鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕檢測與評估

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕檢測與評估1鋼筋銹蝕檢測技術(shù)現(xiàn)狀

1.1混凝土破型檢測

這種檢測方法最直觀和精確?????，即將檢測部位的愛護(hù)層鑿除，量取鋼筋銹蝕后實(shí)際銹后直徑，必要時(shí)可將部分鋼筋截?cái)鄮Щ卦囼?yàn)室檢測。這種方法的缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)、費(fèi)勁，對建筑物或結(jié)構(gòu)構(gòu)件會造成肯定程度的破壞。

1.2鋼筋銹蝕電位、電阻評定方法

正常狀況下，混凝土內(nèi)鋼筋表面的鈍化膜是完好的，此時(shí)鋼筋的電動勢與處于腐蝕狀態(tài)下鋼筋的電動勢是不同的。鋼筋銹蝕的點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)過程與帶電離子通過混凝土內(nèi)部微孔液體的運(yùn)動有關(guān)。離子的同方向運(yùn)動使混凝土成為電導(dǎo)體，通過測量其導(dǎo)電性（或電阻），就可以推斷出腐蝕電流流淌的難易性，進(jìn)而可以推斷出愛護(hù)層下鋼筋的銹蝕狀況。

目前，在我國一般使用的是用半電池法測定混凝土的電位來推斷鋼筋銹蝕狀況。由于電阻率法推斷很模糊，在我國很少采納，英國曾制定出測混凝土電阻率的方法，依據(jù)所測混凝土電阻率推斷鋼筋銹蝕狀況的標(biāo)準(zhǔn)見表1。

由于銹蝕電位、電阻的測量受混凝土種類、干濕度、氯鹽等內(nèi)摻劑含量等多種現(xiàn)場因素及操作人員技能的影響較大，因此判別比較籠統(tǒng)，雖屬定量測量，但只能做定性推斷。

2銹蝕檢測技術(shù)討論

2.1半電池電位法檢測技術(shù)

在前文中已經(jīng)提到，鑒于電阻率法檢測技術(shù)過于粗糙，我國很少使用。而半電池電位法相對來講，略顯精細(xì)一些，國內(nèi)應(yīng)用較廣，但這種方法受現(xiàn)場影響因素太多，而且其影響有輕有重，故與現(xiàn)場人員閱歷是否豐富親密相關(guān)。本文就不同的混凝土干濕度、混凝土強(qiáng)度等試件結(jié)合GXY-1A型鋼筋銹蝕測量儀進(jìn)行了一些試驗(yàn)。

GXY-1A型鋼筋銹蝕測量儀是以8031單片機(jī)為核心部件，集數(shù)據(jù)采集、存儲、分析、繪圖、打印為一體的多功能化儀器。其主要性能指標(biāo)如下：

測量范圍：顯示±1999mV，存儲±999mV;

精確?????度：優(yōu)于0.5%±1mV;

辨別率：1mV;

輸入阻抗：1012Ω;

顯示：2×16字符液晶顯示;

輸出：標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)并行口，可擴(kuò)充RS-232串行口，序列輸出和矩陣輸出并存;

探頭：(鋼/硫酸銅)半電池電極，濕度系數(shù)0.9mV/℃;

環(huán)境條件：溫度0℃～40℃，相對濕度85%。

該儀器測試混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕電位的示意圖見圖1。

2.2試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.2.1自然銹蝕與通電銹蝕的異同

大氣條件下，當(dāng)混凝土愛護(hù)層完全碳化、pH降至9.5時(shí)，鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞，鋼筋就會銹蝕。銹蝕隨著混凝土碳化深度的增加而逐步推動。而反陰極愛護(hù)法的通電銹蝕表明，銹蝕是沿著鋼筋周表面同時(shí)消失的，另外在大氣條件下，鋼筋銹蝕的生成物（主要為鐵的氧化物）會造成3～4倍的體積膨脹，脹裂混凝土愛護(hù)層，但通電銹蝕的結(jié)果沒有觀看到這種狀況，因此在相同的銹蝕率下，自然銹蝕與通電銹蝕所造成的鋼筋與混凝土的粘結(jié)力的丟失程度是不一樣的。

2.2.2鋼筋銹蝕程度分析

鋼筋銹蝕程度判別方法一般有失重法、截面損失法等。6組試件經(jīng)過通電后，最大失重率為2.06%，小于10%，屬低度銹蝕在自然狀態(tài)、飽水狀態(tài)和銹后飽水狀態(tài)的電位值處理，雖然鋼筋都屬于低度銹蝕，但在混凝土處于飽水狀態(tài)下，銹蝕電位的檢測均值卻達(dá)到-682.6mV（平均系數(shù)0.168），遠(yuǎn)低于-350mV和-400mV，推斷鋼筋銹蝕度應(yīng)屬于嚴(yán)峻銹蝕。以上沖突來源于鋼筋銹蝕的評判方法。由前文所述，由于電銹蝕是全表面銹蝕，故銹蝕率為100%，那么，檢測到的檢測值很高也就可以理解了。

