路桥工程中混凝土钢筋锈蚀检测技术

浅析路桥工程中混凝土钢筋锈蚀检测技术
摘要：部钢筋锈蚀的检测技术，最后阐述了钢筋混凝土锈蚀的防治措施。

关键词：路桥工程；混凝土；钢筋；锈蚀；检测
中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：
一、路桥混凝土结构中钢筋锈蚀原因分析
氯离子对于混凝土内部钢筋的锈蚀作用机理，主要有以下几方面：
1.氯离子导致钢筋钝化保护膜失效。

由于钢筋的钝化保护膜是在混凝土原有的碱性环境下形成的，二氯离子进入混凝土后会导致碱性环境的破坏，氯离子不断吸附于钝化膜附近形成酸性环境，导致其保护作用逐步减弱。

2.氯离子在混凝土内部形成腐蚀电流，导致钢筋的电化学腐蚀。

由于钢筋混凝土钝化保护膜的破坏会导致腐蚀电位差的出现，而氯离子则大大降低了混凝土的电阻值，造成钢筋钝化保护膜边缘的腐蚀电流最大，促进了钢筋腐蚀的进一步发展。

此外，氯离子与钢筋中的铁结合形成具有水溶特性的氯化铁，氯化物不仅是一种钢筋腐蚀的催化剂，还属于较强吸湿作用的盐，会导致氯离子在混凝土内部的不断渗透，最终导致钝化保护膜的彻底破坏。

3.氯离子与水泥化学反应对钢筋锈蚀的影响。

由于水泥的主要成分铝酸三钙在特定的化学条件下会与渗入混凝土中的氯离子发生化学反应形成特性较为稳定的化学物，这可以降低混凝土中氯离子
的含量进而避免钢筋的锈蚀作用。

但是这种化学物质只有在碱性条件下才能保持稳定，当混凝土酸碱环境发生变化时，会导致期分解进而增加氯离子的含量，导致钢筋表面的氯离子浓度升高，对于防止钢筋锈蚀作用的发生是十分不利的。

4.氯离子在钢筋混凝土锈蚀过程中的阳极去极比作用对于钢筋腐蚀的化学反应，其实质是的阳极反应过程，即铁原子失去电子形成亚铁离子，亚铁离子如果不能及时脱离而累积与阴极表面会导致阳极反应的受阻，这一过程即为阳极极化过程。

但是如果而亚铁离子与氯离子结合形成氯化亚铁，则会促进阳极反应的发生，进而起到加速去阳极化的过程。

由于氯离子具有可溶性，当期与混凝土内部的氢氧根离子相遇时会生成难溶的氢氧化亚铁，导致混凝土内部生成铁锈，而氯离子随即与亚铁离子脱离继续作为催化剂促进去阳极化作用，造成循环连续的化学破坏过程。

二、混凝土内部钢筋锈蚀的检测技术
现阶段对于混凝土钢筋锈蚀的检测方法较多，应用较多的使用方法主要有以下几方面：
1.极化电阻法。

极化电阻法主要通过对混凝土内钢筋的极化电阻进行测量，并根据stern-geary公式计算钢筋的腐蚀速度。

利用极化电阻法可以比较直观的测量混凝土内钢筋的腐蚀速度，但是难于实现实施连续监测，而且在钢筋受到极化扰动的表面积的情况下也会影响测试数据的精度。

2.交流阻抗谱法。

交流阻抗法主要是通过测试混凝土内钢筋的阻
抗值，从而确定钢筋锈蚀情况以及锈蚀原因的信息，这种方法的测试精度较高，信息全面，但是由于测试设备价格较高，测试时间长而且数据处理复杂繁琐，难以作为现场的实时监测手段。

