混凝土结构中钢筋锈蚀检测技术探讨

混凝 土结构 中， 随着使 用环 境和力 学载荷 等损 伤因 素的长 期共 同作用 ， 其 内部钢 筋会 发生锈 蚀， 必然 会严重 影 响结构 的使用 性 能。 种影 响主 要表现 在 这 三个方 面 ： 先， 筋锈蚀 产生 的体 积 比锈蚀前 的体 积大 得 多， 首 钢 一般可 达 ２ ３ ～ 倍 ， 积膨胀压 力使钢 筋外 围混 凝土产 生拉应 力， 生顺筋 开裂， 体 发 从而使 结构耐 久性 降低 ： 其次 ， 筋锈 蚀直接 导致钢 筋截 面减 少， 钢 从而使 钢筋 的承 载力下 降， 极限延伸 率减少 ： 第三， 钢筋锈蚀 使钢 筋与混凝 土之 间的粘 结力下 降， 而钢 筋锈 蚀 带来 的维修 与加 固费用 是相 当 昂贵 的 。 因此 ， 了给 建筑物 的 安全评 价提供 为 科 学 的依据 ， 钢筋 锈 蚀检 测技 术 的研 究 具有 十分 重要 的 意义 。 对
求就 是要 与钢筋 有一 个 良好 的接 触 以及一 个高量 度 范围 的电压表 。 外， 此 在现 场检测 中， 钢筋 的 电位 还 受到 以下因 素影响 ：） １检测环 境，／ Ｈ盐类 以及 有害 ￣ｐ， ｌ 介 质含量 等 ：） ２ 环境温 度及 混凝土表 面情况 ：） ３氧气 含量 ：） 筋的类型 及其金 ４钢 属特性 ：５ 杂散 电流 的影 响 。这 些 因素在 检测 时都要 综 合考虑 ， ） 以保证检 测 结果 的可靠 性 。 （） ２ 钢筋 锈蚀速 率检 测
坏 ：
１ 混凝 土碳化 ， 中性化 。二 氧化碳 、二 氧化硫 等 气体及 其 他酸 性物 质 ） 即 通过 混凝土 的孔隙进入 混凝土 的 内部， 与混凝 土孔 隙溶液 中的氢氧 化钙等 发生 化 学反应 ， 致使 孔隙溶 液 的 ｐ Ｈ值 降低 ， 钢筋 出现 脱钝 现象 ， 导致钢 筋锈 蚀 。 ２ 混凝土 遭 受氯 污染 。氯污 染 可分成 内掺 型 和外 侵 型 。内掺 型 是指 混 ） 凝土 成型 时使用 了含 氯 的原 材料 ， 如海水 、海砂 或含氯 的外 加剂 等 ： 外侵 型是 指环 境中 的氯离子 通过 构件表 面侵 入到 硬化 的混凝 土 内部， 到达钢 筋表 面， 游 离 的氯离 子会 使钢 筋表 面的 钝化膜 破坏 。 ３ 环 境缺氧 。钝化膜 保 持完好 需要 一定 的氧 流量 。如 果氧 流量 过低 ， ） 钝 化膜 就 会 逐步 减 小 直至 完 全 消失 。另外 ， 散 电流 也 会 加速 钢 筋 的锈 蚀 速 杂
构 中钢 筋锈蚀检 测技术探讨
陈 昕
浙江 衢 州 ３ ４ ０ ） ２ ０ ０ （ 衢州 市建 设工 程质 量监督 站检 测 中心
［ 摘 要］ 筋锈 蚀 严重 影 响 了混 凝 土结 构 的承载 力 和 耐久性 ， 坏 了建 筑 的安全 使 用性 能 。如何 准 确对 钢筋 锈 蚀进 行检 测 具有 重要 的现 实意 义 。本文 钢 破 通过 分析 混凝 土 结构 中钢筋 发 生锈 蚀 的机理 ， 其检 测技 术 展开 探讨 分析 ， 提 出 了锈 蚀 检测 中 的若 干要 点 。 对 并 ［ 关键 词］ 筋锈蚀 混凝土 检 测技 术 机 理 钢 中图分 类号 ：４ ８１＋ Ｖ４ ． ５ １ 文献 标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０９ ９４ （０ ０ ２— １３ Ｏ １０ — １Ｘ ２ １）６ ０３ 一 １
作 为结 构修 复的重 要依据 ， 以此分 析获 得钢 筋锈蚀 构件 的分布 规律 。此外 ， 并 对 外观 完好 无裂缝 的构 件， 应按 一定 比例凿 开其钢 筋保 护层 ， 查对 比钢筋 的 检 表 面状 况 。 ３钢 筋锈 蚀 检测 技术 １ 、钢 筋 锈蚀 检 测 方 法综 合 分析 混凝 土 中钢 筋 锈蚀 的无损 检测 方法 有分析 法 、物理法 和 电化学 方法三 大 类 。分析 法是 根据 现场 实测 的保护 层厚 度、混 凝土 强度 、钢筋 直径 、有害 离 子 的侵 入深度 及 其含 量 、纵 向裂缝 宽度 等数 据， 综合 考虑 构件 所处 的环 境情 况 ， 以此推 断钢 筋锈 蚀 程度 ： 并 物理 方法 则主 要通 过测 定钢 筋锈 蚀 引起 电磁 、 电阻、 传 导、 波传播 等物理 特 性的变 化来 反映 钢筋 锈蚀情 况 ： 热 声 电化 学方法 是通 过测 定钢筋 混凝 土腐 蚀体 系的 电化 学特性 来确 定混凝 土 中钢 筋锈 蚀程度 或速 度 。 目前， 混凝 土钢 筋锈蚀 现场 检测 主要 采用 电化 学方法 ， 面对 其进行 下 具 体介 绍 。
２、 电化学 检 测
１混 凝 土中钢 筋 的锈蚀 机 理 新成 型混凝 土 的孔 隙溶 液 中含有 氢氧 化钙 ， Ｈ值较 高， 强碱性 。 在这 ｐ 呈
种 溶液 中， 筋表 面会 形成钝 化膜 处于 钝化状 态， 筋不会 发 生锈蚀 。但 当钝 钢 钢 化 膜遭 到破坏 时， 钢筋 则容 易锈蚀 。 下列情 况下钢 筋 表面 的钝化 膜可 遭到破 在
度 。 ２钢筋 锈蚀 检测 要 点 钢 筋混凝 土 结构钢 筋锈 蚀 的原 因多种 多样 ， 纳起 来不 外乎 环境 、材 料 归 和施 工三大 因素 ， 因此在钢 筋锈蚀 的现 场检 测 中， 综合各 方面 的因 素进 行考 要 虑。 １、 环 境 调查
（） 筋锈 蚀程度 检测 １钢 半电池 电位 法是应 用最广 泛的钢筋 锈蚀检 测方法 ， 一直被 用来评定 混凝土 中钢筋 的锈 蚀情 况 。 其基 本原 理是 ， 阴极和 阳极 区之 间一 定存在着 电位 差 以 在 使 电子流 动并导 致钢 筋的锈 蚀 。具体操 作 是通过 测量钢 筋和 一个 放在混 凝土 表面 的半 电池之 间的 电位 差 来预 测钢 筋可 能 的锈蚀 程度 。 对 于半 电池 电位法， 从理 论和 实践 方面 都已有 了大量 研究， 并且 已经 开发 出 了相 应 设备， 以在现 场 电位 检测 时进 行数 据采集 。 可 电位检 测方法 的重 要要