混凝土中钢筋的锈蚀检测

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随着全球工业化进程的逐步提高，人类活动造成了严重的环境污染，气候变暖，大气污染，酸雨等对人们的生活影响越来越明显。钢筋混凝土长期暴露在恶劣的环境当中，酸性物质通过混凝土的空隙和毛细孔道剥蚀了钢筋的钝化层，钢筋腐蚀情况严重，进而钢筋混凝土的整体结构和稳定性受到影响，关注混凝土钢筋锈蚀情况，采取一些列防治措施是必要的。

混凝土中钢筋钝化层形成
钢筋混凝土之所以能够长时间使用保持良好的抗压和体积稳定性有两个方面的因素。
第一，混凝土凝冻层将内部钢筋与外部氧气和酸性物质隔绝开来，延缓了钢筋的锈蚀。
第二，混凝土中含有Ca（OH）2 使得PH 值在12 左右，Ca（OH）2 与与钢筋中的Fe 发生化学反应之后形成了一层200-600mm 的致密氧化层，第二层保护层就更加保护了钢筋免受电化学的腐蚀。



混凝土中钢筋钝化层破坏
电化学腐蚀是混凝土钢筋锈蚀的根本原因。钢筋在生产、制造和使用时并不能达到完全的均匀，钢筋的许多部分会形成电位差，在有水分的情况下会发生如下反应：
阳极反应：2Fe-4e-→2Fe2+
阴极极反应：O2+2H2O+4e-→y4OH-
综合反应：2Fe+O2+2H2O→2Fe2++4O H-；Fe2++2OH-→Fe（OH）2
在生产实践当中，Cl-的存在不仅会影响混凝土的抗渗性能，而且会直接破坏混凝土中钢筋的钝化膜，形成原电池，加速原电池的反应速率。



物理检测方法
1破损检测
破损检测主要用于危房拆除、评价和钢筋锈蚀严重的建筑，从表观上观察包裹钢筋的混凝土已经开裂，并且发生了钢筋外翻甚至断裂的现象，为了进一步的确定钢筋锈蚀情况，通常对钢筋混凝土结构采取破损检测。
破损检测的方法是利用外力对检测点进行破坏，取出腐蚀的钢筋，通过肉眼来评价钢筋的腐蚀状况，也可以通过对比未腐蚀钢筋来计算截面损失率和重量损失率来评估钢筋的腐蚀情况。
该方法的优点是直观，并且可以直接展示腐蚀图片等，该方法的缺点是，检测范围和代表性往往会受到质疑，而且对构件的稳定性产生了破坏。

2电阻棒法
电阻棒法是为了检测钢筋剩余面积而开发的方法，钢筋锈蚀会引起钢筋表面结变化，进而引起钢筋的电阻值变化，利用钢筋导电的原理。该方法需要在钢筋混凝土浇筑的初期就预留好的电阻探头，且锈蚀均匀的场合。
该方法的缺点在于钢筋锈蚀为非均匀场合时不适用，而且无法探测钢筋的锈蚀程度。

3涡流探测法
涡流探测法是将电磁设备放在混凝土构件上，电磁装置发射出的励磁电流与钢筋内的次声波谐振，通过观察磁饱和后，锈蚀钢筋引起的电磁场图像异常，通过数据换算来确定钢筋截面积的损失率。

4声发射探测法
声发射探测法主要原理是钢筋锈蚀部分膨胀使得混凝土局部开裂，声发射装置发出的声波与不同部位的钢筋碰撞后反射声波的波长不同，钢筋锈蚀情况不同，声波的强弱不同。
同时，声发射受到的外部干扰十分严重，在定位准确性上存在一定的缺陷。

5射线法
射线法是通过拍摄混凝土中钢筋的 X、γ 射线照片，直接观察钢筋的锈蚀情况。 红外热像法通过测量混凝土表面温度分布来分析钢筋锈蚀位置和程度。
但是射线法对周围环境和人体伤害较大。

化学检测方法
1半电池电位法
半电池电位法检测混凝土钢筋锈蚀状态时，半电池电位随着润湿程度逐渐稳定下来。为了加强润湿剂的渗透效果，缩短润湿结构所需要的时间，采用少量家用液体清洁剂加饮用水的混合液润湿结构效果较好，仅需约15min就可以达到电位稳定。

2线性极化法
该法的原理是将锈蚀率与极化曲线在自由锈蚀电位处的斜率联系起来，可用双电极或三电极系统监测材料与环境耦合对的锈蚀率。它不能直接测定混凝土中钢筋的电阻值；由于过电位小，相应的极化电流也小，混凝土孔隙溶液欧姆压降引起的误差较大。

3恒电量法
恒电量测量技术仍属于极化测量的范畴，但它不同于控制电位或控制电流的方法，可采用先进的电子技术，测量恒电量激励下锈蚀电极极化电位随时间衰减的曲线，确定钢筋瞬时锈蚀速度。恒电量法测量受腐蚀介质电阻的影响小且对体系的扰动小，故其获得的钢筋低锈蚀速度理论上比线性极化更适合且更精确。

4电流阶跃法
电流阶跃法属于瞬态测量方法，它的测量时间短，对系统的扰动小，越来越多地用于钢筋混凝土中钢筋锈蚀速度的理论研究与现场测量。
电流阶跃法也是一种越来越受到重视的钢筋锈蚀快速测量方法，它通过分析钢筋混凝土中的钢筋在阶跃电流信号作用下的电压响应，来确定钢筋的锈蚀状态。在分析电流阶跃法测量结果时，常采用多重串联阻容单元来拟合所得测量结果。