鋼筋(jīn)鏽蝕的檢(jiǎn)測方法(fǎ)及技術(shù)應用探(tàn)討
一(yī)， 鋼(gāng)筋鏽蝕機(jī)理(lǐ)
鋼筋混(hùn)凝土中鋼筋(jīn)發生鏽(xiù)蝕主要是(shì)電(diàn)化(huà)學反應的(dí)結果。混凝(níng)土澆注後(hòu)，水(shuǐ)泥的(dí)水(shuǐ)化(huà)反(fǎn)應產生強(qiáng)鹼環境，鋼筋會(huì)在(zài)該環境中(zhōng)發生氧(yǎng)化(huà)反應（又稱(chēng)鈍(dùn)化反(fǎn)應(yīng)），從(cóng)而(ér)在(zài)鋼筋的(dí)外表(biǎo)麵產(chǎn)生一層(céng)致密的(dí)氧(yǎng)化(huà)層(céng)，就是(shì)常說(shuō)的(dí)鈍(dùn)化膜(mó)。完整的鈍化膜(mó)能夠(gòu)將(jiāng)鋼筋(jīn)和(hé)外部環境(jìng)隔離開來，阻止(zhǐ)鋼(gāng)筋(jīn)的(dí)鏽蝕。
當(dāng)混凝(níng)土受(shòu)外(wài)力破壞(huài)或(huò)化學(xué)侵蝕造成鈍化(huà)膜局部消(xiāo)失時，失去保(bǎo)護的(dí)鋼(gāng)筋在具(jù)有氧氣和水(shuǐ)的環境中(zhōng)就會逐漸發(fā)生(shēng)鏽(xiù)蝕。主要(yào)有以(yǐ)下(xià)幾(jī)種常(cháng)見的因(yīn)素：
1， 氯(lǜ)化(huà)物
氯(lǜ)化物滲(shèn)透到鋼筋表(biǎo)麵(miàn)後，C1-的局(jú)部酸(suān)化(huà)作用(yòng)使(shǐ)鋼(gāng)筋表(biǎo)麵PH值下(xià)降(jiàng)，導(dǎo)致(zhì)鈍化膜的(dí)破壞(huài)。
2， 酸性(xìng)環境(jìng)
混(hùn)凝土處(chǔ)於酸(suān)性環境(jìng)中時(shí)，離子滲透(tòu)作(zuò)用(yòng)會逐漸改變鋼筋周(zhōu)圍(wéi)的PH環(huán)境(jìng)，當(dāng)PH值低於(yú)10的(dí)時(shí)候，鈍化(huà)膜被(bèi)加速(sù)破壞(huài)，鏽(xiù)蝕發生(shēng)。
3， 碳化(huà)
混(hùn)凝土(tǔ)碳化反映是環(huán)境氣體中(zhōng)的二氧(yǎng)化碳(tàn)向(xiàng)混凝土內部(bù)擴(kuò)散，當混凝(níng)土(tǔ)中含有(yǒu)水(shuǐ)分(fēn)時，產(chǎn)生酸(suān)性(xìng)環(huán)境，造(zào)成鏽(xiù)蝕發生的可(kě)能(néng)。
4， 應(yīng)力
一(yī)般混凝(níng)土構件都是(shì)用來承受(shòu)壓力，拉(lā)力，剪切(qiē)力等力的作(zuò)用。當應力作用(yòng)使鋼筋表(biǎo)麵發(fā)生(shēng)裂(liè)紋，就會導致(zhì)鈍(dùn)化膜的破壞，而且鋼(gāng)筋(jīn)周圍沒有從(cóng)新產(chǎn)生鈍(dùn)化(huà)膜(mó)的強(qiáng)鹼環(huán)境(jìng)時(shí)，鋼筋失(shī)去保護(hù)，會加速(sù)鋼(gāng)筋的鏽(xiù)蝕。
二， 鋼(gāng)筋(jīn)鏽(xiù)蝕檢測(cè)技術
長(cháng)期以來(lái)，國(guó)內外(wài)一(yī)直都在研究(jiū)鋼筋(jīn)鏽(xiù)蝕(shí)檢(jiǎn)測的方法，目前主要(yào)有以下幾種：
