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论述建材检测中之混凝土钢筋锈蚀检测要点

作者：宋晓英日期：2013-12-14 09:47 来源：《电子制作》

张家口市建设工程质量检测中心 075000

【文章摘要】
随着我国建筑行业的迅猛发展，人们越来越重视建筑产品的稳定性和可靠性，要保证建筑建设房屋的安全，不会因外力冲击而坍塌，就要有良好的材料作基础。因此，保证建材原料混凝土钢筋的稳固就成为了所要解决的主要问题。目前，我国的混凝土钢筋材料及其脆弱，很容易被锈蚀，面对这样的情况，有关单位一定要加大力度进行检测，发现问题及时解决，从而保证混凝土钢筋的质量，保证建筑物的安全稳固。
【关键词】
建材检测；混凝土钢筋；锈蚀；检测
1 混凝土钢筋结构中造成钢筋锈蚀的机理
钢筋混凝土结构材料是由混凝土与钢筋复合而成的，水泥水化后会生成大量的氢氧化钙，就导致混凝土的间隙中充满了碱性物质，PH 值高达12 以上，钢筋在这样的状态下会进行钝化，最后造成钢筋的锈蚀。
（1）化学锈蚀
化学锈蚀是混凝土钢筋锈蚀的一个主要原因，它主要是由非电解质溶液或各种干燥气体引起的纯化学锈蚀。在锈蚀的过程中，在钢筋表面会生成氧化物。不过在干燥的条件下，由于高温的缘故，会加快非电解质溶液或各种干燥气体与钢筋的反应速度，进而导致会锈蚀的速度变快，再加上高温和湿度的配合，也为其锈蚀创造了条件。
（2）电化学锈蚀
当钢筋混凝土结构处在以水为介质的环境下的时候，钢筋的锈蚀大部分是电化学锈蚀。如果有氯盐的掺入，那么情况将会发生变化，当它进入混凝土中，会吸附钝化膜，降低锈蚀地的PH 数值。根据实验表明，局部的酸化作用就可以使钢筋表面的PH 数值呈酸性，倘若钝化膜出现裂缝使得氯离子趁势而入，那么就会腐蚀钢筋表面，如若在加上水和氧的存在，那么整个电化学过程则会进一步加快。
2 影响钢筋锈蚀的主要原因
（1）混凝土不密实或有裂缝存在造成钢筋的锈蚀
混凝土密实不良和构件上产生的裂缝，往往是造成钢筋腐蚀很重要的原因，尤其当水泥用量偏小，水灰比不当和振捣不良，或在混凝土浇筑过程中产生露筋、蜂窝、麻面等情况的时候，都会加速钢筋的锈蚀。
（2）混凝土碳化或侵蚀气体的侵入造成钢筋锈蚀
碳化是造成其锈蚀的一个重要原因，它是分质与混凝土相互作用在一起的很普遍的一种形式，最有典型代表的例子是空气中的二氧化碳渗入，致使PH 数值的下降。
3 建材检测中混凝土钢筋锈蚀的检测方法
（1）物理学办法
首先，第一种方法为电阻探针法。该方法是将与钢筋同材质的电阻探针埋入混凝土中，通过平衡电桥测量探针的电阻，利用探针的电阻与其截面积成反比的关系，电阻的变化可以变成腐蚀的深度，从而达到检测的目的。
其次，电阻探头法。这种方法早在20 世纪20 年代就在美国和许多欧洲国家进行应用了，此方法一般是在浇筑混凝土结构时就预先埋设了这种探头。这种方法比较适用于钢筋均匀锈蚀的情况下，局部被腐蚀的钢筋无法检测其速度。
再次，光纤传感技术。这种技术是新型的技术，具有很高的使用价值。由于光纤具有轻质、抗强电磁干扰和耐高温的特质，容易集成在混凝土结构体内等优点，从而研究出了这种耐腐蚀的传感器，科学家还将这种思路用于钢筋腐蚀检测技术上，提出了一种用金属膜局部替代光波导传感的方案，从而获取了金属腐蚀的信息。此外，如果把多个光纤钢筋腐蚀传感器紧贴钢筋铺设，然后再采取光时域反射技术，还能够实现大型混凝土结构中多个点的分布检测。另外，在敏感膜没有被腐蚀的时候，可以检测到光信号，然后根据这种信号制成光纤传感器，并把它埋于混凝土之中，利用测定敏感膜的腐蚀程度推断出钢筋的腐蚀程度。多个实践都表明了这种方法能够实现钢筋腐蚀的在线实时监测，与旧有的检测技术相比，能够降低维护的费用，减少时间的浪费，实现工作效率的提高，有着更加显著的优越性。
最后，声波发射法。这种方法是利用混凝土中钢筋腐蚀时候产生的内力，使周围的混凝土膨胀裂开，部分能量以声波的形式释放，再用声发射探头进行检测发射位置和强度。不过它也存在很大的缺点，即难以避免其他声波的干扰，很难建立钢筋腐蚀活性高低与声发射的关联。除此以外，利用物理技术进行混凝土钢筋锈蚀的方法还要涡流与磁通减量法、膨胀应变探头等等，我们要根据实际情况加以应用。
（2）电化学方法
第一，交流阻抗法。通过应用技术得出，这种方法原则上是对研究电极施加交流电压电流信号，根据其响应的程度来计算电极的反应数据。目前，这种方法已经成为了研究钢筋混凝土锈蚀度的常用办法。交流阻抗法能够显示出腐蚀机制的相关信息，能够定量得出锈蚀的速度，不过为了获得更加准确的信息，测算的范围要广阔，尤其是对于钢筋混凝土系统中锈蚀速度的测量，其较低频区的信息数据是非常主要的。交流阻抗法进行测试需要的时间长，必须进行多次测算，反复激励系统、另外，测算的仪器种类多样且价格昂贵，所以为了避免损坏现象的出现，不适合于在现场进行使用。所以，即使交流阻抗法可以得出精准的数据信息，反映出锈蚀的速度，也不能够在现场进行测算。
第二，钢筋腐蚀EIR 评估综合法。钢筋腐蚀EIR 综合评估方法指的是便于现场实施的测量方法，与交流阻抗法正好相反。它是采用多元统计分析的辨别方法，需要对其建立数学模型，建立三元辨别函数，然后利用得到的数值和准则将其进行分类，最后运用统计计算出其数据的方法。EIR 法以钢筋的腐蚀电位、腐蚀电流、混凝土电阻率等多种因素综合评定钢筋的腐蚀状态。其优点在于能够克服不同因素造成的干扰，其评判的结果也更加准确。此外，EIR 法具有可拓展性，可以随时将其与钢筋腐蚀有关的其他因素纳入其中进行判别，从而保证检测的结果更加准确可靠。
第三，恒电量试验方法。这种技术早在1961 年就有了介绍，直至1978 年被正式引入到科学领域。不过，它应用在钢筋混凝土的锈蚀研究中是从20 世纪80 年代后期开始的。一些研究者将这种方法作为激励信号，分析衰减曲线，从而得到更多更准确的数据。这种电化学技术的电信号极其微小，而且具有瞬间性，再加上测量的是衰减变化，因此，它可以更加快速和准确的测量出钢筋瞬间的腐蚀速度。
【参考文献】
[1] 李建平. 结合工程探讨混凝土主体结构的安全性检测与评定[J]. 建材与装饰,2012,(2)，34-19
[2] 刘书玲, 陈国军, 张丽娜. 钢筋混凝土中钢筋锈蚀问题的探讨[J]. 河南建材,2011,(5),356-298