyhledávací hlava) a
elektronických obvodů, které jednak generují signál pro buzení vyhledávací hlavy a jednak
vyhodnocují přijímaný signál. Vyhledávací hlavy obsahují jednu nebo několik cívek
buzených časově proměnným elektrickým proudem. Tyto cívky vytváří (generují) časově
proměnné primární magnetické pole, které proniká ke kovovému (hledanému) cíli. Primární
elektromagnetické pole je hledaným cílem deformováno a vytváří tak sekundární
elektromagnetické pole, které působí na přijímací cívku vyhledávací hlavy a indukuje v ní
elektrické napětí, které je dále zpracováno a vyhodnoceno elektronickými obvody.
Běžně užívanou metodou pro vyhledávání kovů je metoda, která využívá magnetických
vlastností hledaného materiálu. Tyto přístroje vyhodnocují změnu magnetického odporu
magnetického obvodu. Magnetické pole tohoto obvodu se uzavírá mezi pólovými nástavci
budící cívky a kovovým hledaným cílem. Princip metody je znázorněn na Obr. 5.1.A.
Stabilita měření je ovlivněna jednak závislostí magnetických vlastností jádra vyhledávací
cívky na teplotě, a též rušivými účinky cizích magnetických polí včetně magnetického pole
země.
1
V poslední době užívanou metodou je metoda založená na pulsně – indukční technologii,
která má cívky vyhledávací hlavy bez magnetického jádra a tudíž je odolná vůči výše
uvedeným vlivům. Princip měření a průběh magnetických siločar je znázorněn na Obr. 5.1.B.
A
B
Obr. 5.1 Princip měření pomocí sondy s feromagnetickým jádrem (A) a sondy s pulsně –
indukční technologií (B)
5.3. PŘEHLED PŘÍSTROJŮ
5.3.1.
Přehled přístrojů
Na trhu je celá řada indikátorů výztuže a kovů velmi rozdílných z hlediska kvality i ceny.
Každý zájemce o takový přístroj by měl vědět, jaké jsou klady a zápory této metody a jakou
přesnost při hledání výztuže či jiných zabudovaných prvků očekává. V zásadě platí, že od
levného přístroje nelze očekávat zázraky, ovšem jistá omezení mají i nejdražší přístroje.
Do kategorie profesionálních přístrojů dostupných na trhu patří (Obr. 5.2):
 PS 200 Ferroscan od firmy Hilti;
 Profometer PM-6 (600, 630, 650) od firmy Proceq;
Výhodou těchto přístrojů je kromě vysoké přesnosti a celé řady funkcí včetně stanovení
krytí a průměru výztuže rovněž možnost skenování povrchu a následného vyhodnocení dat v
PC. Detektor PS 200 Ferroscan (Hilti) umožňuje navíc bezdrátový přenos dat, což usnadňuje
měření. Vzhledem ke své konstrukci je však určen spíše pro větší plošné prvky. Pro měření
krytí a průměru se zase lépe uplatní Profometer PM-6.
Obr. 5.2 Profesionální přístroje pro vyhledávání výztuže – vlevo PS 200 Ferroscan od firmy
Hilti [2], vpravo Profometer PM-630 od firmy Proceq.
2
Ze starších profesionálních přístrojů se můžeme setkat s nižšími modely Profometer 3 a
Profometer 4 – Obr. 5.3. tyto přístroje obsahují kromě základní sondy ještě sondu průměrovou
a hloubkovou, což umožňuje nalézt výztuž až do hloubky 180 mm (přibližně).
Obr. 5.3 Starší modely od firmy Proceq - Profometer 3 a Profometer 4
Všechny profesionální přístroje jsou určeny pro specializované firmy a jejich cena je
poměrně vysoká. Proto v poslední době přicházejí výrobci s detektory střední cenové
kategorie, od 20 tisíc Kč do 50 tisíc Kč. Jedná se např. o:
 Wallscanner D-tect 150 Professional od firmy Bosch, multidetektor s dosahem do 150
mm.
 Profoscope od firmy Proceq, který se vyznačuje dobrou rozlišitelností výztužných vložek i
ve větší hloubce (60 mm až 80 mm).
5.4. PŘÍPRAVA MĚŘENÍ A ZÁSADY MĚŘENÍ [ČSN 73 2011]
5.4.1.
Příprava měření
Před měřením se uživatel musí dokonale seznámit s použitým typem přístroje a návodem
od výrobce, který zpravidla udává i postupy měření pro jednotlivé případy uložení výztuže.
Doporučuje se nejdříve na modelu prvku včetně výztuže nejdříve prověřit citlivost
přístroje, zejména při složitějších případech, kdy jsou pruty výztuže blízko vedle sebe, nad
sebou, anebo se navzájem kříží. Měřením na maketě prvku se ověří všechny údaje udávané
výrobcem, např. kalibrační vztahy pro stanovení krycí vrstvy, rozlišitelnost prutů
probíhajících blízko sebe, stanovení průměru výztuže apod., případně se vytvoří vlastní
kalibrační vztahy pro daný případ vyztužení, které mohou zohlednit ovlivnění měření okolní
výztuží. K moderním přístrojů, výrobci většinou dodávají kalibrační bloky, kde je výztuž o
průměru 16 mm zalita do bloku, aby měla z každé strany různé krytí.