1， 電化學法(fǎ)
電(diàn)化(huà)學法是根據(jù)鋼筋(jīn)鏽蝕(shí)的電(diàn)化學(xué)特性(xìng)，通過一定的(dí)檢測方(fāng)法(fǎ)來測定(dìng)電參數，總結不同(tóng)鏽蝕情況下(xià)相應(yīng)的規律，從(cóng)而確(què)定(dìng)鋼(gāng)筋(jīn)的(dí)鏽(xiù)蝕(shí)程(chéng)度(dù)或(huò)速(sù)度(dù)。目前(qián)該類(lèi)方法(fǎ)主要有自(zì)然電位(wèi)法(fǎ)，交(jiāo)流阻抗法，綫(xiàn)性(xìng)極化(huà)法(fǎ)，混凝土表麵電阻率法，恒(héng)電量法，電化學噪聲法等。
1.1 自(zì)然電位法
自然電位法(fǎ)是現(xiàn)在(zài)應用(yòng)zui廣泛的鋼(gāng)筋鏽蝕檢(jiǎn)測方(fāng)法。把鋼(gāng)筋(jīn)混凝土作為電極，通過測(cè)量(liáng)鋼筋電極(jí)和(hé)參考電極的相當(dāng)電(diàn)勢(shì)來(lái)判斷(duàn)鋼筋的(dí)鏽蝕情(qíng)況(kuàng)。
自(zì)然電位法的優點(diǎn)是設備(bèi)簡單，操作方便(biàn)。缺(quē)點(diǎn)是隻能定性的判定鋼筋鏽蝕的可能程度，不能定(dìng)量(liáng)測量鋼(gāng)筋(jīn)鏽蝕比例(lì)；在(zài)混(hùn)凝(níng)土表麵(miàn)有(yǒu)絕(jué)緣體覆(fù)蓋(gài)或不能(néng)用水(shuǐ)浸潤(rùn)的情(qíng)況(kuàng)下不能(néng)使(shǐ)用(yòng)該(gāi)種方(fāng)法進行(háng)測試。
1.2 交(jiāo)流(liú)阻抗(kàng)法(fǎ)
交流(liú)阻(zǔ)抗(kàng)法(fǎ)是對(duì)混凝土構件施(shī)加一個(gè)小的(dí)交流(liú)信(xìn)號，通過(guò)測(cè)量和(hé)對比輸入(rù)與輸(shū)出信號振幅及(jí)相位之間(jiān)的(dí)關係來判(pàn)斷(duàn)混凝土(tǔ)電極體(tǐ)係(xì)的性(xìng)質(zhì)。它(tā)不(bù)僅(jǐn)可以(yǐ)確(què)定出電(diàn)極的各(gè)種電(diàn)化學參數(shù)，而(ér)且(qiě)可以(yǐ)確(què)定出電(diàn)化(huà)學反映(yìng)的控製步(bù)驟。通(tōng)過(guò)交流阻(zǔ)抗(kàng)譜隨時間(jiān)的演(yǎn)變(biàn)也可(kě)以研究(jiū)電(diàn)極(jí)過(guò)程的(dí)變(biàn)化規(guī)律(lǜ)。該方(fāng)法(fǎ)的缺(quē)點(diǎn)是，測量時間(jiān)較長，儀器設備(bèi)也比(bǐ)較昂貴，對低速率(shuài)鏽(xiù)蝕體係需要低(dī)頻交(jiāo)流信(xìn)號，測(cè)量(liáng)也有(yǒu)一(yī)定(dìng)的(dí)困難；分析方法(fǎ)復雜，測量(liáng)的(dí)阻抗譜與(yǔ)構(gòu)件的(dí)幾(jī)何尺(chǐ)寸(cùn)有關，不適(shì)合現場測試(shì)。
1.3 綫(xiàn)性極化法(fǎ)
