SIR-3000-maatutkan soveltuvuus teräsbetonirakenteiden tutkimiseen

Abstract

Rakenteiden tutkimiseen on kehitetty useita ainetta rikkomattomia menetelmiä. Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia GSSI:n valmistaman SIR-3000-maatutkalaitteiston soveltuvuutta terästen paikantamiseen betonirakenteista. Työssä käytetty laite saatiin veloituksetta lainaksi Carement Oy:ltä.

Maatutkan toiminta perustuu sähkömagneettisiin pulsseihin, joita antenni lähettää tutkittavaan materiaaliin. Sähkömagneettisen pulssin energiasta osa heijastuu takaisin toisistaan sähkömagneettisilta ominaisuuksiltaan poikkeavista rajapinnoista. Vastaanotin havaitsee heijasteen ja mittaa heijastumiseen kulunutta aikaa. Tällä tavalla pystytään arvioimaan esimerkiksi teräksen sijaintia betonirakenteessa. Opinnäytetyö tehtiin käytännön tutkimuksena teräsbetonisissa taloja siltarakenteissa. Talorakenteista tutkittiin palkki-, seinä- ja pilarirakenteita sekä sandwich-elementti ja TT-laatta. Siltarakenteista tutkittiin pilari, kehäjalka, kansilaatta sekä reunapalkki. Laitteen tarkkuutta arvioitiin myös tutkimalla tunnettuja teräsbetonilaattoja laboratoriossa.

Tutkimusten perusteella voitiin todeta SIR-3000-maatutkalaitteiston soveltuvan hyvin teräsbetonirakenteiden tutkimiseen ja terästen paikantamiseen betonista. Ainoastaan antennin kelkan vaatima tila rajoittaa tutkimuksia ahtaimmissa kohteissa ja pienimmissä rakenneosissa. Laite tuo lisäarvoa betonirakenteiden tutkimiseen korjausrakentamisen sovelluksissa ja rakentamisen laadunvalvonnassa. Erityisesti tutkittaessa laajoja alueita on maatutka nopea ja kustannustehokas menetelmä esimerkiksi betonipeitepaksuuden määrittämisessä.

Several non-destructive research methods have been developed for investigating reinforced concrete structures. The purpose of this thesis is to examine the suitability of the SIR-3000 ground penetrating radar in such investigations. The device used was provided by Carement Ltd.

The ground penetrating radar (GPR) is a geophysical method which uses radar pulses to imagine the subsurface. It uses electromagnetic radiation and detects the reflected signals from the subsurface. This way it is possible to detect the position of rebars in concrete structures. The study was carried out with practical research and the research sites in question were reinforced building and bridge concrete structures. Building structures included in the research were column, beam, wall, sandwich panel and TT-slab and bridge structures were rigid frame bridge wall, edge beam, bridge deck and column. The functionality of the equipment was also assessed by examining well-known reinforced concrete slabs in laboratory conditions.

Based on this research, it can be concluded that the SIR-3000 GPR device is suitable for investigating reinforced concrete structures and for locating rebars in concrete. The device is beneficial for examining concrete structures in building renovation solutions and in construction quality control. The GPR is an especially cost-effective method in determining concrete covers from vast areas.