2.2.3混凝土含水量對銹蝕電位檢測值的影響

在鋼筋未銹蝕而試件混凝土為自然風(fēng)干狀態(tài)時(shí)，銹蝕電位均值為-112.4mV（離差系數(shù)0.176），在case2時(shí)，銹蝕電位均值減至-273.5mV（離差系數(shù)0.280），照此數(shù)據(jù)推斷，case1時(shí)鋼筋處于低度銹蝕，而在case2時(shí)，鋼筋卻處于中等銹蝕狀態(tài)，這明顯是不符合實(shí)際狀況的，因此混凝土含水狀態(tài)對銹蝕電位測量的影響是不行忽視的。實(shí)際檢測時(shí)應(yīng)加以鑒別修正。

2.2.4混凝土強(qiáng)度對銹蝕電位檢測值的影響

在相同狀態(tài)下，混凝土強(qiáng)度為C25時(shí)的銹蝕電位檢測值大于混凝土強(qiáng)度C20時(shí)的銹蝕電位檢測值，并在通電飽和狀態(tài)下,其變化幅度最大。因此，在使用GXY-1A檢測鋼筋銹蝕度時(shí)，混凝土強(qiáng)度的影響不能忽視。

2.3檢測愛護(hù)層中鐵離子含量確定鋼筋銹蝕度技術(shù)討論

討論表明，鋼筋銹蝕后，銹蝕產(chǎn)物多以氧化鐵、氯化鐵、硫酸鐵等鐵鹽的形式存在，且以氧化鐵最多。當(dāng)混凝土愛護(hù)層受雨水浸潤或處于其他潮濕環(huán)境中時(shí)，鋼筋的銹蝕產(chǎn)物就會通過混凝土的微細(xì)孔隙從內(nèi)到外滲透。依據(jù)集中規(guī)律，當(dāng)集中達(dá)到穩(wěn)定后，集中物質(zhì)在集中介質(zhì)中存在按肯定的梯度分布，對于同種強(qiáng)度和類別及處于相同環(huán)境下的混凝土，我們認(rèn)為在愛護(hù)層上離鋼筋相同距離位置上的鐵離子含量（開裂邊緣除外）與鋼筋銹蝕度間是有肯定關(guān)系的，本文做了相關(guān)試驗(yàn)。

所用試樣是從室內(nèi)外選取的試件上取下的，選用的試件的鋼筋分為未銹、低度銹蝕、高度銹蝕、嚴(yán)峻銹蝕四個(gè)不同級別，試樣從離鋼筋5～8mm位置的愛護(hù)層里取出。試樣共制備了兩批，第一組為室內(nèi)，其次組為室外。由于室內(nèi)銹蝕試樣產(chǎn)物主要是Fe2O3，故這里僅測試了Fe2O3含量。兩批試驗(yàn)的結(jié)果見表2。

從表中結(jié)果可以看到，兩組試樣Fe2O3的含量明顯地隨鋼筋銹蝕度的變化而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化，但其次組試樣的氧化鐵含量明顯偏高。分析其緣由，一是由于第一組在室內(nèi)操作，在取樣過程中銹蝕產(chǎn)物未曾掉進(jìn)試樣內(nèi)，而其次組試樣是在室外久置的建筑物上取樣，工地操作不便，銹脹產(chǎn)物可能部分污染了試樣，而取樣人員可能還未發(fā)覺；二是水泥自身的品質(zhì)差異也有肯定的影響。這一事實(shí)告知我們，通過檢測混凝土愛護(hù)層中鐵離子含量來推斷鋼筋的銹蝕狀況是可行的，對于不同的工地可先選取幾個(gè)典型部分測其鐵離子含量并破型檢驗(yàn)對比，然后，其他大量檢測就不必破型檢驗(yàn)。當(dāng)然，這種方法在操作中要求選取的樣品應(yīng)與鋼筋的距離相同，同時(shí)不能污染了試樣，否則可能會消失誤判。

3鋼筋銹蝕狀況檢測的綜合方法

通過以上幾種對鋼筋銹蝕檢測方法的比較、試驗(yàn)，筆者認(rèn)為，對一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋銹蝕狀況的檢測，即以外觀目視普測和用銹蝕儀有選擇地面測輔以典型斷面破型點(diǎn)測，詳細(xì)操作如下：首先對整個(gè)結(jié)構(gòu)物