鋼筋銹蝕儀的檢測(cè)方法介紹

　　導(dǎo)讀：鋼筋腐蝕測(cè)量?jī)x是一種重要的腐蝕檢測(cè)和電化學(xué)測(cè)量?jī)x器，在電極過程動(dòng)力學(xué)、電分析、電解、電鍍、金屬相分析，金屬腐蝕速度測(cè)量和各種腐蝕與防腐研究，以及電化學(xué)保護(hù)參數(shù)測(cè)試等方面具有廣泛的用途。
　　
　　可以獨(dú)立使用，也可輔以X-Y記錄儀，直流示波器對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器，信號(hào)發(fā)生器等進(jìn)行多種動(dòng)態(tài)和靜態(tài)，暫態(tài)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，適于工廠企業(yè)，科研院所和高等院校從事工業(yè)檢測(cè)，失效分析，科學(xué)研究，教學(xué)實(shí)驗(yàn)和新產(chǎn)品開發(fā)及各種測(cè)量之用。
　　
　　對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土中的鋼筋銹蝕程度進(jìn)行非破損檢測(cè)，在發(fā)生銹蝕和引起重大事故前預(yù)先發(fā)現(xiàn)。
　　
　　一、鋼筋銹蝕檢測(cè)要點(diǎn)
　　
　　在鋼筋銹蝕的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，要綜合各方面的因素進(jìn)行考慮。
　　
　?、僦車h(huán)境的調(diào)查。對(duì)于鋼筋銹蝕的結(jié)構(gòu)，應(yīng)對(duì)其所處的地理位置、氣候特點(diǎn)、周邊環(huán)境等進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查，包括是否地處沿海地帶，周圍是否建有化工廠，有無(wú)工業(yè)廢氣、廢料、廢渣的排放等。
　　
　?、谑┕み^程的調(diào)查。真實(shí)準(zhǔn)確地了解混凝土結(jié)構(gòu)的整個(gè)施工過程，是調(diào)查鋼筋銹蝕起因的重要環(huán)節(jié)，具體包括混凝土的水泥安定性是否合格；施工用的水、砂、石和外加劑是否含有超標(biāo)的化學(xué)物質(zhì)；集料的雜質(zhì)含量是否過大；施工用料有否混合堆放；鋼筋綁扎前有無(wú)明顯銹蝕現(xiàn)象。
　　
　?、蹣?gòu)件碳化深度的檢測(cè)。這是判斷鋼筋銹蝕起因和衡量混凝土密實(shí)度的重要參數(shù)。對(duì)于大面積鋼筋銹蝕的工程，應(yīng)增加對(duì)各類構(gòu)件碳化深度值的采集數(shù)量，使鋼筋銹蝕部位的碳化深度值能與正常值作明確對(duì)比。
　　
　?、軜?gòu)件裂縫的檢測(cè)。由于鋼筋銹蝕通常在表面混凝土開裂或脫落后才被發(fā)覺，而不同的起因會(huì)使混凝土裂縫具有各種不同的特征，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)應(yīng)對(duì)裂縫的種類作出初步判斷，如是氯離子含量超標(biāo)所導(dǎo)致，則裂縫的走向應(yīng)是沿鋼筋方向開裂；如因堿集料反應(yīng)所導(dǎo)致，則鋼筋外露銹蝕時(shí)裂縫會(huì)呈不規(guī)則龜裂狀；現(xiàn)場(chǎng)施工處理不當(dāng)?shù)?，?huì)形成有缺陷的施工裂縫。
　　
　　⑤鋼筋銹蝕狀況的普查。當(dāng)建筑物構(gòu)件中發(fā)生大面積鋼筋銹蝕時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的方位、使用功能和使用情況，對(duì)各種鋼筋的銹蝕程度采用分級(jí)評(píng)估的方式進(jìn)行普查和統(tǒng)計(jì)，以作為結(jié)構(gòu)修復(fù)的重要依據(jù)，并分析獲得鋼筋銹蝕構(gòu)件的分布規(guī)律。
　　
　?、掬摻詈突炷恋牟杉?。在鋼筋銹蝕的各類混凝土構(gòu)件中，選擇銹蝕程度較嚴(yán)重且非主要受力部位的鋼筋將其替換，以檢查鋼筋的化學(xué)性能對(duì)鋼筋銹蝕處的混凝土也應(yīng)進(jìn)行取樣，為實(shí)驗(yàn)室的各類化學(xué)分析提供試樣。
　　
　　二、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)
　　
　?、黉摻钿P蝕檢測(cè)方法的綜合分析
　　
　　混凝土中鋼筋銹蝕的非破損檢測(cè)方法有分析法、物理法和電化學(xué)方法3大類。分析法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的鋼筋直徑、保護(hù)層厚度、混凝土強(qiáng)度、有害離子的侵人深度及其含量、縱向裂縫寬度等數(shù)據(jù)，綜合考慮構(gòu)件所處的環(huán)境情況，以推斷鋼筋銹蝕程度。
