钢筋锈蚀操作

钢筋锈蚀检测与KON-XSY钢筋锈蚀仪

濮存亭（北京市市政工程研究院 北京 100037）

一、钢筋的锈蚀

钢筋的锈蚀是指钢筋接触到周围的气体或液体后发生化学反应而使金属（或合金）腐蚀损耗的过程。钢筋腐蚀是由于在混凝土中形成了腐蚀微电池：阳极是进行氧化反应的金属，即发生锈蚀的钢筋部位，失去电子，阴极进行还原反应，得到电子，电解液是混凝土的孔溶液，传输电子，使阴极和阳极连接起来。

由腐蚀电池的电化学反应过程可以看出，钢筋的锈蚀即腐蚀电池的发生需要三个条件：

第一，腐蚀电池阳极和阴极的存在

第二，混凝土保护层被碳化到钢筋表面，失去了对钢筋的保护作用

第三，钢筋表面必须有电化学反应和离子扩散所需要的水和氧气

混凝土的高碱性在钢筋表面形成一层致密的钝化膜，有效的保护钢筋，所以在正常情况下混凝土中的钢筋不会锈蚀。

钢筋锈蚀的无损检测方法主要分为三类：综合分析法、物理检测法、电化学检测法。

二、钢筋锈蚀的电化学方法—半电池电位法的测量仪器KON-XSY钢筋锈蚀仪

1、半电池电位法的原理

半电池电位法是通过测量钢筋的自然腐蚀电位判断钢筋的锈蚀程度。腐蚀电位是钢筋上某区域的混合电位，反映了金属的抗腐蚀能力。混凝土中的钢筋的活化区（阳极区）和钝化区（阴极区）显示出不同的腐蚀电位，钢筋在钝化时，腐蚀电位升高，电位偏正；由钝态转入活化态（锈蚀）时，腐蚀电位降低，电位偏负。

将混凝土中的钢筋看作是半个电池组，与合适的参比电极（铜/硫酸铜参考电极或其它参考电极）连通构成一个全电池系统，混凝土是电解质，参比电极的电位值相对恒定，而混凝土中的钢筋因锈蚀程度不同产生不同的腐蚀电位，从而引起全电池电位的变化，根据混凝土中钢筋表面各点的电位评定钢筋的锈蚀状态。

半电池电位法不受混凝土构件尺寸和钢筋保护层厚度的限制，与其他非破损或半破损方法结合使用，可以提高检测可靠性，腐蚀电位的测定仅是对腐蚀的几率判定，尚不能直接给出锈蚀率或锈蚀速度。

2、KON-XSY钢筋锈蚀仪

KON-XSY钢筋锈蚀仪由铜/硫酸铜半电池、电连接垫、电压仪和导线构成。用导线把钢筋和电压表一端连通，电压表的另一端与铜/硫酸铜参考电极连通，构成测量系统。辅助使用：钢筋位置测定仪。

3、半电池电位法的测量技术要点

▲测区与测位：测区面积不宜大于5m*5m，测区按网格状划分测点，网格尺寸宜为100mm*100mm——500mm*500mm，网格节点为电位测点，每种条件的测区数量不宜少于3个；测区中的测点数不宜少于20个，测点与构件边缘的距离应大于50mm。

▲半电池测定仪的一端与钢筋连接：若钢筋露在外面，可以方便的连接。否则，需要利用钢筋定位仪确定出一根钢筋的位置，剔除保护层后使钢筋外露，再进行连接。要求打磨钢筋表面，除去锈斑，并要保证仪器钢筋连接点处与测点的钢筋连通，使电路闭合，必要时可以用电压表检查测试区内任意两根钢筋之间的电阻值。

▲半电池测定仪的另一端与混凝土表面接触：测点混凝土表面应平整、清洁、无涂料、浮浆、污物或灰尘等；测区混凝土预先充分浸湿，保证电连接垫与混凝土表面良好耦合，测试时要求混凝土保持湿润。

▲测试测点的电位，电位读数变动不超过2mV，同一测点、同一支参考电极重复读数差异不得超过10mV。同一测点、不同参考电极重复读数差异不得超过20mV。

▲应避免外界各种因素产生的电流的影响，环境温度超出22——50℃时，应记录环境温度，并进行温度修正。

4、锈蚀结果表示方法

数据图标图、数据色谱图、电位等值区图等。

▲数值阵列：也可从处理软件中复制并粘贴原始数据的Excel列表

▲数据图标——用图标表示各测点数据

▲数据色谱图——用色谱表示各测点数据

▲等值区色谱图——插值法对测点数据细化后，将相同电位的区域用色谱表示

5、半电池电位值评估钢筋锈蚀程度的判据

依据《建筑结构检测技术标准》（GB/T 50344-2004） 序号 钢筋电位状况（mV）

钢筋状态 1

-350~-500 钢筋发生锈蚀的概率为95% 2

-200~-350 钢筋发生锈蚀的概率为50%，可能存在坑蚀现象 3 -200或高于-200 无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定，锈蚀概率5%

6、要点

（1）电化学法判定的是发生锈蚀的概率（可能性），而不是锈蚀的实际状态。

（2）电化学法测定的是腐蚀电位，一方面测定中影响因素多，另一方面腐蚀电位也不是唯一表征因素，应配合其他方法和因素综合分析，并配合剔凿法验证。

（3）电化学法是对锈蚀状态概率的测定，但不能判定锈蚀速度或锈蚀率，锈蚀率可以反映锈蚀后的有效截面积，锈蚀速度可以反映发生锈蚀后的使用寿命。

7、不同钢筋锈蚀测试技术的结合使用

各种钢筋锈蚀的检测技术，都具有各自的特点。但是目前还没有找到一种有效的方法可以既能判断锈蚀的位置，又能准确地判断出锈蚀量的多少，还能建立钢筋锈蚀量和构件承载性能之间的关系，为此，可以综合应用分析法、物理法、电化学方法，确定构件中钢筋的锈蚀程度。例如，混凝土电阻率的测定和半电池电位图相结合，将使钢筋的锈蚀检测更加准确。必要时应结合剔凿或钻孔检查，测量具体锈蚀部位的保护层厚度；观察钢筋锈蚀程度、测算出锈蚀面积比；对于全面锈蚀的情况，检测钢筋的截面损失率。 康科瑞2007.11.16