一、鋼筋銹蝕的成因
混凝土是堿性的,在混凝土完好的情況下會在鋼筋表面形成鈍化層,保護鋼筋不發(fā)生銹蝕,但如果混凝土炭化或者出現(xiàn)裂縫,空氣中的水分、氧氣、二氧化硫等物質(zhì)會接觸到鋼筋,發(fā)生電化學反應,引起鋼筋的銹蝕。
二、鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土結構性能的影響
主要體現(xiàn)在三方面。其一,鋼筋銹蝕直接使鋼筋截面減小,從而使鋼筋的承載力下降,極限延伸率減少;其二,鋼筋銹蝕產(chǎn)生的體積比銹蝕前的體積大得多(一般可達2~3倍),體積膨脹壓力使鋼筋外圍混凝土產(chǎn)生拉應力,發(fā)生順筋開裂,使結構耐久性降低;其三,鋼筋銹蝕使鋼筋與混凝土之間的粘結力下降。因此,鋼筋銹蝕對結構的承載力和適用性都造成了嚴重影響,由此帶來的維修與加固費用也是相當昂貴的。為此,結合水工建筑物安全檢測實踐,開展了水工混凝土中鋼筋銹蝕檢測技術及應用研究,目的是為水工建筑物的安全評價提供科學的依據(jù)。
三、檢測原理
鋼筋銹蝕的無損檢測方法主要分為三類:綜合分析法、物理檢測法、電化學檢測法。
電化學法:有多種種方法,我們儀器采用的是半電池電位法。
半電池法是一種電化學方法, “銅+硫酸銅飽和溶液”半電池,與“鋼筋+混凝土”半電池構成一個全電池系統(tǒng)。在全電位系統(tǒng)中,由于“銅+硫酸銅飽和溶液”的電位值相對恒定,而混凝土中的鋼筋因銹蝕產(chǎn)生的電化學反應會引起全電池電位的變化,,根據(jù)混凝土中鋼筋表面各點的電位評定鋼筋的銹蝕狀態(tài),該方法不受混凝土構件尺寸和鋼筋保護層厚度的限制。
圖 1 鋼筋銹蝕檢測儀示意圖
1.露出鋼筋部位 2.電壓儀 3.銅—硫酸銅半電池
四、鋼筋銹蝕檢測要點
(1)半電池電化學法判定的是發(fā)生銹蝕的概率(可能性),而不是銹蝕的實際狀態(tài)
(2)半電池法測定的是腐蝕電位,一方面測定中影響因素多。另一方面腐蝕電位也不是唯一表征因素,應配合其他方法和因素綜合分析,并配合剔鑿法驗證。
(3)半電池法是對銹蝕狀態(tài)概率的測定,不能判定銹蝕速度或銹蝕率:
銹蝕率可以反映銹蝕后的有效截面積
銹蝕速度可以反映發(fā)生銹蝕后的使用壽命 ----是設計人員最關心的問題
五、規(guī)程中的相應規(guī)定
1、中華人民共和國國家標準 GB/T50344-2004 《建筑結構檢測技術標準》規(guī)范中如下規(guī)定:
序號
|
鋼筋電位狀態(tài) (mv)
|
鋼筋銹蝕狀態(tài)判別
|
1
|
-350 -- -500 |
鋼筋發(fā)生銹蝕的概率95% |
2
|
-200 -- -350
|
鋼筋發(fā)生銹蝕的概率50%,可能存在坑蝕現(xiàn)象 |
3
|
-200 或高于 -200
|
無銹蝕活動性或銹蝕活動性不確定,銹蝕概率5% |
中華人民共和國行業(yè)標準 JGJ/T 152-2008 《混凝土中鋼筋檢測技術規(guī)程》
序號
|
鋼筋電位狀態(tài) (mv)
|
鋼筋銹蝕狀態(tài)判別
|
1 |
> -200 |
不發(fā)生銹蝕的概率>90% |
2 |
-200 -- -350 |
銹蝕性狀不確定 |
3 |
-<-350 |
發(fā)生銹蝕的概率>90% |
六、鋼筋銹蝕的現(xiàn)場檢測
第一步:布點
第二步 測試
選擇電位測試時,需要鑿開一處混凝土露出鋼筋,并除去鋼筋銹蝕層,把連接黑色信號線的金屬電極夾到鋼筋上,黑色信號線的另一端接銹蝕儀“黑色”插座,紅色信號線一端連電位電極,另一端接銹蝕儀“紅色”插座。
鋼筋銹蝕儀電位測量方式示意圖
選擇梯度測試時,不需要開鑿混凝土,用連接桿連接兩個電位電極,點距為20cm。
鋼筋銹蝕儀電位測量方式示意圖