Pokud není známé složení betonu, je třeba se přesvědčit, zda beton neobsahuje prvky
magnetického charakteru. Magnetický charakter betonu nemusí způsobit pouze magnetické
kamenivo ale např. také pucolán, létavý popílek a jiné materiály. Moderní přístroje by si měly
s materiály projevujícími magnetický charakter poradit. Specifickým případem je použití
rozptýlené výztuže z ocelových vláken – drátků, které v podstatě znemožní nalezení
výztužných vložek.
3
5.4.2.
Zjištění polohy výztuže
Zjišťováním polohy výztuže se rozumí rozpoznání její přítomnosti v betonové konstrukci a
její průběh (případně tvar) bez ohledu na druh oceli, průměr výztuže a krytí.
Při měření se posouvá sonda po líci vyšetřované konstrukce a hledá se maximum ukazatele
měření, ať už se jedná o výchylku nebo číselnou hodnotu. Maximum se objeví, pokud je osa
sondy rovnoběžná s prutem nebo skupinou prutů výztuže při minimální vzdáleností od ní.
Poloha výztuže se zakreslí přímo na zkoušenou betonovou plochu, anebo na přilepenou fólii.
Při hledání polohy výztuže je důležité postupovat systematicky. Ve většině případů jsme
schopni odhadnout předpokládaný směr hlavní výztuže, rozdělovací výztuže nebo třmínků,
které vzájemně tvoří souřadnicový systém. Zvolíme zkušební plochu a pohybujeme sondou
kolmo k předpokládanému směru hledané výztuže. Obvykle začínáme z tím druhem výztuže,
který se nachází blíže k povrchu – např. u sloupů nebo trámů se jedná o třmínky. Hodnota
ukazatele měření je totiž ovlivněna vzdáleností od výztuže více než průměrem výztuže.
Teprve až přesně určíme polohu třmínků, pohybujeme sondou mezi nimi (aby neovlivňovaly
měření) kolmo k předpokládanému směru hlavní výztuže.
Sondy mohou mít buď bodový (nezávisí na natočení sondy) nebo směrový charakter. Při
použití sondy se směrovým účinkem je možné pootáčením sondy v místě maximálního
ukazatele měření zjistit i směr průběhu výztuže.
5.4.3.
Zjištění tloušťky krycí vrstvy
Na měření se mají použít pouze citlivé přístroje, Při měření je nejdůležitější skutečnost,
zda je měřený prut osamocený, anebo jsou v jeho blízkosti pruty (rovnoběžné nebo kolmé).
Měření na osamoceném prutu o známém průměru dává jednoznačné výsledky. Z
naměřeného ukazatele (výchylka, číselná hodnota) se krytí určí podle kalibračního vztahu. U
novějších přístrojů stačí nastavit průměr výztuže a výstupem je přímo hodnota krytí.
Prut je považován za osamocený, pokud ukazatel přístroje není ovlivněn sousední výztuží
(rovnoběžnou, kolmou) o více než 5 %. Nutná minimální vzdálenost sousední výztuže se určí
měřením na modelu. Pokud tato vzdálenost není dodržena, ukazuje přístroj menší krytí, než
ve skutečnosti je (více prutů ve větší hloubce se chová jako jeden prut v menší hloubce).
Pokud potřebujeme velmi přesně změřit velikost krytí výztuže v hustě vyztuženém prvku, u
kterého však známe rozmístění výztuže podle výkresové dokumentace, musíme předem
provést kalibrační měření na maketě prvku vyztužené naprosto stejným způsobem a následně
provést korekci.
Ne vždy známe průměr výztuže, který je důležitým parametrem při stanovení velikosti
krytí. Pokud by např. skutečný Ø výztuže byl 20 mm a krytí by se vyhodnotilo podle
kalibračního vztahu pro Ø 16 mm, vyšlo by krytí menší než ve skutečnosti je. Pokud se však
alespoň přibližně podaří průměr výztuže odhadnout nebo nedestruktivně změřit, je zkreslení
měření krycí vrstvy relativně malé.
Pokud je krytí velmi malé, nedá se zpravidla ukazatel přístroje vyhodnotit. Sondu je třeba
vypodložit destičkou z nemagnetického materiálu o známé tloušťce, která se pak odečte od
velikosti krytí udávané kalibračním vztahem nebo přístrojem.
5.4.4.
Odhad průměru výztuže
Odhad průměru výztuže se u starších typů přístrojů prováděl dvojím měřením za pomocí
vložené destičky. Moderní přístroje jsou obvykle vybaveny průměrovou sondou, podmínkou
úspěšného měření (odhadu) průměru výztuže je dostatečná vzdálenost sousedních prutů v
obou směrech.
4