綫(xiàn)性極(jí)化法(fǎ)以過電位很(hěn)小時(shí)（<10mV）過電位(wèi)與(yǔ)極(jí)化電(diàn)流呈(chéng)綫(xiàn)性(xìng)關係作為(wéi)理論依(yī)據。通過向測量(liáng)區域施(shī)加一個小(xiǎo)電(diàn)流(liú)，測量該電流引(yǐn)起(qǐ)的(dí)電(diàn)位變化，電位變化量(liáng)與電流(liú)之比稱(chēng)為(wéi)極(jí)化電(diàn)阻，極(jí)化(huà)電(diàn)阻與鏽(xiù)蝕電流成(chéng)反(fǎn)比(bǐ)。因(yīn)此測(cè)定出(chū)極(jí)化(huà)電阻(zǔ)可以求(qiú)得極化電流，根(gēn)據(jù)法拉第(dì)定(dìng)律可以將(jiāng)極(jí)化電(diàn)流(liú)轉換為(wéi)鋼(gāng)筋的損失量(liáng)。該(gāi)方(fāng)法(fǎ)測量方便快(kuài)捷(jié)，測試(shì)精(jīng)度較(jiào)高(gāo)。缺(quē)點是：現(xiàn)場(cháng)構件的(dí)計算(suàn)係(xì)數不(bù)容易(yì)準(zhǔn)確測定(dìng)；綫(xiàn)性極化測量是建立(lì)在(zài)已知測(cè)量(liáng)範圍(wéi)的基礎上，由(yóu)於測量時輸(shū)入信號(hào)會發(fā)生(shēng)側向(xiàng)擴(kuò)散，很(hěn)難準確(què)界(jiè)定測(cè)量範(fàn)圍(wéi)的(dí)大(dà)小(xiǎo)；儀器精(jīng)度(dù)要(yào)求(qiú)很(hěn)高(gāo)。
1.4 混凝土(tǔ)表(biǎo)麵電阻率法
鋼筋鏽蝕(shí)發生時(shí)，會產生電(diàn)子的遷(qiān)移(yí)，從而(ér)在(zài)混(hùn)凝(níng)土表(biǎo)麵發(fā)生電(diàn)子(zǐ)分布差(chà)異(yì)，通過測量(liáng)混凝土表(biǎo)麵的(dí)電(diàn)阻(zǔ)率分(fēn)布情況(kuàng)判斷(duàn)鋼(gāng)筋(jīn)的鏽蝕(shí)可(kě)能性(xìng)。該(gāi)方法受混凝(níng)土表麵水分含(hán)量和化學成分的(dí)影響。
2， 物理法
主(zhǔ)要(yào)是通過(guò)測定與(yǔ)鋼(gāng)筋(jīn)鏽蝕(shí)相關的(dí)電阻，電磁，熱(rè)傳(chuán)導(dǎo)，聲波傳播(bō)等(děng)物(wù)理特(tè)性的變化(huà)來反(fǎn)映(yìng)鋼筋(jīn)的(dí)鏽蝕狀況(kuàng)。常用方(fāng)法有電阻棒法，渦(wō)流探(tàn)測法，射(shè)綫(xiàn)法，聲發射(shè)探(tàn)測(cè)法(fǎ)等。該類方法(fǎ)的優點(diǎn)是操(cāo)作方便，受環境的影響較小。缺(quē)點是(shì)容易(yì)受(shòu)到混(hùn)凝土(tǔ)中(zhōng)其它(tā)損(sǔn)傷因(yīn)素的幹(gān)擾(rǎo)；而且建(jiàn)立物理測定指(zhǐ)標(biāo)和鋼筋鏽蝕量(liáng)之間的(dí)對(duì)應(yīng)關(guān)係(xì)比(bǐ)較困難。物理法目(mù)前主(zhǔ)要處(chǔ)於(yú)理論(lùn)研究階(jiē)段(duàn)，未見(jiàn)用於現(xiàn)場(cháng)檢(jiǎn)測。
三， 半電池自(zì)然電位法檢(jiǎn)測(cè)的優點(diǎn)