　　
　?、?strong>鋼筋銹蝕程度檢測(cè)
　　
　　電池電位法是1950年代以來應(yīng)用廣泛的鋼筋銹蝕檢測(cè)方法，一直被用來評(píng)定混凝土中鋼筋的銹蝕情況。其基本原理閉是，在陽(yáng)極和陰極區(qū)之間一定存在著電位差以使電子流動(dòng)并導(dǎo)致鋼筋的銹蝕。通過測(cè)量鋼筋和一個(gè)放在混凝土表面的半電池(參比電極)之間的電位差來預(yù)測(cè)鋼筋可能的銹蝕程度。
　　
　　三、鋼筋銹蝕速率檢測(cè)
　　
　?、倩炷岭娮铏z測(cè)法
　　
　　混凝土電阻檢測(cè)法是用來檢測(cè)鋼筋在混凝土內(nèi)部腐蝕速率的一種方法。其檢測(cè)原理是：由于腐蝕是一個(gè)電化學(xué)過程，它包括以離子形式流動(dòng)于陽(yáng)極與陰極反應(yīng)區(qū)域之間的混凝土的電流；鋼筋失鈍化以后，其銹蝕速度既依賴于氧氣對(duì)陰極反應(yīng)的供應(yīng)，也依賴于混凝土的電阻，它決定了離子在陰陽(yáng)極之間的轉(zhuǎn)移速度；而混凝土電阻又依賴于混凝土微觀結(jié)構(gòu)和水飽和度，混凝土的電阻越大，則離子電子流越低，腐蝕速率越低。
　　
　?、诰€性極化法
　　
　　在研究混凝土中鋼筋腐蝕速率的電化學(xué)方法中，線性極化法是簡(jiǎn)單的一種。該方法儀器簡(jiǎn)便，測(cè)量速度快，而且結(jié)果容易處理，非常適合現(xiàn)場(chǎng)使用。此法主要基于Stem一Geary公式，在被測(cè)鋼筋外加一恒定電位，在保證擾動(dòng)信號(hào)足夠的條件下使電壓與電流之間滿足線性關(guān)系，即對(duì)混凝土中鋼筋加一個(gè)很小的電化學(xué)擾動(dòng)并測(cè)量其反應(yīng)，從所測(cè)反應(yīng)可以得到受擾動(dòng)鋼筋的銹蝕速率。運(yùn)用擾動(dòng)來測(cè)量銹蝕速率的常用方法是線性極化電阻法。
　　
　　根據(jù)已有的研究成果及實(shí)際檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，在用線性極化法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，需要注意以下問題:l)混凝土保護(hù)層/砂漿保護(hù)層造成的歐姆降對(duì)極化電阻的測(cè)試有較大影響，尤其當(dāng)其處于不飽和水狀態(tài)時(shí)。因此，應(yīng)根據(jù)混凝土/砂漿的水灰比，使其充分濕潤(rùn)一定的時(shí)間，不至于低估了銹蝕速率。2)線性極化的電位掃描速率對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定的影響，隨著掃描速率的增大，腐蝕速率增大一般可采用10mw/min左右的掃描速率。3)受到極化的被測(cè)鋼筋表面很難估測(cè)，通常可用二次輔助電極限制一次輔助電極的電力線，使受到極化的鋼筋局限在一次輔助電極的正下方。
　　
　?、劢涣髯杩狗?br />　　
　　交流阻抗法的基本原理是:基于混凝土一鋼筋的簡(jiǎn)化模型，通過在不同頻率上外加小幅交流電壓(電流)信號(hào)，從電壓(電流)響應(yīng)來對(duì)鋼筋的銹蝕情況進(jìn)行測(cè)量鋼筋混凝土界面是一種復(fù)雜的界面，往往因?yàn)闈舛炔顦O化或界面的不均勻使阻抗與頻率的函數(shù)關(guān)系變得十分復(fù)雜。即便只考慮混凝土材質(zhì)本身的不均勻性，也會(huì)使阻抗譜明顯有別于簡(jiǎn)單的鋼筋溶液界面，故求解動(dòng)力學(xué)參數(shù)困難。這種方法目前尚處試驗(yàn)階段。
　　
　　通過對(duì)比可知，線性極化法給出的信息量大、銹蝕速率較為可靠，儀器相對(duì)廉價(jià)，操作簡(jiǎn)單，耗時(shí)短，技術(shù)成熟。目前，基于線性極化技術(shù)開發(fā)的無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，已經(jīng)開始得到廣泛應(yīng)用，但是這些檢測(cè)設(shè)備所得到的結(jié)果差別比較大，通常需通過其他方法(如失重法)進(jìn)行校核，給工程技術(shù)人員準(zhǔn)確判斷鋼筋銹蝕的狀況帶來不便。盡管還有諸多問題有待解決，線性極化法仍是簡(jiǎn)便易行適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)條件的鋼筋銹蝕速率的無(wú)損失檢測(cè)技術(shù)。