3.腐蚀电位法。

腐蚀电位法测试机理为通过半电池电位计测量
钢筋的腐蚀电位，进而对混凝土的综合腐蚀状况进行评定。

腐蚀电位法简单迅速，但是难以直接反映钢筋的腐蚀速度。

4.混凝土电阻率法。

通过混凝土电阻率测定仪来确定混凝土的电阻率，并以此为依据确定混凝土内部钢筋的锈蚀情况。

5.腐蚀电偶法。

腐蚀电偶法作为一种测试速度快，简单易行的测试方法，有利于长期连续观测。

其测试机理为通过待测钢筋和一个惰性辅助电极共同构成一个腐蚀电偶，然后采用零电阻电流表即可以直接获得腐蚀电偶的腐蚀电流值，进一步推算混凝土内钢筋的腐蚀速度。

6.恒电量法属于极化测量的范畴，但它主要通过测量恒电量下腐蚀电极极化电位随时间衰减的曲线，确定钢筋瞬时锈蚀速度。

恒电量法操作简单精度高，在测定钢筋锈蚀速度理论上比线性极化法更适合、精确。

三、钢筋混凝土锈蚀防治措施研究
1.高性能混凝土的利用。

根据相关调查研究造成混凝土内部钢筋锈蚀很大一部分原因是由于混凝土的锈蚀所造成的。

因此，在混凝土浇筑阶段采用高性能混凝土，由于其成分中含有可以有效减小混凝土内部空隙以及毛细孔的各种矿物组分，可以大大提高混凝土的
抗渗性能，有效的隔断氯离子在混凝土内部的渗透途径，实现混凝土的防腐性能。

2.提高混凝土的抗碳化能力，混凝土中水泥发生水化反应生成固态ca(oh)2，然后溶于混凝土孔隙水中与环境中的co2发生反应生成caco3。

要想提高混凝土的抗碳化能力一方面可以在混凝土配合比设计中适当提高公碳化物质水泥的用量，增加可碳化物质从而减缓碳化速度以达到延迟钢筋开始锈蚀时间。

另一方面，混凝土保护层表面抹上砂浆层以及防水涂料、瓷砖等保护措施。

3.提高混凝土材料抗氯离子侵蚀能力，已有研究表明粉煤灰、硅灰等材料有较好的吸附氯离子的能力，且粉煤灰混凝土具有更高的密实性，在混凝土配合比设计中掺入适量粉煤灰等材料以降低氯离子对混凝土的渗透侵蚀作用，从而增强混凝土的抗锈蚀能力。

4.使用新型的混凝土防腐涂料。

防腐涂料分为混凝土表面涂料与钢筋表面涂料两种，，其作用机理为通过在钢筋外部形成对氯离子渗透的隔层，避免锈蚀作用的发生。

现阶段钢筋混凝土防腐涂料主要有聚合物改性砂浆、渗透型涂层以及新型表面涂料几种。

由于聚合物改性砂浆具有优良的防渗透、高粘结、高强度以及高亢神的性能，因此在混凝土防腐涂料中使用较多。

渗透性的混凝土涂层则主要是通过其对于混凝土具有一定的渗透性，并在渗入混凝土内部后与混凝土内部组分发生化学反应，进而起到将混凝土空隙堵塞的作用，或者是由渗透型涂层形成连续型的水膜避免钢筋的锈蚀。

混凝土钢筋表面涂层则主要采用环氧树脂，将钢筋与空气、水等可能造
成钢筋锈蚀的外界条件隔绝。

5.混凝土钢筋阴极保护措施。

阴极保护主要有外加电流与阳极损耗两种方法。

外加电流的保护方式主要是利用电化学反应的原理，将混凝土中的钢筋作为阴极，额外通过其他的不溶性的辅助电极在外加电流的作用条件下，促使混凝土中的钢筋附近聚集大量的电子，在外加电流足够的条件下，就可以有效的避免电化学腐蚀作用的发生，制止钢筋的锈蚀。

阳极损耗法则是指采用具有较强还原特性的金属材料作为对钢筋的保护极。

由于通过与钢筋形成特殊的原电池，将还原性较强的阳极发生氧化而损耗，避免被保护钢筋的腐蚀作用。

6.电化学除氯的混凝土钢筋保护方式。

电化学除氯是一种在不破坏混凝土结构的前提下，通过外部的电场将渗入到混凝土内部的氯离子逐步清除，并通过外部电场将已经开始腐蚀的钢筋重新形成钝化保护膜的技术，这是一种作用效果较好、钢筋锈蚀修复较快而且投入较低的锈蚀修复技术。

四、结束语
由于混凝土内部钢筋锈蚀后会严重影响到混凝土的结构强度，影响混凝土结构物的正常安全使用。

由于造成混凝土内部钢筋锈蚀的原因较多，因此必须科学合理的分析混凝土出现钢筋锈蚀的原因，结合实际条件选择合理有效地防治措施，才能确保钢筋混凝土的防治效果得以实现。

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