位(wèi)於(yú)離子環境(jìng)中(zhōng)的(dí)鋼(gāng)筋可(kě)以視為一個電極，鏽(xiù)蝕反應發(fā)生後，鋼筋(jīn)電極(jí)的電勢發(fā)生變(biàn)化(huà)，電(diàn)位大(dà)小直接反映鋼筋鏽(xiù)蝕(shí)情況。*，電池是一(yī)個陰極和一個陽(yáng)極構成，鋼筋(jīn)電極隻具有電池的一半(bàn)特(tè)征(zhēng)，所(suǒ)以被(bèi)稱為半電(diàn)池。在(zài)混(hùn)凝土(tǔ)表麵(miàn)放置一(yī)個電勢(shì)恒定的參(cān)考(kǎo)電極（硫酸銅(tóng)電極或氯化(huà)銀電極），和(hé)鋼筋電(diàn)極(jí)構成(chéng)一個電(diàn)池體，就可以通過測(cè)定(dìng)鋼(gāng)筋電(diàn)極和參(cān)考電(diàn)極(jí)之(zhī)間的相對(duì)電勢(shì)差得(dé)到鋼筋電極的(dí)電位分布(bù)情(qíng)況。總(zǒng)結電位分布和鋼(gāng)筋鏽(xiù)蝕間(jiān)的(dí)統計(jì)規(guī)律，就(jiù)可以(yǐ)通(tōng)過(guò)電位(wèi)測(cè)量結(jié)果判定(dìng)鋼(gāng)筋(jīn)鏽蝕情(qíng)況。
該(gāi)方(fāng)法操(cāo)作(zuò)簡(jiǎn)單，測(cè)試速度快，便(biàn)於連續測(cè)量(liáng)和長(cháng)時間(jiān)跟(gēn)蹤(zōng)，在(zài)各(gè)國應(yīng)用都(dū)比較廣泛，也(yě)是目(mù)前(qián)國內使(shǐ)用zui多的測試方(fāng)法(fǎ)。
四， 半電(diàn)池自(zì)然電位法的應用
依(yī)據GB/T50344-2004《建築結(jié)構檢測(cè)技(jì)術(shù)標準》中的(dí)電化(huà)學測(cè)定方法(fǎ)（自(zì)然電(diàn)位(wèi)法(fǎ)），北京(jīng)盛(shèng)世偉業(yè)研製(zhì)出的鋼(gāng)筋鏽蝕(shí)檢測設備“SW-3D鋼筋鏽蝕檢(jiǎn)測(cè)儀”，采用極化(huà)電極原理(lǐ)，通過(guò)銅/硫(liú)酸(suān)銅參考電極來(lái)測量混(hùn)凝(níng)土(tǔ)表麵電(diàn)位(wèi)，利用(yòng)通用的(dí)自(zì)然電位(wèi)法(fǎ)判定鋼(gāng)筋鏽蝕程度(dù)；
該(gāi)產品(pǐn)具有圖形(xíng)化(huà)測試界(jiè)麵(miàn)，測(cè)量直(zhí)觀，便捷；自(zì)動對測量(liáng)結果(guǒ)進行(háng)統(tǒng)計(jì)，幫助用戶判定等特點(diǎn)。技術(shù)指標與(yǔ)國外同類儀器相(xiāng)當：測(cè)量範(fàn)圍(wéi)±1000mv，分(fēn)辨率(shuài)1mV。
其(qí)主(zhǔ)要性能特(tè)點如下：
1. 操(cāo)作簡(jiǎn)便，測試(shì)結果(guǒ)以(yǐ)數(shù)字(zì)或圖形方(fāng)式顯示；
2. 測點讀數(shù)快速(sù)而(ér)穩(wěn)定，電位(wèi)讀(dú)數變(biàn)動不(bù)超(chāo)過(guò)2mv；
3. 鋼筋鏽蝕(shí)程(chéng)度(dù)分(fēn)9級(jí)灰度或(huò)色(sè)彩(cǎi)顯示；
4. 繪(huì)製(zhì)電位(wèi)等值(zhí)綫圖，等(děng)值(zhí)綫差值可(kě)設置（50mv～100mv）；
5. *的專(zhuān)業(yè)分析(xī)處理軟(ruǎn)件，可自(zì)動生成檢(jiǎn)測報告初(chū)稿。
